Livre blanc « le BIM selon Arcadis

LE BIM SELON ARCADIS

Figure 1 : Modèle
BIM de l’univer-
sité de Leiden
présentant tous
les objets de la
structure et des
équipements
techniques sur
un modèle dit
« fédéré »
Le Building Information Modelling (BIM) est un outil en vogue, et ce, à
juste titre. Cette toute nouvelle approche de l’utilisation des données et
des informations destinée au secteur de la construction aura un impact
considérable sur les méthodes de conception et de construction des
bâtiments et des infrastructures et sur la manière dont ces derniers sont
exploités. L’application du BIM connait aujourd’hui une évolution rapide. Les
perspectives d’utilisation associées sont multiples et peuvent engendrer une
certaine confusion.
Cette confusion commence par la signification du terme BIM lui-même.
Pour certains, ce sigle veut dire Modèle d’Information de la Construction
(Building Information Model), pour d’autres Modélisation des Informations
d’une Construction (Building Information Modelling) ou encore Management
des Informations d’une Construction (Building Information Management).
Chez Arcadis, nous privilégions la seconde définition, qui souligne que le BIM
s’attache au traitement des données, à leur gestion et à leur exploitation,
et est loin d’être une simple modélisation 3D. Nous définissons le BIM de la
manière suivante :
 Les processus de travail collaboratif liés à la création et au partage de bases
de données orientées objets d’une construction dans son environnement, et
ce à tous les stades de son cycle de vie, incluant la conception, la construction
et l’exploitation 
INTRODUCTION
Si un modèle 3D peut constituer une première
approche du BIM, le concept va bien au-delà. Le BIM
permet aux équipes de travailler intelligemment au-
tour de données partagées relatives à un ou plusieurs
actifs qui constitueront une base fiable pour la prise
de décisions tout au long du cycle de vie, depuis sa
construction jusqu’à son exploitation et sa réhabilita-
tion. Ce Livre Blanc présente notre vision du BIM et les
bénéfices que nos clients en retireront. Nous décrivons
ce qu’est le BIM pour Arcadis, ses retombées, la façon
dont le BIM est utilisé par diérents acteurs et les prin-
cipes guidant l’utilisation du BIM chez Arcadis.
L’IMPACT DU BIM
Depuis des siècles, le secteur de la construction a
engrangé et échangé des informations, comme des
plans ou des rapports, sur papier. Ces documents
renvoyaient les uns aux autres mais possédaient
chacun leur structure propre. C’est la logique de l’objet
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à construire qui présidait majoritairement à l’organi-
sation des données : les plans étaient organisés en
vues et détails à diérentes échelles, les quantitatifs
renvoyaient à des sous-parties et à des types de maté-
riaux... En conséquence, articuler les documents entre
eux ou les vérifier devenait de plus en plus dicile, en
particulier avec la complexification des ouvrages et la
compression des délais de conception et de construc-
tion. Le défi lié à l’échange des informations entre les
acteurs, à diérentes étapes du cycle de vie des actifs,
s’accompagnait d’un risque toujours croissant d’er-
reurs et de dédoublement des tâches.
Lorsque des technologies de type CAO ont commencé
à remplacer le papier par des fichiers numériques, le
processus de traitement de l’information n’a pas chan-
gé structurellement : les nouveaux logiciels permet-
taient de créer des plans et documents numériques
copiant la structure des versions papier précédentes.
Il s’agissait d’une technologie de continuité, qui n’a pas
changé notre façon de travailler.
À l’inverse, de nouvelles méthodes de gestion de l’in-
formation développées dans les années 1980, ont bou-
leversé en profondeur les industries manufacturières.
L’innovation dans les technologies de l’information a
permis de développer une nouvelle approche de la ges-
tion de l’information dans laquelle les produits étaient
traités comme des collections d’objets. L’information a
ensuite pu être organisée en bases de données, suivant
des normes communes facilitant la communication.
Ce passage aux bases de données, en parallèle de
l’abandon du papier au profit des fichiers numériques, a
donné naissance à de nouvelles méthodes de création
et de gestion de l’information des projets.
Pour l’industrie manufacturière, l’intérêt majeur était
de pouvoir passer directement de l’information de
conception à l’information de fabrication. Dans la
mesure où les projets de construction sont générale-
ment des projets uniques, réalisés in situ, il n’est pas
surprenant que l’adoption de ces technologies dans
notre domaine nous ait demandé plus de temps. Cette
nouvelle approche est toutefois en cours de transfert
depuis l’industrie manufacturière vers l’industrie de
la construction, sous le nom de BIM. Elle apporte une
technologie de rupture à fort potentiel pour l’améliora-
tion des performances dans la conception, la construc-
tion et l’exploitation. Une autre motivation poussant à
la concentration et à la rationalisation des flux d’infor-
mation dans un environnement BIM est la fragmenta-
tion des cycles de vie des actifs.
En permettant aux équipes de gérer leurs informations
et de communiquer diéremment, le BIM permet
l’adoption de nouvelles façons de créer, gérer et échan-
ger l’information - ce qui facilite également de nou-
velles méthodes de gestion de projets et d’actifs.
Pour les projets basés sur le BIM, un ensemble de bases
de données (par exemple la maquette numérique) est
créé et alimenté à chaque étape du cycle de vie des
actifs. Ces bases de données peuvent être partagées
entre tous les acteurs du projet (maîtres d’ouvrage,
ingénieurs, architectes, constructeurs, sous-traitants et
opérateurs). Les avantages de cette méthode de travail
comprennent :
• Une meilleure ecacité grâce au partage
d’informations,
• Une conception de meilleure qualité (élimination
des risques) grâce à une coordination optimisée et à
une utilisation plus ecace des outils d’analyse,
• Une réduction des risques d’incohérences dans le
cadre du projet,
• Des délais de production réduits grâce aux mises
à jour dynamiques, définies dans le processus BIM
général,
• Des coûts réduits grâce à une conception plus
précise, à la réduction des doublons et à une
meilleure coordination,
• Une limitation des coûts liés à la transmission
d’informations, tels que l’échange de documents
avec les parties prenantes ou la création de
documents d’exploitation ou de maintenance,
• L’adoption de processus d’échange d’informations
ouverts et transparents avec les clients et les
parties prenantes du projet,
• L’optimisation du cycle d’exploitation, grâce à
la disponibilité des informations récapitulant les
hypothèses de conception, de construction et de
maintenance.
Leurs bénéfices se sont traduits très concrètement
lors de la mise en œuvre sur projets. Un des premiers
projets pilotes du gouvernement britannique, le centre
de détention pour mineurs de Cookham Wood, en est
un bon exemple. Le BIM a fait partie intégrante du
processus de conception, d’achats et de construction,
ce qui a permis de bénéficier de coûts de construction
situés dans le quartile inférieur et d’économies sur le
cycle de vie de l’ordre 400 000 €, grâce à des modifica-
tions de conception facilitées.
La signalisation routière de l’A15 est un exemple d’utili-
sation du BIM sur un projet Arcadis. Notre challenge a
été de concevoir 250 portiques pour les 37 km de l’A15
aux Pays-Bas, soit plus de 500 livrables diérents.
Notre approche a consisté à développer des outils
de conception paramétrique s’appuyant sur des
Signalisation
routière sur l’A15
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feuilles de calculs géotechniques et sur la gestion
des exigences fonctionnelles (une partie de « Sys-
tems Engineering ») pour intégrer automatiquement
toutes ces informations ainsi que celles des disciplines
connexes dans un seul modèle BIM. Les paramètres
ayant servi au calcul ont ainsi pu être directement im-
portés dans l’outil de conception 3D (ici, Revit). Nous
avons ensuite pu générer automatiquement un dessin
3D orienté objets lié aux données de Systems Enginee-
ring et de durabilité. Un avantage important pour
le client et pour Arcadis a été une approche ecace
grâce à laquelle les produits ont pu constamment être
livrés avec le même niveau de qualité. L’approche BIM
contribue ainsi positivement à un travail cohérent,
ecace et de qualité supérieure.
Le BIM a fait ses preuves sur un projet d'Arcadis, la
gare Victoria de Manchester en Angleterre. La restruc-
turation de la gare a inclus une nouvelle toiture courbe
en structure d’acier, supportant des panneaux ETFE.
Le client a exigé un modèle BIM entièrement de niveau
2 - des modèles initiaux structuraux et architecturaux
du nouveau toit ont permis de créer un modèle 3D
intelligent. De par la nature collaborative du logiciel,
les modèles ont pu être utilisés depuis l’analyse struc-
turelle jusqu’à la fabrication.
Le BIM a notamment permis de réduire considéra-
blement le temps de remodélisation à chaque étape
(dessin architectural, études d’exécution, fabrication)
et ainsi de gagner plusieurs mois sur la livraison. En
outre, un accès rapide et sécurisé au Cloud a garanti à
toutes les parties prenantes, en particulier aux clients,
de pouvoir accéder et interroger le modèle depuis
n’importe quel type de terminal - PC fixe ou portable,
tablette, téléphone...
Un autre impact majeur sur le projet a été la détec-
tion instantanée des conflits de manière transversale,
entre les diérents lots, depuis la conception jusqu’à
la fabrication. La possibilité de produire des dessins
techniques mis à jour en temps réel lorsque le modèle
était modifié a permis d’éviter les retards. Enfin, grâce
à l’utilisation d’un CDE (Environnement Commun de
Données), Arcadis a pu faire simultanément appel à
des ressources du monde entier
Un autre exemple de projet est la mise à niveau de
l’usine de lactose de notre client FrieslandCampi-
na-DMV (Veghel, Pays-Bas). La diculté consistait à
intégrer de nouvelles composantes à une usine exis-
tante en vue d’augmenter la production et de réaliser
des économies d’énergie. Les extensions devaient être
réalisées sans interruption de la production. Pour ga-
rantir une réussite dès le premier essai, un maximum
de parties prenantes et participants ont été impliqués.
Nous avons modélisé en 3D le bâtiment actuel et
inséré virtuellement les composantes existantes du
process. En combinant les nouveaux éléments et ceux
déjà en place en un modèle intégré, les ingénieurs
structure et process ont été en mesure d’identifier
la solution idéale par rapport à l’exploitation et la
maintenance, aux travaux de construction complexes
et aux normes de sécurité et d’hygiène. Ceci a
été rendu possible grâce à des réunions au cours
desquelles nos modélisateurs ont intégré tous les
éléments virtuellement en direct dans le modèle.
Nous avons pu mener les revues de conceptions et
financières dans un délai court, avec une forte valeur
ajoutée pour le client. Cette approche intégrée nous a
permis de renforcer notre partenariat avec ce dernier
et les autres consultants, et, au client, de comprendre
facilement un processus de conception pour lequel la
modélisation 3D a prouvé son caractère indispensable.
Grâce au BIM, nous avons pu adopter une approche
ecace pour livrer des produits de haute qualité et un
travail cohérent. Le calendrier du projet a également pu
être optimisé par rapport à une gestion classique, et,
point crucial pour notre client, le risque de voir des pro-
blèmes apparaître plus tard dans le projet a été réduit.
Le BIM et la gestion des actifs
Les clients portent un intérêt particulier au cycle de vie
des actifs, dont le suivi est facilité par le partage des
informations relatives à chaque objet. Il est largement
admis que les coûts et bénéfices d’un actif appa-
raissent principalement durant la phase d’exploitation
et de maintenance d’un projet. La connaissance des
hypothèses de conception, de construction et de main-
tenance permet, entre autres avantages, de gagner du
temps et de l’argent au moment de la maintenance.
En terme de développement, le BIM en est encore à
ses débuts et tandis que les savoir-faire et les sources
Victoria Station,
Manchester
Usine de lactose
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de données se développent, il ne fait aucun doute que
des opportunités nouvelles permettant l’amélioration
des performances émergeront. Grâce au BIM, Arcadis
est en mesure de rendre le secteur plus concurrentiel
et mieux valorisé pour ses clients. Pour qu’Arcadis
et ses clients puissent tirer le meilleur parti possible
de ces avantages, il est nécessaire d’investir dans de
nouvelles normes, de nouvelles organisations, de
nouvelles méthodologies, de nouveaux processus, de
nouveaux outils, et même dans de nouveaux modèles
d’aaires.
Le BIM peut, par conséquent, être vu comme une
technologie de rupture qui aura un impact significatif
sur l’industrie. Les dicultés seront bien là pour nos
clients et leurs fournisseurs, mais, en procédant par
petites étapes, son adoption en amont et sa mise en
œuvre peuvent être facilités. Le chapitre suivant décrit
la marche à suivre suivant le modèle de maturité BIM1 .
Cette approche suggère que cela prendra un certain
temps avant que le secteur de la construction ne
parvienne à un niveau de changement pouvant être
considéré comme une rupture.
L’UTILISATION DU BIM
Comme nous le rappelions en introduction, les
perspectives associées au BIM varient énormément
suivant les acteurs du projet. Elles varient également
en fonction de l’usage que l’on souhaite faire des
possibilités spécifiques du BIM. Par exemple, un chef
de projet pourra souhaiter rassembler les modèles
produits par tous les concepteurs afin de produire
un programme à partir des bases de données BIM,
tandis qu’un ingénieur voudra pouvoir importer les
informations des modèles dans son logiciel de calcul.
Inévitablement, chaque utilisateur aura tendance à
se concentrer sur les aspects bénéfiques à son propre
travail. Les avantages réels du BIM ne sont cependant
pas limités à ces possibilités individuelles mais sont
la somme de toutes ces possibilités. On pensera par
exemple à un utilisateur d’un bâtiment qui, bien que
n’ayant pas participé aux travaux initiaux, pourrait tout
de même en utiliser les données pour préparer ses
propres travaux d’aménagement. C’est une question
centrale pour comprendre la valeur ajoutée du BIM,
qui cause souvent une grande confusion. C’est aussi un
point sur lequel Arcadis peut aider les clients et leurs
équipes à mieux tirer bénéfice du BIM sur les projets et
les programmes.
Pour mieux décrire le BIM et ses usages potentiels,
il faut identifier ses diérentes phases de maturité
(modèle de croissance). Le modèle de maturité
développé pour la Stratégie BIM au Royaume-Uni
(UK BIM Strategy) décrit très précisément ces phases.
Ce modèle a été adapté dans d’autres pays leaders en
matière de BIM et est donc repris dans ce document.
Si l’on considère les dessins CAO conventionnels en
2D comme le point de départ de la pratique du BIM
et l’utilisation d’une source unique de données pour
toutes les spécifications du projet (y compris pour
l’exploitation) comme le point d’arrivée, les phases
suivantes peuvent alors être identifiées :
0. Dessins CAO
1. Modèles orientés objets
2. BIM dit fédéré
3. BIM dit collaboratif ou intégré
CAO (niveau 0)
Il s’agit de la méthode conventionnelle du secteur de
la construction, toujours utilisée par la plupart des
concepteurs et entrepreneurs. Les dessins sont créés
sous des logiciels de CAO, les cahiers des charges
sous traitement de texte de type Word, les calculs de
coûts sous Excel. En CAO 2D et 3D, les géométries
sont représentées par des lignes entre des points.
Le partage d’informations est limité à l’échange de
ces formats de type papier, ce qui rend leur analyse
dicile, puisque ces données ne peuvent pas être
interprétées par ordinateur.
Modèles orientés objets (conception
paramétrique – Niveau 1)
La conception paramétrique repose sur le concept
d’objets. Les objets sont des représentations abstraites
et virtuelles d’entités homogènes réelles telles que
des portes, des fenêtres ou des poteaux. Ces entités
peuvent être représentées de diérentes manières
et, notamment, par une représentation géométrique,
la plus courante en BIM. Elles ne prennent pas la
forme d’un ensemble de lignes sur un plan, mais
d’objets virtuels décrits géométriquement de manière
homogène. De plus, les objets peuvent intégrer
d’autres propriétés : un nom ou une spécification, des
informations de calendrier ou de coût...
Un ensemble d’objets constitue un modèle. Le modèle
peut décrire la conception, la séquence de construc-
tion ou les procédures opérationnelles. Les modèles
permettent de générer des plans, des analyses et des
rapports, et servent de source de données d’informa-
Figure 2, Le modèle de maturité BIM, basé sur le modèle du
groupe de travail Royaume-Uni (Bew et Richards) .
1 Afin d’encourager l’adoption générale du BIM pour la conception, la construction
et l’exploitation, le gouvernement du Royaume-Uni a prévu l’adoption du BIM
pour des projets qu’il finance directement. Ces mandats débutent en 2016 et
s’appliquent aux bâtiments et infrastructures. Le modèle de maturité BIM a été
défini afin de représenter les étapes nécessaires à cette ambition. Ces étapes étant
déjà largement reconnues, le modèle de maturité a pu être rapidement adopté
partout en Europe.
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