Entreprises, entrez dans le monde du BIM Novembre 2011 ÉDITO Quelle entreprise voulezvous devenir ? BIM et IFC, des mots inconnus ? Plus maintenant ! La maquette numérique (BIM) et sa norme d’échanges de données techniques (IFC) sont désormais reconnues comme vecteurs d’innovation dans le bâtiment. Il est même question d’obtenir de nouveaux articles dans le code des marchés publics, recommandant la fourniture de la maquette numérique dans certains appels d’offres ou encore intégrant l’interopérabilité dans le CCGA-PI par exemple. Les arguments du retour sur investissement contribuent d’ailleurs au développement du BIM et des IFC. Une enquête réalisée en 2010 par la FFB révèle notamment que le manque d’interopérabilité coûte environ 40 €/m2 de SHON pour les entreprises. Mais nous manquions encore d’exemples concrets impliquant des entreprises de construction. C’est la raison d’être de ces quelques pages qui vous proposent un état des lieux du BIM, complété de témoignages d’acteurs de la construction pour mieux cerner les apports réels de la maquette numérique. Il apparait indispensable que les entreprises de bâtiment, si elles ne veulent pas être dépassées dans les prochaines années, s’intéressent de près à cette maquette 3D qui centralise toutes les informations techniques de l’ouvrage. La FFB a pour vocation d’anticiper les évolutions techniques pour mieux informer et former ses adhérents. C’est pourquoi elle a développé une politique numérique globale (avec e-bat et Medebat). Tout naturellement, elle assure également le relais de communication sur le BIM et les IFC pour inciter les entreprises à passer à l’action et vivre avec leur temps. Les « grandes entreprises » s’y intéressent de très près, je suis persuadé que toutes y trouveront progressivement leur intérêt ! Patrick Duchâteau, Chef du service Statistique et Informatique à la FFB. Trésorier de MédiaConstruct. DOE interopérable Quelle est la particularité du projet de l’Internat de Chevigny-Saint-Sauveur ? « Ce projet s’inscrit dans nos actions utilisant les IFC, choix effectué suite au constat des problématiques liées à la non-interopérabilité des logiciels. Gérer son patrimoine passe d’abord par une connaissance fiable du bâti auquel vont s’ajouter certains équipements techniques pour mettre en place le suivi de la maintenance, essentiel pour des questions de sécurité et d’économie d’énergie. Tous les bâtiments existants auront, à terme, leur maquette numérique. Il restait à trouver des solutions pour les bâtiments à venir. L’opération de construction de l’internat de Chevigny-SaintSauveur, avec un appel d’offres en maitrise d’œuvre stipulant l’obligation de rendu en maquette numérique, est donc une première ». Qu’attendez-vous des entreprises dans le cadre de votre projet ? « Toujours dans cette logique d’exploitation, nous attendons un dossier des ouvrages exécutés numérique et interopérable. Pour récupérer des caractéristiques utiles mais manquantes au BIM-IFC initial de la MOE, il est mentionné dans le CCTP que : outre les documents techniques délivrés sous forme dématérialisée (…), il est demandé aux entreprises de remplir une feuille Excel qui aura été pré-formatée de façon à intégrer sous forme numérisée les caractéristiques techniques des équipements ». Qu’est-ce qui motive une telle demande ? « Tout simplement récupérer un DOE sous forme de maquette numérique contenant les informations interopé- rables utiles à la gestion ! Habituellement, une fois l’ouvrage réceptionné, nous recevons soit des volumes (parfois impressionnants) de dossiers papier et de fichiers divers et variés, soit parfois rien ! Par expérience, la grande majorité de ces documents est inexploitable et prend donc la direction des archives. Le DOE est le talon d’Achille du bâtiment, un vide entre deux mondes, celui de la construction et celui de la maintenance. Nous ne pouvons plus nous permettre cette méconnaissance du bâti réellement exécuté, alors que l’on exige de nous économies, suivi réglementaire et performance énergétique ». Du coup est-ce que les IFC deviennent un critère de sélection des entreprises ? « Non. Nous sommes bien conscients du caractère expérimental de ce projet. C’est la première demande d’interopérabilité de la région Bourgogne à l’intention des entreprises. L’idée : simplifier la remise de DOE en clarifiant nos besoins. Chaque acteur de la construction devrait y trouver son avantage. Une fois établie la liste des caractéristiques nécessaires pour l’exploitation future, soit les entreprises auront la capacité de donner ces informations sous format IFC pour intégration dans le BIM de l’ouvrage, soit elles feront le choix du fichier Excel mis à leur disposition pour renseigner leurs propres informations, intégrées ensuite dans l’outil de gestion. Cette démarche devra s’accompagner d’explications préalables. Nous espérons que cela incitera les entreprises de construction à changer de pratiques ». Interview de Michèle Bransolle, chargée de gestion du patrimoine de Bourgogne, direction technique, cellule IFC. 1 Retour d’expérience En 2004, l’architecte Frank Gehry se voit confier le projet de la Fondation Louis Vuitton pour la création, destinée à accueillir les collections d’art moderne et contemporain du groupe LVMH. Un bâtiment aérien doit voir le jour à proximité du Jardin d’Acclimatation (Bois de Boulogne)… Pas un jeu d’enfants pour Vinci Construction qui devra transformer ce nuage architectural en réalité. C’est là que la magie du BIM va opérer. chaîne de fabrication et de mise en œuvre. C’est ainsi que les surfaces ont été rendues développables et que la géométrie de chaque panneau de verre a été approchée par une portion de cylindre. Le travail de synthèse géométrique en lien avec des modèles numériques de calcul de structure de haute technicité. C’est ainsi que les modèles géométrique et structure ont été croisés pour contrôler la position des fibres neutres. Une gestion de projet maîtrisée. Le BIM est connecté à un outil de planning qui sert le bureau des Méthodes. Naissance d’un BIM Le modèle physique de l’architecte est scanné. Le rôle de la maîtrise d’œuvre est alors de développer la conception 3D en phase projet. Vinci est associée dès le début: le BIM va devenir maquette d’exécution. Mais avant il faut tester. Un premier de série, qui concentre toutes les difficultés de l’ouvrage, est monté en BIM puis réalisé physiquement pour confronter les méthodes de travail en tous corps d’état. Maintenant, le BIM est alimenté par les études d’exécution et de synthèse… gigantesques. Il y a 8 à 10 lots à coordonner en même temps que leur conception technique, et plus de 200 personnes au total à faire travailler ensemble. Pour chaque intervenant ont été définis la typologie de données à fournir et le format d’export/import. Le but: éviter les déperditions d’informations. Au fur et à mesure, le BIM s’enrichit et continuera de vivre tout au long du chantier pour être remis au client une fois l’ouvrage exécuté. L’essayer c’est l’adopter Que permet le BIM en phase études ? L’optimisation géométrique des formes pour rendre leur réalisation économiquement viable. Toujours dans le respect de l’esprit architectural d’origine, il a été possible de penser les éléments du bâtiment (icebergs, voiles..) en termes de 2 Et sur le chantier, le BIM présente aussi des avantages comme : Une topographie de qualité. Un scan laser a opéré un relevé de récolement de la charpente. La photogrammétrie (nuage de points) est superposée avec la 3D prévisionnelle pour calculer les écarts de tolérances. Les zones à analyser sont détectées : les pièces ou la mise en œuvre peuvent ainsi être ajustées. De vous à moi Alors si vous demandez à Manuel Esteves (directeur du projet et depuis peu Directeur Général de l’entreprise PETIT) ce qu’il retient de cette expérience, il se montre enthousiaste. « Si d’abord je n’ai vu que l’intérêt de la visualisation en 3D, aujourd’hui j’apprécie tout le potentiel du BIM. J’ai été bluffé. Du coup, je l’utilise quand j’ai besoin de disposer de métrés ou de relevés topo très précis, d’identifier en amont les problèmes « cachés » du futur ouvrage ou de proposer des solutions dans un esprit de coût global. Certes il y a encore des points à améliorer, mais c’est déjà un outil de modernité, de compréhension, de rationalisation pour une meilleure qualité des bâtiments. Pour gérer un BIM aussi conséquent, il faut néanmoins un management de l’ingénierie tous corps d’état donc une MOE étoffée qui travaille de concert avec une entreprise générale solide techniquement ». Prendre la mesure Bâtiment posé sur un radier poids de 4 200 m2 au sol, 46 m de haut et 150 m de long, posé sur un bassin d’eau 7 m en contrebas. 19 « icebergs » : surface totale de 9 000 m2 (extérieure), 18 000 panneaux de vêture en Ductal®. 47 enveloppes vitrées : une surface totale de 6 000 m2 . 12 verrières : 1 350 m3 de poutres lamellée collée, 13 230 m2 de vitrage. 34 500 m3 de béton structurel en volume global, radier de 2,60 m d’épaisseur (soit environ 4 200 m2 et 10 600 m3). Environ 4 500 tonnes de charpentes métalliques pour la structure primaire et les structures secondaires des lots verrières et ensembles vitrés. Outils de gestion Quand maquette numérique et outils de gestion se rencontrent, ca fait BIM! Prospection et chantiers deviennent plus simples. En effet, il est possible de récupérer les informations en IFC dans la maquette numérique du MOE (matériaux, métrés), de les compiler avec les données de l’entreprise (durée des travaux, coûts de main d’œuvre…) et la bibliothèque de prix des fournisseurs, pour générer automatiquement un devis. « Si les plans subissent des modifications, les avenants au devis sont alors calculés automatiquement. Au fur et à mesure que le chantier évolue, notre logiciel détermine les coûts de main d’œuvre à verser, le nombre d’heures travaillées, la quantité de matériaux mis en œuvre, ce qu’il reste à commander. Le bilan de chantier compare ainsi le réel aux prévisions. Et si l’on se prend à rêver, l’entrepreneur pourrait scanner, avec son téléphone mobile, les codes barre des produits livrés au jour le jour pour le suivi des approvisionnements ! » explique Jean Chrétien Favreau, Batimax. Points de vue Se démarquer Obligation de résultat « La généralisation de la norme IFC assurerait que tous nos outils informatiques puissent communiquer entre eux. Il n’est pas possible pour nous d’acquérir des logiciels intégrés ou des solutions de gros éditeurs vu l’organisation de nos entreprises. Investir dans une application plus poussée suppose non seulement des formations, mais surtout une pratique régulière pour être efficace. Or, à l’heure actuelle, les projets qui méritent d’être modélisés ne sont pas systématiques. Nous n’utilisons la 3D que dans 25 % des cas… et alors c’est un avantage concurrentiel. Nous employons essentiellement nos logiciels 3D structure et méthodes pour répondre à des appels d’offres. Ainsi, nous rendons des dossiers de plus grande qualité, plus fouillés. Un plan et des calculs réalisés grâce à une modélisation 3D démontrent tout le professionnalisme de nos prix et de nos process ». Michel Thévenin, directeur technique, entreprise générale Nord France Construction. Bouygues Construction a d’abord utilisé le BIM sur de grands projets de bâtiment pour simplifier la gestion de quantités très importantes d’informations, puis a étendu son expérience à des opérations plus modestes. De plus, l’entreprise a impliqué une équipe de R&D (appelée « BIMBY ») pour « construire virtuellement avant de construire opérationnellement ». Car la maquette numérique est un moyen d’anticiper efficacement le chantier. Face à la tendance de prescription légale pour généraliser le BIM et les IFC, Daniel Saïd, (responsable informatique technique pour Bouygues Entreprises France Europe) raisonne, lui, en termes d’obligation de résultat plus que de moyens. « Les vrais moteurs sont la recherche de qualité et d’économies. L’aspect réglementaire, comme le Grenelle, n’est qu’un élément qui renforce le besoin de disposer de “meilleurs bâtiments” ». Dialogue et réactivité « La filière souffre d’un manque de synergie. Chacun travaille avec ses documents et fait ses modifications dans son coin. Bâtiments intelligents, BBC et offre globale augmentent la complexité de nos chantiers. Tout ceci entraîne la multiplication des gaines et la complication des zones de passage des éléments techniques. Avec la 3D, nous pouvons visualiser les circuits et remarquer plus facilement les défauts de conception. Si ce constat nous amène à modifier un élément, cela se verra immédiatement sur la maquette numérique. Selon moi, l’avenir des entreprises de bâtiment tient à leur implication dans les technologies numériques ». Jean-Paul Charpentier, entreprise de génie climatique à Brétigny-sur-Orge. Appel d’offres Comment en êtes-vous arrivé à créer un appel d’offres BIM pour la Canopée des Halles ? La mission de model manager de Decode était tout d’abord de créer, en phase PRO, une maquette numérique 3D interopérable (BIM-IFC) au service des architectes et de l’ingénierie. Un outil central pour tous, accessible via un intranet. Ceci a permis de vérifier la cohérence des solutions techniques en anticipant les situations de « clash » et en optimisant au final la conception globale de la Canopée. Avec l’accord de nos clients et le soutien du CSTB, nous avons de plus pris à notre charge le travail de « synthèse informatique » entre le modèle paramétrique 3D et la base de données techniques du projet. C’est ainsi que les entreprises consultées ont reçue un DVD qui contenait les « données appel d’offres », sous la forme d’un fichier complet du projet et d’un visualisateur IFC pour naviguer dans le BIM. Quels intérêts pour les entreprises consultées ? Toutes les informations nécessaires étaient centralisées et numériques. De longues heures d’analyses ont ainsi été épargnées aux entreprises. Les erreurs de manipulation dues à des quantités effarantes de documents papiers, généralement diffusés pour ce type d’appel d’offres, ont ainsi été évitées. Les soumissionnaires ont pu explorer un ouvrage très complexe de façon très rapide. Il leur a été possible de consulter directement, dans le BIM, les fiches techniques, le métré ainsi que les règles de construction à respecter. Tout ceci laissait donc peu de zones d’ombre. Certaines entreprises consultées ont pu utiliser et exploiter cet outil pour proposer les optimisations nécessaires pour rentrer dans l’enveloppe du client. Un message pour conclure ? Il faut que les entreprises comprennent que la gestion du BIM passe par la reconnaissance d’un nouveau métier, le gestionnaire de maquette numérique ou model manager, en particulier sur la phase chantier. Interview de Luca Dal Cerro, co-fondateur de Décode. 3 Se former, c’est possible Si aujourd’hui la maquette numérique intègre une description statique des matériaux, demain il sera possible de disposer d’une description dynamique des systèmes constructifs composant l’ouvrage, en fonction des contraintes et du dessin de l’architecte. Saint-Gobain a lancé le mouvement appuyé par le CSTB. « Grâce à un outil – le configurateur - une information détaillée, comprenant les règles de mise en œuvre des produits, peut être intégrée au BIM-IFC dès la phase de conception, et ce tout au long de la chaîne de prescription. Dès que l’architecte a défini son projet et les systèmes constructifs correspondant à ses objectifs, le bureau d’études peut décider quels produits précis il va intégrer dans la maquette. Ainsi, l’entreprise pourra disposer de plans de mise en œuvre détaillés » explique Laurent Ortas. Mais tout cela ne sera possible que si les industriels s’engagent dans la description dématérialisée et normalisée de leurs produits (via les e-catalogues). « Les éditeurs de logi- ciels ne peuvent pas continuer à avoir des formats de données produits différents entre eux. Il faut créer des fichiers produits “BIMés”, utilisables par les bases de données produits de toutes les plateformes, à l’exemple de la base mutualisée Edibatec » assure Patrick Ponthier de l’AIMCC. Performance énergétique Si le BIM ne génère évidemment pas de gains directs en termes de développement durable, il paraît impossible d’améliorer les performances énergétiques du bâtiment sans une parfaite maîtrise de l’information technique, tout au long du cycle de vie de l’ouvrage. Seuls le BIM et sa norme ISOIFC offrent de telles possibilités. AnneSophie Perrissin-Fabert, directrice de l’association HQE confirme : « pour réaliser une évaluation HQE performance, il faut connaître les quantités de produits utilisés, leur Fiche de Déclaration Environnementale et Sanitaire (FDES), ainsi que les consommations d’énergie et d’eau durant la vie BIM et accessibilité Le savez-vous ? Un logiciel finlandais, Solibri Model Checker, permet non seulement d’analyser la maquette numérique d’un bâtiment afin de déceler les éventuels conflits (entre les éléments, les défauts de conception ou de dessin) mais aussi de repérer si les contraintes d’accessibilité sont bien respectées. 4 du bâtiment. Or, le BIM semble être le bon outil pour rendre possible l’intégration directe de ces informations dans le logiciel de calcul et représente donc un moyen pour généraliser la HQE performance ». Le message véhiculé par le groupe Innovations du Plan Bâtiment Grenelle est d’ailleurs clair : « neutraliser les surcoûts de la mise en œuvre de la RT 2012 implique de bien maîtriser ses outils, d’organiser mieux la chaîne des acteurs ce qui optimisera l’exploitation sur les 20-30 prochaines années. L’efficacité recherchée ne sera possible sans l’interopérabilité des logiciels et l’ouverture d’un dialogue entre les différents professionnels ». Le module de deux jours du CSTB: « Les outils de travail collaboratifs en conception/réhabilitation ». Au programme : une explication du BIM et des IFC, les apports spécifiques de cet outil pour la MOE, comment faire vivre cette maquette (enrichissement des informations) et enfin les exploitations possibles (simulations de calculs de structure pour analyse thermique, de l’impact environnemental, de devis et de gestion de chantier…). Les compétences nécessaires à la 3D-objets ont également été introduites dans la formation initiale : • le Bac Technologique avec l’exemple du Lycée technique Le Corbusier (Strasbourg) qui a produit des séquences pédagogiques autour d’un modèle de bâtiment pavillonnaire dans les différentes matières enseignées en cours magistral (mathématiques, étude de prix…). • Master spécialisé « Espaces Virtuels Avancés (EVA) » de l’Ensam de Cluny • Master de l’Ecole des Ingénieurs de la Ville de Paris sur les technologies de l’information et de la communication. • Le cours UNIT, e-master à distance pour rassembler virtuellement les étudiants de différents cursus et de diverses écoles autour d’un projet commun de bâtiment. L’association référence Mediaconstruct représente le chapitre francophone de Building SMART International qui gère la norme d’échanges des informations techniques du bâtiment (les IFC). À ce titre, elle est légitime pour porter les IFC et le BIM en France. Cette association loi 1901 est un point de rencontre, neutre, entre tous les acteurs du BTP : MOA, MOE, entreprises de construction, gestionnaires de patrimoine, éditeurs informatiques, enseignants/chercheurs… Tiers de confiance, elle travaille à développer et promouvoir la maquette numérique et l’interopérabilité. www.toutsurlebim.fr site dédié au BIM sur www.batiportail.fr Conception-rédaction-rewriting : Com’uneHistoire Les articles « Outils de gestion », « Points de vue », « Systèmes constructifs », « Performance énergétique » et « Bim et accessibilité » ont été montés à partir d’extraits d’eXpertise, Lettre de Médiaconstruct : nos 21, 23, 32, 33, 37, 40, 41, 42 Mise en page, impression : IT FFB Crédits photos : Altamys, BBS Slama, Canopée des Halles / Decode, Conseil régional de Bourgogne, CSTB, Fondation Louis Vuitton pour la Création / Mazen Saggar / F. Gehry / Entreprise PETIT, Saint-Gobain. IT FFB Novembre 2011 - 2011-221 - Imprimé sur papier certifié PEFC avec des encres végétales Systèmes constructifs