Comment la modélisation des données du bâtiment (BIM) transforme l'industrie de la construction

Depuis plusieurs années, l'approche de la construction basée sur les données BIM a changé la façon dont nous concevons, construisons et gérons les différents aspects du processus de construction. Les avantages sont apparemment infinis et permettent des opérations plus simples, une meilleure collaboration entre les différentes collaborateurs et une réduction des coûts de construction.

Environ 75 % des entreprises qui ont choisi la méthode BIM constatent un retour sur investissement positif, une accélération des processus de construction, une réduction des formalités administratives et une diminution des coûts de production. Avec de tels résultats, il n'est pas surprenant qu'un nombre croissant de pays aient adopté cette méthode :

  • 73 % des entreprises de construction au Royaume-Uni l'utilisent. Cette méthode est même obligatoire pour les projets gouvernementaux.
  • Finland, Singapore and South Korea made it mandatory for some or all public projects. 
  • 70 % des entreprises allemandes utilisent la méthode BIM, et elle est obligatoire pour les projets d'une valeur supérieure à 100 millions d'euros.
  • Plus de 50 % des entreprises de construction françaises utilisent ce système, et il sera obligatoire en 2022.
McAuley, B., Hore, A. et West, R. (2017) Étude NICP Global BIM

Aux États-Unis, le BIM est sur le point de devenir la norme industrielle, puisque 100 % des grandes agences d'architecture et plus d'un tiers des petites agences l'utilisent pour des travaux facturés. Tout cela se résume à une conclusion inéluctable : le BIM est en train de révolutionner tout le secteur de la construction.

Pour vous permettre de mieux comprendre le fonctionnement de la méthode BIM, nous avons créé ce guide pratique pour vous en expliquer le fonctionnement, son histoire, ses avantages, son utilisation dans le secteur de la construction et ce que cela signifie d'être conforme aux normes BIM.

Commençons par le début

Qu'est-ce que le BIM ? 

BIM signifie « Building Information Modelling ». Il s'agit d'une méthodologie intelligente, basée sur un modèle 3D, qui combine différents processus, accords et technologies pour planifier, concevoir, construire et gérer des projets de construction. Elle permet de créer un « jumeau numérique » de la structure, ce qui permet aux différents collaborateurs de travailler ensemble, d'accéder à des informations vitales et de prendre des décisions éclairées.

Les modèles BIM sont créés à l'aide «d'objets BIM» ,qui sont des représentations numériques en 3D de produits physiques, avec des informations géométriques et des caractéristiques techniques. Les objets BIM peuvent être :

  • des composants : des objets avec des formes géométriques fixes (par exemple, des fenêtres, des portes, des chaudières, etc.)
  • des surfaces : des objets sans forme géométrique fixe (par exemple, des toitures, des murs, des plafonds, etc.)
Dessin BIM

Toutes les informations sont partagées dans un espace en ligne appelé environnement de données commun (Common Data Environment ou CDE), ce qui les rend plus accessibles que les options traditionnelles. En centralisant les informations liées à chaque étape du cycle de vie de la construction, le BIM facilite un flux de travail plus coordonné et plus efficace entre les architectes, les ingénieurs, les promoteurs, les entrepreneurs et les autres prestataires de services.

Histoire du BIM

Tout comme la plupart des méthodologies disruptives, le BIM n'est pas nouveau. Son origine remonte aux années 70, lorsque le professeur Charles M. Eastman, un professeur et précurseur de la conception assistée par ordinateur (CAO), a décrit pour la première fois cette méthode comme un système de description des bâtiments (Building Description System ou BDS). Le concept était révolutionaire comparé aux traditionnels plans en 2D.

Les années 80 ont vu naître plusieurs applications de CAO novatrices, telles que Really Universal Computer-Aided Production System(RUCAPS), Sonata, Reflex et ArchiCAD. Ces applications sont considérées comme les précurseurs du BIM tel qu'il existe aujourd'hui.

Il faudra attendre plus d'une décennie avant que de nouvelles avancées technologiques ne propulsent réellement le BIM sur la scène industrielle. En 2002, Autodesk a publié un livre blanc intitulé « Building Information Modelling », qui a normalisé le terme et suscité l'intérêt de divers vendeurs et développeurs de logiciels.

Depuis ce temps, de nouvelles avancées dans le domaine des logiciels et une adoption plus large des technologies ont permis de faire évoluer le BIM vers un tout autre niveau. Les nouveaux domaines d'intérêt comprennent la combinaison du BIM avec la réalité augmentée, la construction modulaire, l'impression 3D et la capture de la réalité.

Quels sont les avantages du BIM ?

Voici quelques-uns des avantages du BIM :

Plus de rentabilité

Les informations techniques fournies par les objets BIM permettent d'utiliser des logiciels de calcul pour optimiser presque tous les aspects du projet pendant la phase de conception. Cette approche permet aux collaborateurs de réaliser de précieuses itérations et d'explorer davantage d'options sans dépenser le temps, l'argent et les efforts qu'il faudrait pour tout reconstruire.

Un travail plus rapide

Le BIM permet des échanges d'informations rapides, des analyses d'informations plus efficaces et des itérations plus rapides en matière de structure, d'architecture et d'ingénierie. 

Des informations centralisées

Avec le BIM, chaque étape du processus de construction est enregistrée et centralisée dans un modèle 3D complet, ce qui permet de le retrouver, de le revisiter et de le consulter facilement à chaque étape du processus.

Des calculs précis

Les objets BIM fournissent des informations détaillées qui peuvent rendre plus rapides, plus faciles et plus précis les calculs d'ingénierie complexes relatifs à des domaines tels que la ventilation, le chauffage ou la plomberie. Ils peuvent également effectuer des calculs énergétiques en utilisant les informations géométriques et spatiales précédemment introduites dans le modèle.  

Avantages de la BIM

Réduction des émissions de carbone

Des calculs précis qui permettent aux architectes, ingénieurs et entrepreneurs d'effectuer des calculs plus précis concernant les produits nécessaires. Il en résulte donc moins de déchets, moins de temps de transport et moins d'énergie dépensée pour des matériaux inutiles.  

Estimation précise des coûts

La méthode BIM permet d'intégrer facilement les données relatives aux coûts et à l'ordonnancement, ce qui permet d'effectuer des estimations en ligne précises, de sorte que les coûts sont plus faciles à prévoir. 

L'utilisation du BIM dans la construction sur-site ou hors-site.

Bien que le BIM constitue un atout extrêmement utile dans le domaine de la construction sur chantier et hors-site, le scénario traditionnel présente tout de même quelques défis.

L'utilisation du BIM pour les projets sur chantier offre aux collaborateurs un contrôle presque total pendant la phase de conception, mais les choses deviennent plus difficiles à gérer à mesure que le projet avance. En effet : plus le projet avance et plus le nombre de personnes qui y participent augmente. Il devient alors plus difficile de garder le contrôle sur l'ensemble du projet si les choses ne se déroulent pas comme prévu (par exemple, le plombier pourrait prendre quelques libertés, le maître de chantier pourrait placer un mur en utilisant des dimensions différentes, etc.)

Exemple de conception BIM

Le problème devient encore plus important dans les grands projets sur chantier qui nécessitent une planification des ressources d'entreprise (ERP). La planification précise reste un véritable défi en raison de la nature peu fiable et souvent imprévisible des projets sur chantier.

La situation est complètement différente pour les projets hors-site, car l'ensemble du processus est automatisé et beaucoup plus précis. Dans la plupart des cas, les projets hors-site remplacent la phase de planification par une phase de fabrication qui se déroule hors-site dans une usine. Cela réduit la marge d'erreur, permet aux collaborateurs de profiter pleinement des avantages du BIM et permet de créer des bâtiments qui sont construits exactement comme ils ont été conçus à la base.  

Que sont les niveaux du BIM ?

Les niveaux BIM fournissent des conditions standard qui facilitent la collaboration entre les membres de la communauté de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction (AEC). Il existe actuellement quatre niveaux BIM (en commençant par le niveau 0). Chaque niveau possède son propre ensemble de capacités et d'avantages spécifiques qui indiquent où vous vous situez sur le spectre BIM. Cependant, avant de discuter de chacun des niveaux BIM, il est important de comprendre les dimensions dans lesquelles ils fonctionnent :

Dimensions BIM

BIM 2D 

La 2D représente le type le plus élémentaire de modèle de construction. Ce modèle est généralement réalisé à la main ou à l'aide de dessins CAO. 

BIM 3D

Le modèle BIM 3D montre les structures en trois dimensions, en utilisant l'axe X, l'axe Y et l'axe Z (le modèle 2D utilise uniquement les axes X et Y). Au cours de ce genre de processus, les éléments tels que les plans de projet, les dessins techniques et la documentation sont partagés dans un environnement de données commun (EDC). Les avantages du modèle BIM 3D sont une meilleure vue globale du projet et une meilleure coordination et communication entre les différentes parties prenantes.  

BIM 4D

Le BIM 4D intègre le facteur temps dans l'équation, ce qui permet d'opérer en bénéficiant des données de planification.

BIM 5D

Le BIM 5D inclut les capacités budgétaires. Celles-ci permettent aux équipes de suivre les coûts, de créer des estimations de coûts précises et de faire le suivi de leurs dépenses.

BIM 6D

Le BIM 6D, parfois appelé « BIM intégré », implique que les équipes ont la possibilité d'estimer leur consommation d'énergie avant que la structure ne soit construite. Il est ainsi plus facile de se conformer aux réglementations gouvernementales. Les collaborateurs peuvent également incorporer le facteur de durabilité dans leur planification. Les données fournies par le BIM 6D aident également les gestionnaires d'installations en leur permettant de savoir plus facilement où la maintenance est nécessaire et combien ils doivent prévoir dans leur budget.  

Maintenant que vous avez une meilleure compréhension des différentes dimensions BIM, voici une brève explication de chaque niveau BIM :

Niveaux BIM. Crédits : United BIM

BIM Niveau 0 - Conception assistée par ordinateur (CAO) et aucune collaboration 

Ce niveau indique que vous travaillez avec la CAO 2D, les techniques de dessin sur papier et les impressions numériques. Comme l'indique le niveau, il n'y a aucune collaboration numérique à ce niveau. 

BIM Niveau 1 - 2D et 3D avec collaboration partielle

Ce niveau indique que vous travaillez avec : 

  • des dessin en 2D pour des éléments tels que la documentation d'approbation et les informations sur la production 
  • la CAO 3D pour développer vos concepts

Les données sont partagées électroniquement à l'aide d'un environnement de données commun (CDE) qui est normalement géré par l'entrepreneur. La collaboration à ce niveau reste basique et se limite à donner à chaque collaborateur un accès au CDE. Ils peuvent ainsi partager et gérer leurs propres données. L'inconvénient est que le travail peut toujours être ralenti si un seul collaborateur ne partage pas une information importante. 

BIM niveau 2: 4D- en 5D-modellen met volledige samenwerking

C'est là que la véritable collaboration commence. À ce niveau, la CAO 3D représente la norme avec la possibilité de travailler en 4D et 5D. Bien que l'équipe ne travaille pas nécessairement sur un seul modèle partagé (il peut y en avoir plusieurs), cela implique l'utilisation d'une base de données centralisée. Cette dernière permettra à chaque collaborateur de rendre ses fichiers accessibles en utilisant des formats de fichiers communs et le cloud computing. 

BIM niveau 3: 6D-modellen met volledige integratie

Ce niveau indique que toute l'équipe travaille sur un seul modèle et partage toutes les informations liées au projet. Cela signifie que chaque modification ou nouvelle information est répercutée sur l'ensemble du projet, ce qui la rend visible en temps réel et réduit les risques d'erreur.

Qu'est-ce que cela signifie d'être conforme aux normes BIM ?

Être conforme au BIM signifie essentiellement que votre entreprise peut réaliser des projets qui répondent aux exigences d'un niveau BIM donné. Par exemple, au Royaume-Uni, la conformité au niveau 2 est une exigence obligatoire pour tous les projets de construction gouvernementaux.

Être conforme à la norme BIM de niveau 2 signifie que votre entreprise peut fournir et suivre tous les éléments clés de ce niveau (par exemple, la collaboration, les modèles CAO 3D, le CDE, etc.) Les entreprises qui ne répondent pas aux exigences de la norme peuvent être exclues du processus d'appel d'offres et ainsi passer à côté d'opportunités lucratives. 

L'avenir du BIM.

Klein Veldekens par Astor

Avec un nombre toujours croissant de pays qui s'efforcent de faire du BIM la norme industrielle mondiale, devenir conforme aux normes BIM sera un avantage concurrentiel important pour l'avenir. Les entreprises qui adoptent cette pratique seront à l'avant-garde d'une toute nouvelle ère dans la construction, rendant le processus plus transparent, plus collaboratif, plus rentable et plus efficace. 

En outre, cette méthodologie est hautement compatible avec les tendances les plus excitantes de l'industrie actuelle, notamment :

  • l'impression 3D pour la construction de bâtiments
  • la robotique
  • la construction durable
  • la réalité virtuelle (VR), la réalité augmentée (AR) et la réalité mixte (MR)
  • la construction modulaire ou hors-site
  • l'internet des objets ou IdO

Au fur et à mesure que ces technologies se développent et évoluent, il en sera de même pour leurs applications dans le secteur de la construction, ce qui ouvrira des possibilités infinies. 

Vous essayez de faire en sorte que vos projets soient entièrement conformes aux normes BIM ? Vous avez besoin de dynamiser votre logiciel Autodesk ? Nous vous aiderons à tirer parti des capacités de Revit® pour créer des structures à la pointe de la technologie.


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Auteur :
Keith Cotter
Sales Manager