Les 4 grands types de BIM à l’oeuvre aujourd’hui

4 types de BIM
Comment fonctionne vraiment le BIM dans la pratique? La littérature nous fournit de nombreux schémas, notamment des diagrammes en cercles, pour nous expliquer comment le BIM devrait fonctionner.
 
Cependant, ces schémas n’expliquent pas comment le BIM fonctionne dans la réalité. Ils ne sont que des représentations théoriques qui de plus entretiennent le mythe suivant lequel le BIM serait un processus et non une technologie. Il est vrai que le BIM fait intervenir de nouveaux processus de travail mais il n’est rien sans la technologie.
Si le BIM est utilisé, c’est avant tout pour les gains de performance qu’il apportent autant en rapidité qu’en qualité. Comme les acteurs du projet ont des livrables et des responsabilités différentes, ils utilisent le BIM de manière différente en utilisant les technologies disponibles pour leur métier. Ces technologies limitent ce qu’ils peuvent faire et à mesure qu’elles évoluent, elles font évoluer leur façon de travailler. Dans la pratique, c’est la technologie qui dirige le processus BIM.
 
Mais tout ça a peu d’importance. L’objectif initial du BIM est de permettre à chaque participant de faire son travail plus efficacement. Au lieu de faire un autre diagramme, j’ai pensé qu’il serait intéressant de vous décrire les différents BIM qui sont à l’oeuvre aujourd’hui dans l’industrie de la construction. Je compte 4 grands types de BIM en usage actuellement:
– le relevé BIM
– le BIM appliqué à la conception
– le BIM appliqué à la construction
– le BIM FM

Le relevé BIM

releve
 
Le relevé BIM consiste à créer une maquette virtuelle d’un bâtiment existant à partir d’un nuage de points capturé par un scanner laser 3d.
Il s’agit d’un nouveau domaine d’activité qui devient de plus en plus accessible grâce aux avancées technologiques. D’habitude, ce sont les projeteurs qui modélisent les bâtiments existants mais on s’attend à ce que les géomètres deviennent les principaux acteurs de ce nouveau marché.
 
Le livrable ici consiste en un modèle numérique des bâtiments existants (y compris le terrain) qui peut être utilisé par les projeteurs pour des travaux d’extension et de rénovation ou par le Facility Manager comme base pour son système d’exploitaton du bâtiment en BIM.
Des technologies comme le scannner laser ou les drones sont utilisées pour collecter les données mais le relevé BIM est bien plus qu’un nuage de points 3d. Les données collectées sont utilisées pour créer un modèle virtuel d’objets intelligents. A cette fin, les logiciels utilisés actuellement sont les mêmes que ceux utilisés pour la conception puisque les fonctionnalités requises sont très similaires.
 
Il existe un vrai potentiel d’automatisation dans ce processus mais je doute qu’il sera un jour complètement automatisé. Les projeteurs et les Facility manager ont besoin de modèles simplifiés ce qui nécessitera toujours une intervention humaine.
Un relevé BIM contient seulement ce qui a été demandé. Même si beaucoup d’informations ont été collectées, le relevé ne correspond pas forcément à tout l’existant et toutes les données collectées ne sont pas nécessairement inclues dans le modèle virtuel. La réalité est, et le sera toujours, qu’il n’est pas intéressant économiquement de créer un modèle virtuel qui correspond exactement à la réalité.
Par conséquent, le contenu d’un relevé BIM variera en fonction du besoin qu’il s’agira de satisfaire: un relevé BIM réalisé pour des travaux de rénovation a peu de chances d’être utile pour un système de management FM en BIM et inversement.
 

Le BIM appliqué à la conception

bim-conception

En phase conception, le BIM est tout d’abord utilisé pour représenter le projet architectural: dans son environnement, dans ses différentes variantes, sous différentes perspectives, en 2d comme en 3d. La maquette numérique aide l’équipe de conception à mieux visualiser le projet et le client à mieux se projeter dans son futur bâtiment. Elle contient les différentes variantes de conception architecturale et permet de les comparer aisément. De plus, elle permet de générer les livrables traditionnels: plans, tableaux de surfaces, etc. et c’est actuellement l’usage BIM le plus courant.
 
Les logiciels de conception BIM utilisés présentes des fonctionnalités permettant d’optimiser le processus de conception: les modifications sont faciles à effectuer et se propagent sur toute la maquette, plusieurs variantes de conception peuvent être créées et visualisées simultanément, les situations nécessitant des décisions ultérieures peuvent être facilement repérés et classés dans des vues spécifiques, etc. Aujourd’hui, les logiciels utilisés sont principalement: Revit, Archicad, Tekla, Bentley et Allplan.
 
En ce qui concerne le contenu des maquettes de conception, il est raisonnable de s’attendre à ce qu’au minimum elles
  • contiennent tous les éléments critiques d’une projet de construction
  • que ces éléments soient catégorisés de manière cohérente (murs, sols..)
  • que les matériaux utilisés dans ces éléments soient catégorisés de manière cohérente
Ce qui est crucial est que ce qui est fourni soit cohérent et que les informations de la maquette soient les mêmes que les autres livrables d’un même projeteur (ex: la maquette, les plans et les quantités sont cohérents entre eux). Les logiciels de conception BIM sont prévus pour assurer cette cohérence. Néanmoins, il faut contrôler que les informations saisies dans le logiciel sont exactes.
 
Par ailleurs, si un relevé BIM est disponible, il peut être inclus ou servir de base à la maquette de conception. Mais en général les maquettes de conception concernent surtout les constructions neuves et servent de base à la maquette BIM construction.
 
Ensuite, la maquette numérique est utilisée pour étudier le projet architectural et cela prend plusieurs formes: modélisation de maquettes métiers, analyses et simulations, synthèse technique.
A partir de la maquette architecture, l’ingénieur structure va créer la maquette structure, l’ingénieur thermicien va créer la maquette thermique, l’ingénieur CVC va créer la maquette CVC, etc. Ces maquettes vont servir de base à leurs études respectives et vont être optimisées par ces dernières. L’ensemble des maquettes vont alors être superposées à la maquette architecture: c’est la synthèse technique BIM. Des conflits vont être détectés et leur résolution impliquera de modifier les maquettes et de refaire des synthèses techniques, idéalement jusqu’à ce qu’aucun conflit ne soit détecté.
 
Les analyses et simulations BIM peuvent être effectuées soit directement dans les logiciels de conception soit dans des logiciels spécifiques d’analyse. Dans ce deuxième cas, il est question de transférer la maquette vers le logiciel d’analyse. On utilise alors le format d’échange IFC. Néanmoins, la tendance est de passer de plus en plus par des plug-in qui permettent de relier directement les logiciels entre eux.
Pour donner quelques exemples d’études/simulations BIM, il est courant de voir aujourd’hui:
  • des planning 3d: simulation de l’avancement de la construction en associant un planning à la maquette numérique (quelque soit le nombre de maquette métiers qu’elle contient)
  • des études de quantités: les quantités sont calculées automatiquement dans les logiciels de conception BIM
  • a fortiori des études de coûts: on peut associer plus ou moins facilement les quantités de la maquette aux prix unitaires, soit directement dans le logiciel de conception, soit à travers un export excel, soit via un échange (IFC ou plug-in) avec un logiciel de métrés ou une solution tout en un type RIB iTWO.
  • des études d’éclairage naturelle, d’ombres, d’éclairage artificielle: en première analyse dans le logiciel de conception puis dans le logiciel d’analyse pour des études plus poussées.
  • des études thermiques: quasi systématiquement dans les logicielles d’analyse type Archiwizard, Plancal nova à partir de la maquette architecture via un échange IFC ou à travers un plug-in. Néanmoins, ClimaWIN a créé un applicatif, disons un add-on permettant de faire une étude RT2012 directement dans le logiciel de conception.
  • des études structurelles: à partir des maquettes structure, soit directement dans le logiciel de conception soit dans le logiciel d’analyse. Par exemple, les maquettes structures créées dans Revit peuvent ensuite faire l’objet d’une étude structurelle avancée dans le logicielle Robot.
  • des études environnementales: notamment des Analyses de Cycle de Vie (ACV) en associant les FDES de chaque matériau aux composants de la maquette. Des logiciels ou passerelles existent pour récupérer automatiquement les quantités de la maquette. Néanmoins et cela vaut pour beaucoup de passerelles, ces dernières sont souvent moins performantes qu’une ressaisie manuelle des tableaux de quantités du logiciel de conception vers le logiciel d’analyse. Cela s’explique par le paramétrage fastidieux qu’elle nécessite pour bien fonctionner.
Il est important de garder à l’esprit la finalité d’une maquette de conception. Elle sert à satisfaire les besoins spécifiques de son auteur pas les futures besoins des autres. Son usage par les autres est limité à extraire des informations utiles pour leurs besoins spécifiques.
 

Le BIM appliqué à la construction

 bim-construction
 
En phase construction, la maquette numérique sert à organiser la construction d’un bâtiment.
 
Elle implique l’entreprise générale et les sous-traitants, d’autant plus s’ils fournissent des plans d’exécution ou de fabrication compatible BIM. Les bureaux d’études peuvent être impliqués mais seulement dans la mesure où la conception doit être revue ou s’ils offrent des services directement aux entreprises. Dans tous les cas, c’est l’entreprise générale qui a la responsabilité de la maquette construction.
 
Le BIM est utilisé pendant la construction pour assister les différents processus qui ont lieu sur le chantier: coordination de l’installation, planification des travaux, contrôle des coûts, gestion de la sécurité, etc. Par ailleurs, la maquette est de plus en plus utilisée comme un coordinateur de localisation pour différents besoins, des affectations de tâches à la rectification des défauts.
 
Une maquette construction utilise les maquettes de conception: les différentes maquettes de conception sont combinées pour créer une maquette fédérée représentant l’ensemble du bâtiment. Qui plus est, des maquettes plus détaillées de sous-traitants sont inclues ainsi que les représentations réelles des équipements et installations comme les grues ou les bungalows de chantier.
 
Les logiciels utilisés sont typiquement Navisworks, Solibri et de plus en plus de plateforme BIM en ligne. Une maquette BIM de construction n’est ni plus ni moins qu’un agrégat de modèles. On peut y extraire des informations ou en associer de nouvelles mais aucun changement peut être réalisé sur les modèles sous-jacents. Seuls les fournisseurs des modèles originaux peuvent les modifier.
 
Le livrable principal de cette phase de projet est bien entendu le bâtiment fini. Le BIM aide à atteindre cet objectif en assistant le processus de conception et il aboutit en fin de travaux à une maquette DOE (as-buit BIM), copie virtuelle du bâtiment fini.
 
La maquette DOE n’est ni plus ni moins qu’une maquette de construction à jour, statique, dépourvue de ses éléments temporaires (grues, bungalows de chantiers) et dont les composants ont été associés aux divers documents du DOE qui leur correspondent (fiches techniques, détails, fiches de maintenance, attestations, etc.). Elle est d’ailleurs plus justement dénommée maquette support de DOE ou bien DOE numérique.
 
Enfin, la maquette BIM peut fournir une base pour une maquette d’exploitation (BIM FM). Mais cela dépend des logiciels utilisés. A ma connaissance, aucun logiciel BIM actuel ne peut exporter de fichiers adaptés pour le Facility Management (FM), autrement dit des fichiers qui ne nécessitent pas de manipulations majeurs. Je pense que la technologie facilitera cela à l’avenir mais pour le moment ce n’est pas le cas.

Le BIM FM

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Le BIM FM est une maquette numérique optimisée pour l’exploitation d’un bâtiment. Elle contient les représentations graphiques et les informations de tous les composants du bâtiment nécessitant une supervision et un suivi maintenance. Ces informations sont directement associées aux objets auxquels elles appartiennent.. Par exemple, le numéro de série d’une chaudière est associé au composant chaudière de la maquette, l’information sur l’état de fonctionnement d’un filtre est renvoyée à l’objet correspondant de la maquette. Ce dernier exemple est une information dynamique issue d’un capteur. Aussi, pour synthétiser, la maquette BIM FM consiste en des composants 3d associés à des informations statiques issues du DOE et à des informations dynamiques issues des capteurs du bâtiment. Une maquette BIM FM doit être statique: un modèle virtuel de ce qui est et non de ce qui doit être (à la différence des maquettes de conception et de construction).
 
La maquette BIM FM est l’outil des Facility Managers du bâtiment, non seulement de ceux qui sont là à la livraison du bâtiment mais aussi de tous les futurs Facility Managers. Cet aspect contraste avec les maquettes de conception et de construction qui ne sont utiles que pendant un temps limité. Ainsi, elles peuvent être moins rigide car ceux qui les ont réalisés sont toujours là pour répondre aux questions.
La maquette BIM FM est créée à partir de la dernière maquette de construction, celle qui a servi à réaliser la maquette support de DOE.
La première chose à faire est de supprimer toutes les informations inutiles pour la phase exploitation. Il faut simplifier le plus possible la maquette. Il n’est pas pertinent de représenter quelque chose graphiquement si l’équipe FM n’a pas la capacité de mettre à jour ces graphiques. Il est préférable de lier à des macro-objets beaucoup d’informations textuelles qui peuvent être facilement mises à jour. Par exemple, il est plus simple de modifier des données si les informations du verrou d’une porte font partie d’une porte complète plutôt qu’à un objet spécifique « verrou » qui doit être re-modellisé  pour refléter la modification. Notez que beaucoup de systèmes FM BIM n’ont pas la capacité de modifier le modèle numérique comme par exemple les système basés sur l’IFC. 
Ensuite, il s’agit d’ajouter les informations manquantes telles que les guides de maintenance, les informations de garantie, etc. qui sont souvent fournies juste avant la livraison du bâtiment.
Enfin, il s’agira de connecter la maquette avec des bases de données dynamiques telles que la GTB, la GMAO, la conformité réglementaire, etc. afin de pouvoir accéder à toutes les informations utiles à l’exploitation du bâtiment, suivre l’état du bâtiment voire piloter la maintenance et les équipements depuis la maquette numérique.
 
Les délais de création d’une maquette BIM FM sont cruciaux. Si elle n’est pas créée pendant les dernières phases de la construction pour être fonctionnelle quand le bâtiment ouvre, les données fournies par les équipes de conception et de construction pourront être dépassées au moment où la maquette BIM sera utilisable. Cela peut concerner les équipements qui auront dû être remplacés à cause de pannes ou bien des modifications après la livraison. Il peut y avoir quelques différences mais sans faire un audit complet, personne peut le savoir. Cela met en échec la finalité d’utiliser les informations BIM de conception et de construction pour l’exploitation du bâtiment.
 
Par ailleurs, la quantité d’informations du BIM FM doit être adaptée aux ressources humaines assurant sa maintenance, non pas à la quantité d’informations disponibles. Trop peu d’informations dans le BIM FM n’est pas intéressant car son but est de centraliser les informations pour qu’elles soit facilement accessibles et éviter les ressaisies. Trop d’informations n’est également pas intéressant: plus il y a de données, plus ça demande du travail d’entretien.
 
Un des idéaux du BIM est d’éradiquer le travail nécessaire à l’élaboration du BIM FM. Ceci étant, cela n’est pas possible aujourd’hui car les informations générées par les autres types de BIM (relevé BIM, conception BIM, construction BIM) sont soit inutiles soit structurées pour des processus complètement différents que le processus FM.
 

Conclusion:

Le BIM est une technologie fantastique: il nous permet de nous engager dans de nouveaux processus de travail plus efficients. Mais il est important de se souvenir qu’il est conduit par des individus qui l’utilisent pour leurs propres besoins.
Si on regarde ce que les gens font réellement en BIM plutôt que de fantasmer sur un futur utopien construit autour de processus théoriques, alors on remarque qu’ils soutiennent les processus métiers des uns et des autres en partageant une base de données commune, la maquette numérique. C’est ainsi que le BIM en tant que pratique viendra à dominer naturellement.
Le BIM deviendra, j’en suis persuadé, la façon préférée de travailler et ce, sans le besoin d’une obligation du gouvernement ou d’un gros marché.

 

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Franck Spieser

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4 Commentaires

  1. Avatar of Admin AlimNo Gravatar dit : Répondre

    Bonjour,

    je suis étudiant en DUT génie civil et j’aurais voulu savoir si je pouvais utiliser en tant que source votre article dans le cadre d’un projet.

    Cordialement

    1. Avatar of Admin AdminNo Gravatar dit : Répondre

      Oui bien sûr.
      Cordialement,

  2. Avatar of Admin beckynunemaker.jimdo.comNo Gravatar dit : Répondre

    I like reading through a post that can make people think.
    Also, thanks for allowing me to comment!

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