Quel business model pour un
intermédiaire de l’innovation
dans le contexte du BIM ?
MASTÈRE EXECUTIVE EN
MANAGEMENT TECHNO...
A renseigner par l’étudiant
Titre :
Quel business model pour un intermédiaire de
l'innovation dans le contexte du BIM ?
Pr...
  Remerciements
Je remercie Emma, ma meilleure 1/2 (et bientôt mes meilleures 3/4), qui m’a soutenu sans
relâche durant c...
Sommaire
Introduction 7
1 Le marché de la construction 8
1.1 Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, p...
Sommaire 5
3 Qu’est-ce qu’un business model ? 41
3.1 Outils de définition de business models . . . . . . . . . . . . . . ....
Sommaire 6
6.2 BIM Bang : une narration transmédia pour conduire le changement . . . . . . . . 82
6.2.1 Event : dispositif...
Introduction
Le secteur de la construction a subi de plein fouet la crise économique de 2008, et ne
s’en est toujours pas ...
Chapitre 1
Le marché de la construction
Si les techniques constructives se sont beaucoup perfectionnées, les fondamentaux ...
1.1. Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D 9
parties prenantes du projet a pris plus...
1.1. Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D 10
Nicolas de Biard (prédicateur) - sermo...
1.1. Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D 11
du projet de construction, qui viennen...
1.2. Organisation d’un projet de construction 12
fichiers est dorénavant beaucoup plus simple. Les formats d’échange se st...
1.2. Organisation d’un projet de construction 13
Figure 1.4 – Les phases d’un projet de construction
vrage peut confier au...
1.2. Organisation d’un projet de construction 14
d’œuvre ou AMOE. La MOA présente alors un programme et un cahier des char...
1.2. Organisation d’un projet de construction 15
1.2.3 Phase de construction
Les entreprises 2 ayant été choisies par la M...
1.3. Acteurs en présence 16
1.2.5 Fin de vie du bâtiment
Enfin, quand le bâtiment est allé au bout des rénovations possibl...
1.3. Acteurs en présence 17
Leurs prestations couvrent généralement l’ensemble de la palette des prestations de la filière...
1.4. Analyse sectorielle de la filière bâtiment en 2015 18
confier les deux marchés à un seul groupement de maîtrise d’œuv...
1.5. L’environnement pour favoriser la reprise du secteur 19
Figure 1.6 – Un secteur en baisse depuis 2008
1.4.2 Une polit...
1.5. L’environnement pour favoriser la reprise du secteur 20
thème est amené à occuper une place centrale dans les années ...
1.5. L’environnement pour favoriser la reprise du secteur 21
Trois exigences de résultats pour respecter la RT2012
Source ...
1.6. Les limites des méthodes de conception actuelles 22
forme architecturale, pratique d’écoconception ou système constru...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 23
problèmes d’accès à l’information sont monnaie courante dans les projets...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 24
projets de constructions sont extraits de ce document maître : plans en ...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 25
Figure 1.12 – Les niveaux d’implémentation du BIM (Source : Hexabim.com)...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 26
À l’inverse, le BIM Ouvert (Open BIM) représente la vision d’un marché d...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 27
Figure 1.15 – Au-delà de la 3D : dimensions nouvelles d’un projet de con...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 28
la construction, et surtout une moindre dépendance à des documents papie...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 29
USA 2003 GSA
2006 Le GSA rend obligatoire le BIM pour les nouveaux bâtim...
1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 30
numériques à l’échelle de l’ensemble du secteur du bâtiment. À ce plan e...
Chapitre 2
La plateforme technologique ASTUS
Construction
2.1 Astus Construction : une plateforme technologique pour l’in-...
2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 32
— Réduction des Gaz à Effet de Se...
2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 33
Les 4 missions communes :
— La dé...
2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 34
La plateforme ASTUS Construction,...
2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 35
Figure 2.4 – Centres de recherche...
2.2. Une mission déclinée en trois pôles 36
— Jean-Paul PAGET, Président de la Communauté de Communes des Vallons de la To...
2.2. Une mission déclinée en trois pôles 37
Le pôle « ingénierie et prototypage » vise à mettre à disposi-
tion des acteur...
Stéphane_Mor_Thèse
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  1. 1. Quel business model pour un intermédiaire de l’innovation dans le contexte du BIM ? MASTÈRE EXECUTIVE EN MANAGEMENT TECHNOLOGIQUE DE L’INNOVATION Thèse présentée le 4 décembre 2015 Stéphane MOR Directeur de thèse école : Pierre-Paul Jobert - Professeur associé - Grenoble EM Directeur de thèse entreprise : Clément Mabire - Directeur - ASTUS Construction
  2. 2. A renseigner par l’étudiant Titre : Quel business model pour un intermédiaire de l'innovation dans le contexte du BIM ? Programme : MASTERE EXEC - 2015 - Grenoble (2014 - 2016) Année : 2014-2015 EA - Session de programme : Thèse professionnelle Management Technologique et Innovation 2014-2015 Nom de l'étudiant : Mor Stéphane Nom du tuteur / évaluateur : Jobert Pierre-Paul Nom de l'entreprise : Astus Construction Ville : Villefontaine Pays : France Fonction occupée durant le contrat de professionnalisation: Responsable innovation Résumé informatif de la mission : Le secteur de la construction connaît une évolution technologique avec l'arrivée du numérique via le BIM. Astus Construction est une plateforme technologique dédiée à l'innovation dans le secteur de la construction, qui doit trouver son business model en tant qu'intermédiaire de l'innovation dans le contexte du BIM. Son système d'activité et ses Mots-clés principaux décrivant la mission (cf. Thesaurus du Management) : STRATEGIE INNOVATION RESEAU BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS SECTEUR þ Non Confidentiel □Confidentiel
  3. 3.   Remerciements Je remercie Emma, ma meilleure 1/2 (et bientôt mes meilleures 3/4), qui m’a soutenu sans relâche durant cette année d’intense labeur, tout en mettant un point final à son propre travail de doctorat. Je remercie ensuite Clément Mabire, qui m’a fait confiance, et qui a su permettre à « mon profil atypique » de s’exprimer dans le projet ambitieux mais complexe qu’est ASTUS Construc- tion. L’énergie, l’ambition, la vision et l’absence totale de doute sur la réussite du projet m’ont beaucoup inspiré. Mes remerciements vont aussi à José Antonio Cuba Segura, sans qui le BIM en France ne serait pas ce qu’il est, et sans qui je n’en aurais pas appris autant. Sans Naruto et Star Wars, José ne serait pas ce qu’il est, donc je suppose que je me dois de les remercier aussi, au nom du BIM. Je remercie également Sylvie Guinet, qui a pu trouver sa voie dans les labyrinthes adminis- tratifs que je lui soumettais, tout en gardant le sourire. Constance Quaglino, dont le sens de l’organisation quasi-robotique a permis le développe- ment des BIM Decathlon, BIM Bang Event, a toujours su m’encourager pour mes sessions de cours, et je l’en remercie. Je tiens à remercier également Denis Anselmet, professeur à Grenoble École de Manage- ment, qui a gravé en moi que « Stratégie = Concentration ». D’Alain Duluc, qui nous parla de leadership, je retiendrai I.C.O. (’Inclusion, Contrôle et Ou- verture), ou « Hissez haut ! », qui m’aida à mieux comprendre certaines relations humaines. Enfin je remercie Pierre-Paul Jobert, dont la maîtrise méthodologique distillée aux bons moments a fait d’une soupe de mots ce que vous tenez entre les mains.
  4. 4. Sommaire Introduction 7 1 Le marché de la construction 8 1.1 Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D . . . 8 1.2 Organisation d’un projet de construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1 Étude de faisabilité / programmation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.2 Phase de conception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.3 Phase de construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.4 Phase d’exploitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.5 Fin de vie du bâtiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3 Acteurs en présence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.1 Les segments de marché . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.2 Les entreprises de construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.3 Les clients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.4 Les différents types de marchés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.4 Analyse sectorielle de la filière bâtiment en 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.4.1 Une conjoncture économique maussade . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.4.2 Une politique de soutien active . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.5 L’environnement pour favoriser la reprise du secteur . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.5.1 Des bâtiments de plus en plus complexes à tous points de vues . . . . . 20 1.5.2 Une exigence environnementale amenée à se renforcer . . . . . . . . . . 21 1.6 Les limites des méthodes de conception actuelles . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.7 Le BIM comme réponse aux enjeux de demain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.7.1 Le BIM : une maquette numérique associée une base de données . . . . 23 1.7.2 Plus qu’une technologie, une nouvelle façon de collaborer . . . . . . . . . 24 1.7.3 Une évolution planifiée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.7.4 BIM fermé ou BIM ouvert ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.7.5 Un support pour de nouveaux outils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.7.6 Une initiative mondiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2 La plateforme technologique ASTUS Construction 31 2.1 Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 31 2.1.1 L’acteur local d’une ambition nationale : le Plan Bâtiment Durable . . . . 31 2.1.2 Un écosystème de partenaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.1.3 Une gouvernance alliant privé et public . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.2 Une mission déclinée en trois pôles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.2.1 Ingénierie et prototypage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.2.2 Production et évaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.2.3 Construction numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.3 Un impératif de rentabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.4 Comment favoriser l’adoption du BIM dans le secteur de la construction ? . . . . 40
  5. 5. Sommaire 5 3 Qu’est-ce qu’un business model ? 41 3.1 Outils de définition de business models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.1.1 L’objectif stratégique : un avantage compétitif durable . . . . . . . . . . . 41 3.1.2 Les 5 Forces de Porter pour analyser le contexte existant . . . . . . . . . 42 3.1.3 L’analyse de la chaîne de valeur pour appréhender les processus métier 44 3.1.4 Le Business Model Canvas comme outil de modélisation globale rapide . 45 3.1.5 Running LEAN pour expérimenter de nouveaux business models . . . . . 48 3.1.6 Les Archétypes de Business Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.2 Applications pratiques des business models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2.1 Limites de la pensée en terme de business model . . . . . . . . . . . . . 51 3.2.2 Un outil d’analyse et de conseil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4 Impact du BIM sur le business model des acteurs de la filière 53 4.1 Organiser la substitution technologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2 Une phase de conception plus conséquente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.3 Une source d’information commune à l’ensemble du secteur . . . . . . . . . . . 56 4.4 L’épineuse question de la propriété intellectuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.5 Les apports du numérique appliqués à la construction . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.6 Une valeur nouvelle à créer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5 La proposition de valeur d’ASTUS Construction 59 5.1 Enquête de terrain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.1.1 Les attentes du secteur envers le BIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.1.2 Les attentes du secteur envers un intermédiaire de l’innovation dans le contexte du BIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.2 La vision des dirigeants : un pôle d’excellence du BIM . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.3 Vue d’ensemble des activités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.3.1 Un intermédiaire de l’innovation constructive numérique . . . . . . . . . . 61 5.4 Un leader de la formation au BIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.4.1 La production des contenus de formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.4.2 La prestation de formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.4.3 Le financement de la formation professionnelle . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.4.4 L’apprentissage mixte avec la formation en ligne . . . . . . . . . . . . . . 65 5.4.5 Analyse de la rentabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5.4.6 Synthèse du business model de l’activité de formation . . . . . . . . . . . 67 5.5 Les activités de conseil aux entreprises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.5.1 L’accompagnement de projet : AMOA / AMOE . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.5.2 L’accompagnement stratégique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.5.3 Le développement de nouveaux produits et services . . . . . . . . . . . . 70 5.5.4 Synthèse du business model de l’activité de services . . . . . . . . . . . 72 5.6 Benchmark avec d’autres plateformes technologiques . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.6.1 PISÉO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.6.2 L’outil Cart’tex du cluster Techtera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6 Un business model permettant de passer à une plus grande échelle 74 6.1 Stratégie de réseau : constitution, animation, monétisation . . . . . . . . . . . . . 75 6.1.1 L’activité de lobbying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.1.2 Cartographier l’écosystème des acteurs du BIM et du numérique . . . . . 77 6.1.3 Créer une valeur pour les membres du réseau . . . . . . . . . . . . . . . 78 6.1.4 Monétiser le réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.1.5 « MashUp Company » : monétiser l’activité de courtage . . . . . . . . . . 81 6.1.6 Animer le réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 6.1.7 Mesurer le retour sur investissement d’un réseau . . . . . . . . . . . . . . 82
  6. 6. Sommaire 6 6.2 BIM Bang : une narration transmédia pour conduire le changement . . . . . . . . 82 6.2.1 Event : dispositif événementiel pour rassembler et informer les acteurs . 83 6.2.2 Magazine : publication web et print à destination des professionnels de la construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.2.3 Decathlon : concours étudiant pour sensibiliser les prochaines générations 84 6.2.4 News : lettre d’information éditorialisée régulière à spectre large . . . . . 85 6.2.5 BIM Bang « Network » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 6.3 Capitaliser pour faciliter le passage à l’échelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 6.4 Analyse des forces, faiblesses, opportunités et menaces . . . . . . . . . . . . . . 86 Conclusion 88 Annexes 90 A Outils d’accompagnement stratégique 90 A.1 Fiche de diagnostic pour établir le DAS d’une entreprise . . . . . . . . . . . . . . 90 A.2 Fiche concept de la « Mashup Company » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 A.3 Fiche concept d’une application de réalité virtuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 B Catalogue de formations au BIM d’ASTUS Construction 92 C Questionnaire d’enquête 93 Table des figures 101 Bibliographie 103
  7. 7. Introduction Le secteur de la construction a subi de plein fouet la crise économique de 2008, et ne s’en est toujours pas remis à l’heure actuelle. Plus que tout autre il a souffert des baisses de commandes : les logements individuels des ménages par manque de confiance dans l’avenir, les logements collectifs par le manque de fonds publics, et le tertiaire par ricochet des carnets de commandes moins remplis. Par ailleurs, on demande aujourd’hui toujours plus au bâtiment. Il doit être plus sûr, plus confortable en été comme en hiver, plus économe en énergie, plus accueillant pour tous les publics, et répondre bien sûr à toutes les normes en vigueur. Les techniques actuelles de conception de bâtiment deviennent rapidement inefficaces face à l’avalanche de documents nécessaires pour remplir toutes ces conditions. Heureusement le numérique, comme dans tant d’autres industries, est en train de moderniser le secteur de la construction à l’échelle de la planète, en lui apportant une solution technologique combinant modélisation en trois dimensions, base de données, et méthodes de gestion de projet col- laboratives, symbolisées par l’acronyme BIM (Building Information Modeling, ou Bâtiment et Informations Modélisées en français). Bernard Stiegler, philosophe et directeur de l’Institut de recherche et d’innovation (IRI) du centre Pompidou voit « la crise comme une opportunité d’innovation », car elle laisse appa- raître les limites d’un ancien système, et donne toute latitude pour changer les manières de faire. Cependant, il est toujours plus facile d’accompagner l’innovation pour accélérer le pro- cessus et limiter les risques d’échecs. C’est la démarche que poursuit le gouvernement depuis le Grenelle de l’Environnement, en incitant d’une part l’ensemble du secteur à se tourner vers la performance énergétique comme levier d’innovation et de croissance et d’autre part en les accompagnant à travers un soutien à l’innovation. C’est dans ce contexte qu’est née le 12 septembre 2012 à Villefontaine la plateforme ASTUS Construction, l’une des dix plateformes technologiques créées par le Plan Bâtiment Durable, dans le but d’accompagner l’innovation dans l’ensemble du secteur grâce à des équipements mutualisés, de la formation, et un ensemble de services d’ingénierie et de conseil. Parmi les axes de développement majeurs de la plateforme, le BIM occupe une place centrale. ASTUS Construction souhaite agir comme un intermédiaire de l’innovation, créant le lien entre des solu- tions innovantes développées à l’échelle du globe et l’ensemble des acteurs de la construction. Née en temps de crise de la collaboration entre entreprises privées et collectivités, ASTUS Construction doit cependant trouver son modèle économique, ou business model, pour ne plus dépendre à terme des subventions publiques. L’objet de cette étude est la recherche d’un modèle économique pérenne pour l’activité BIM d’ASTUS Construction. Après avoir analysé le contexte de la construction et la place qu’y occupe ASTUS Construction, nous nous attacherons à définir ce qu’est un business model, puis à évaluer l’impact du BIM sur les business models des acteurs de la construction, pour enfin analyser celui d’ASTUS Construction en tant qu’intermédiaire de l’innovation dans le contexte du BIM. Nous verrons enfin qu’une utilisation systématique des effets de réseau peut aider à passer le business model à l’échelle.
  8. 8. Chapitre 1 Le marché de la construction Si les techniques constructives se sont beaucoup perfectionnées, les fondamentaux de la construction de bâtiments ont peu évolué depuis l’Antiquité, d’après ce que nous enseigne Vitruve, dans son traité De Architectura, écrit au Ier siècle av. J.-C. . En effet, les rôles de chaque partie prenante dans le projet sont très proches : un maître d’ouvrage définit le programme d’un bâtiment dont il commande la réalisation à un maître d’œuvre, qui en conçoit la forme répondant aux exigences du programme puis le fait réaliser par des artisans pour enfin le livrer au commanditaire. Comme nous allons le voir plus en détail ci-dessous, les relations entre chaque corps de métier ont toutefois évolué au fil des siècles, s’adaptant chaque fois à un contexte nouveau. La séquence de travail maîtrise d’ouvrage - architecte - artisans s’est enrichie avec les années de spécialistes apportant chacun une valeur spécifique au projet, liée généralement à sa complexité ou un impératif réglementaire : aujourd’hui les bureaux d’études techniques (BET) et les cabinets d’ingénierie réalisent des calculs pour s’assurer de la faisabilité technique et de la conformité réglementaire des propositions architecturales ; les bureaux de contrôle veillent à la solidité des édifices et à la sécurité des personnes ; les économistes anticipent le chiffrage d’un projet à partir des plans. Les plans sont la matérialisation de tous ces travaux de conception et doivent suivre le bâtiment de son esquisse à sa livraison. Qu’ils soient réalisés sur papier ou par informatique, en deux ou trois dimensions, ces plans ont vu leur complexité et leur nombre croître avec l’évolution des techniques et des exigences réglementaires. La (relative) facilité avec laquelle ils sont produits aujourd’hui est la cause même de la limite de leur utilisation pour les projets modernes : trop nombreux et trop complexes, il perdent en efficacité. De nouvelles méthodes de conception de bâtiment voient le jour, et promettent de relever les défis actuels. BIM est un acronyme anglais signifiant Building Information modeling, ou en français Modélisation des Informations du Bâtiment. Il s’agit de représenter un bâtiment dans son intégralité sous forme d’informations numériques, qu’elles soient géométriques (plans en deux dimensions et volumes en trois dimensions) ou alphanumériques (textes et nombres). À première vue, il s’agit donc d’une nouvelle façon de représenter un plan, mais nous verrons que l’ambition pour le BIM est bien plus grande. 1.1 Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, pa- pier, CAO, 3D Un projet de construction est une œuvre collective, reposant sur le partage efficace d’infor- mations de qualité. Comme nous venons de le voir, le plan est la matérialisation des différentes étapes de conception et définit les travaux à réaliser. Ainsi, il s’agit du document contractuel de référence auquel chaque partie prenante se réfère pour dialoguer et régler les litiges, ce qui fait de lui un élément essentiel d’un projet de construction. Le partage d’informations entre les
  9. 9. 1.1. Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D 9 parties prenantes du projet a pris plusieurs formes dans le passé. Une étude réalisée par Roland Bechmann (Bechmann, 2011) des techniques utilisées au Moyen-Âge par les bâtisseurs de cathédrales nous enseigne qu’ils utilisaient comme vecteur d’information une combinaison de croquis tels que ceux du maître d’œuvre du XIIIe siècle Villard de Honnecourt 1.1, d’un tracé régulateur définissant les lignes principales d’un bâtiment, et de règles de construction géométriques associant des formes géométriques basiques choisies pour leurs propriétés : le carré pour sa stabilité ( ad quadratum ), le triangle parce qu’il est indéformable ( ad trigonum ), le cercle et ses dérivés (spirales, arcs, cordes) pour les élévations (voûtes, escaliers, etc.) Figure 1.1 – Carnet de croquis de Villard de Honnecourt (planches 39 à 41) XIIIe siècle, BnF Paris Les informations nécessaires à la bonne marche du projet sont donc de deux ordres : la coutume transmise oralement au sein des guildes permet d’appliquer des règles existantes de manière constante à des projets nouveaux, et ainsi de se passer d’instructions écrites préa- lables ; d’un autre côté, les croquis et les tracés régulateurs donnent une idée du projet dans son ensemble et permet de coordonner l’action de l’ensemble des acteurs. Chaque artisan est amené à redessiner sa partie en fonction des instructions orales et écrites transmises par le coordinateur du projet, conservant ainsi une responsabilité dans la conception autant que dans la réalisation. Chaque tracé a un coût en plâtre, en parchemin ou en pierre, ou en es- pace disponible, ce qui limite la pratique au stricte nécessaire. Des édifices aussi anciens et d’envergure que des cathédrales du XIIe ou XIIIe siècle très ouvragés ont ainsi été construits et persistent aujourd’hui dans le paysage, en ayant probablement été conçus avec peu d’infor- mations écrites (en comparaison avec les standards actuels), et sur une période très longue pouvant aller jusqu’à plus de cent ans. De ce fait, les artisans suivaient généralement le maître et pouvaient compter sur une stabilité et une continuité pour former les apprentis qui continue- raient le travail de leurs prédécesseurs jusqu’à la livraison finale de la cathédrale. Par ailleurs, les compagnons se déplaçaient aussi fréquemment de chantier en chantier, transmettant leurs savoirs à leurs pairs par la même occasion. Bechmann précise d’ailleurs que les carnets de Villard de Honnecourt sont destinés à la transmission d’informations essentielles à ses pairs, et que si les informations qu’ils contiennent sont précieuses pour les aider dans leur travail de taille de pierre ou de tracés géométriques, elles demeures naïves ou confuses pour les profanes. “ Dans ces grands édifices, il a accoutumé d’avoir un maître principal qui les ordonne seulement par la parole et n’y met que rarement la main, et cependant reçoit des salaires plus considérables que les autres.
  10. 10. 1.1. Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D 10 Nicolas de Biard (prédicateur) - sermon prononcé en 1261 ”Au Moyen-Âge, pour l’architecture comme pour de nombreux autres domaines, l’information est conservée secrète au sein des guildes, et il n’est pas question de la partager à tous, car elle constitue l’avantage décisif des artisans. Par ailleurs, la coordination d’un ensemble de corps de métiers de plus en plus nombreux et spécialisés voit l’émergence au cours du XIIIe siècle du maître d’œuvre, chargé de coordonner le chantier pour le compte du maître d’ouvrage, non sans friction dans une société dont l’organisation hiérarchique est rigide et fondée le plus souvent sur les liens de sang plutôt que les compétences propres des individus. L’émergence du maître d’œuvre, si elle irrite quelques maîtres d’ouvrage, permet tout de même de continuer l’œuvre quand le maître d’ouvrage décède, ce qui constitue un progrès évident. “ Lorsqu’il s’agissait d’élever une cathédrale […] il eût fallu pour tracer, à gran- deur d’exécution, toutes les épures nécessaires un emplacement plus vaste que n’était la surface occupée par le monument lui-même. Force était alors de chercher des moyens de tracé occupant peu de place et présentant cependant une exactitude rigoureuse. Viollet-le Duc (1854) ”Ce mode de construction convient à des projets longs et dont les acteurs sont stables dans la durée. Dès que ces acteurs sont amenés à changer d’un projet à l’autre sur des durées courtes et ne partagent donc plus une culture commune, les interprétations erronées deviennent inévitables et mettent potentiellement le projet en danger. Le recours à des instructions écrites formelles devient alors indispensable pour installer un objectif commun. Les connaissances en géométrie, et en particulier les différentes représentations en perspective, enrichissent la représentation architecturale. La projection géométrale classique en architecture, représentant simultanément une vue en coupe et en élévation, permet une bonne représentation mentale de l’ensemble d’un bâtiment. Dès le XVIe celle-ci est codifiée, permettant de faciliter l’échange d’informations. En France, la formation des architectes, désormais au centre des projets de construction, devient institutionnelle : au sein de l’Académie Royale d’Architecture à partir de 1671, puis de l’École des Beaux-Arts à partir de 1806 et enfin de la section d’architecture de l’Académie des Beaux-Arts de 1816 à 1968. Au XIXe siècle des matériaux nouveaux permettent d’étendre le champ des possibles et les constructions nouvelles sont en rupture avec les méthodes de construction précédentes. L’essor de l’ingénierie et la mécanisation de la société change la manière de concevoir les bâtiments. Le baron Haussmann, préfet de Paris, crée en 1865 l’École Centrale d’Architecture, à l’origine pour la première fois d’un diplôme d’architecture, et dont les méthodes d’enseignement rayonneront sur l’ensemble de la discipline. Émile Prélat, son directeur, en rupture totale avec l’enseignement traditionnel des architectes-artistes, organise l’enseignement de la construction en deux parties distinctes : la première, intitulée « moyens de construction », traite des matériaux et de leurs modes de mise en œuvre ; la seconde, « composition et exécution des édifices », ambitionne de transmettre la conviction que « […] l’Art n’a qu’un but à poursuivre, c’est l’expression parfaite de l’idée formulée sur le besoin.» Ainsi, l’architecte-constructeur, en concurrence avec l’ingénieur, est désormais responsable de l’expression des besoins du maître d’ouvrage, mais aussi de la bonne exécution des travaux, du choix des matériaux, des techniques constructives, des assemblages, etc. Le plan devient alors essentiel pour conjuguer les défis architecturaux et techniques de la construction du XIXe siècle. Il décrit la forme générale des bâtiments, mais également les dé- tails de construction, et les modalités de mise en œuvre des matériaux : il devient un descriptif technique du bâtiment à construire. Les architectes prennent alors l’habitude de produire des « jeux complets » de dessins, comprenant le plan, la coupe (Fig. 1.2), l’élévation et le dessin de détails. Ces dessins réalisés à l’échelle sont utilisés par l’ensemble des parties prenantes
  11. 11. 1.1. Le plan, marqueur des relations professionnelles : croquis, papier, CAO, 3D 11 du projet de construction, qui viennent y puiser les informations nécessaires à leur travail : les économistes y relèvent les métrés permettant d’effectuer leurs calculs ; les ingénieurs y décèlent l’intention architecturale pour la retranscrire le plus fidèlement dans leur proposition technique ; le constructeur s’en sert pour ériger le bâtiment avec le plus d’exactitude possible. Les maquettes sont très utilisées pour donner un aperçu de la globalité du bâtiment sans devoir reconstruire mentalement une image en trois dimensions à partir d’images en deux dimensions. Cet usage du plan a perduré pour la plus grande partie du XXe siècle. L’apparition et la com- plexification des réseaux de gaz, d’électricité, d’eau, de chaleur rendent nécessaires l’utilisation d’une grande quantité de plans, qui deviennent eux-aussi de plus en plus complexes et se stan- dardisent. Figure 1.2 – Coupe transversale de l’Opéra de Paris par Charles Garnier - 1880 Dès 1962 Douglas C. Englbart, qui s’illustrera quelques années plus tard par l’invention de la souris, de l’interface graphique ou du système hypertexte, anticipe un changement radical du métier de l’architecte par la technique, qui préfigurera nombre des évolutions à venir. “ Ensuite l’architecte commence à entrer une série de spécifications et de don- nées - une dalle de six pouce d’épaisseur, des murs de 12 pouces d’épaisseur en béton, hauts de 8 pieds, à l’intérieur d’une fouille - et ainsi de suite. Une fois ter- minée, la scène éditée apparaît à l’écran. Une structure prend forme. Il examine, il ajuste… Ces listes grandissent et deviennent toujours plus détaillées, liant diffé- rentes structures, qui représentent la maturité de la conception en cours. Augmenting Human Intellect : A Conceptual Framework (Engelbart, 1962) ”En 1963, Ivan Sutherland crée dans le cadre de sa thèse de doctorat au MIT (Massachusetts Institute of Technology) un prototype de logiciel de conception pour l’ingénierie, appelé Sketch- pad, puis fonde l’entreprise Applicon en 1968 qui commercialise des machines de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). La société rachète en 1981 les brevets d’une autre entreprise et produit des logiciels de modélisation en 3D. Quelques années plus tard, en 1982, naît la société Autodesk, qui produira les logiciels de Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) en deux dimensions les plus utilisés au monde, dont AutoCAD est le chef de file. Tout d’abord exigeants et coûteux, leur usage se démocratise grâce à l’apparition des ordinateurs personnels et la re- connaissance de leurs avantages propres : les milliers de documents devenus nécessaires à la construction d’un bâtiment sont plus facilement coordonnés et manipulés de la sorte, et la modification devient beaucoup plus facile que le grattage de dessins à l’encre (Weston, 2013). La numérisation de pans entiers de la société et l’apparition d’Internet a rendu les technologies numériques de conception d’autant plus avantageuses, puisque le stockage et l’échange de ces
  12. 12. 1.2. Organisation d’un projet de construction 12 fichiers est dorénavant beaucoup plus simple. Les formats d’échange se standardisent, et le format de fichier d’AutoCAD, le « .dwg », devient la norme de facto de l’industrie, accompagné du PDF (Fig. 1.3 au milieu). Figure 1.3 – De la conception sur papier au BIM Source : (Cuba Segura, 2014) Tous les corps de métier liés à l’architecture s’équipent dans les années qui suivent de logiciels de DAO/CAO comparables et compatibles pour la plupart avec les formats de fichiers courants. Ainsi, tous les acteurs de la chaîne de conception d’un bâtiment peuvent travailler sur des outils numériques. Sur le chantier en revanche, le papier reste la norme, et les plans continuent de peupler les tables et les murs des cabanes de chantier. Cette dichotomie entre les concepteurs et constructeurs d’un bâtiment est toujours d’actualité, et n’est pas sans poser de soucis pour l’adoption de nouvelles technologies et les rapports de forces entre les différents corps de métier. Les innovations du secteur se poursuivent en même temps que la diffusion des outils nu- mériques. Certains logiciels tels qu’ArchiCAD, logiciel d’architecture de la société Graphisoft appartenant au groupe allemand Nemetschek, travaillent déjà en 3D et permettent de visualiser instantanément tout ou partie d’un bâtiment tel qu’il sera construit. À l’instar de la maquette phy- sique, la modélisation en trois dimensions permet à quiconque d’appréhender instantanément les volumes et les proportions, sans avoir à reconstruire mentalement la troisième dimension à partir d’un plan en deux dimensions. Si la modélisation en 3D prend son essor, le dessin en 2D reste la norme pour la grande majorité des projets, et le passage à la 3D rencontre les mêmes obstacles que l’introduction de la 2D par rapport au papier : résistance de la part des profes- sionnels, équipements spécifiques coûteux, compétences nouvelles à acquérir, compatibilité non garantie, etc. 1.2 Organisation d’un projet de construction Un projet de construction moderne respecte un fil conducteur général constitué de cinq grandes étapes essentielles faisant intervenir différentes catégories d’intervenants. En France, la loi dite « Loi MOP » 1 relative à la maîtrise d’ouvrage publique a codifié les relations entre maî- trise d’ouvrage publique et maîtrise d’œuvre privée, en cadrant les interventions de la maîtrise d’œuvre tout au long du projet. Elle fixe une liste d’étapes à travers lesquelles tous les projets doivent passer et précise les attendus de chaque étape. D’après cette loi, « le maître de l’ou- 1. Loi n° 85-704 du 12 juillet 1985 relative à la maîtrise d’ouvrage publique et à ses rapports avec la maîtrise d’oeuvre privée. (Legifrance, 2015)
  13. 13. 1.2. Organisation d’un projet de construction 13 Figure 1.4 – Les phases d’un projet de construction vrage peut confier au maître d’oeuvre tout ou partie des éléments de conception et d’assistance suivants : 1. Les études d’esquisse ; 2. Les études d’avant-projets ; 3. Les études de projet ; 4. L’assistance apportée au maître de l’ouvrage pour la passation du contrat de travaux ; 5. Les études d’exécution ou l’examen de la conformité au projet et le visa de celles qui ont été faites par l’entrepreneur ; 6. La direction de l’exécution du contrat de travaux ; 7. L’ordonnancement, le pilotage et la coordination du chantier ; 8. L’assistance apportée au maître de l’ouvrage lors des opérations de réception et pendant la période de garantie de parfait achèvement. » Si les marchés privés sont plus libres dans leur fonctionnement, nombreux s’inspirent très largement de ce cadre de référence, devenu une norme incontournable pour toute l’industrie. 1.2.1 Étude de faisabilité / programmation Durant cette phase, les commanditaires du bâtiment à construire (la maîtrise d’ouvrage, ou MOA, éventuellement accompagnée par une ou plusieurs assistants à maîtrise d’ouvrage ou AMOA ou AMO) en déterminent les fonctions attendues. Les questions essentielles concernent la localisation du bien, les budgets, les modalités de marchés et d’appel d’offres, les services attendus pour les usagers, etc. Les études de faisabilité permettent d’évaluer les contraintes réglementaires, administratives ou financières et de vérifier que le projet est techniquement et économiquement faisable. Une première estimation sommaire des coûts de construction est effectuée, devenant le budget de l’opération. 1.2.2 Phase de conception Si le projet est déclaré faisable, un appel d’offres est émis, afin de constituer l’équipe de maîtrise d’œuvre, ou MOE, éventuellement accompagnée elle aussi d’ assistants à maîtrise
  14. 14. 1.2. Organisation d’un projet de construction 14 d’œuvre ou AMOE. La MOA présente alors un programme et un cahier des charges techniques. Les candidats à la MOE déposent un dossier comportant un ensemble de documents réglemen- taires, dont les attestations d’assurances et divers certificats, ainsi que la liste des partenaires constituant l’équipe de MOE, les CVs des intervenants, une liste de références et une première intention architecturale pour le bâtiment, incluant une première estimation des coûts. La MOE choisie est composée d’architectes et de divers bureaux d’études techniques (ou BET) dont le rôle est de réaliser les études d’ingénierie du bâtiment : structure, fluides, ventila- tion, étanchéité, consommation énergétique, etc. Plusieurs aller-retours sont prévus dans le cadre de la loi MOP entre la MOA et la MOE. Lors de la phase d’ esquisse ( ESQ ) la MOE présente un pré-projet devant répondre au programme établi par la MOA. Cette esquisse présente l’intention architecturale, et comporte une série de plans présentant le bâtiment dans son environnement, ainsi que quelques détails. Plusieurs options peuvent à cette étape être discutées, pour orienter le projet vers une solution satisfai- sant MOE et MOA. L’objectif de la présentation de l’esquisse est de vérifier la conformité de la proposition de la MOE avec le programme et les attentes de la MOA. Ensuite vient l’avant-projet sommaire, ou APS, présentant un projet plus abouti, dans le- quel l’intervention des différents bureaux d’études est plus marquée. Les volumes peuvent être appréhendés, ainsi que les dispositions techniques et le calendrier prévisionnel de réalisation. L’estimation des coûts est affinée. L’aspect extérieur devient plus proche de la réalité. Durant la phase suivante, l’ avant-projet détaillé ou APD, le détail des surfaces de chaque pièce est déterminé, et les dimensions du bâtiment sont arrêtées dans les plans de coupes et de façades, ainsi que son aspect. En outre, on rentre à cette étape dans le détail des systèmes constructifs mis en œuvre, ainsi que les installations techniques. Les travaux sont estimés fi- nancièrement de manière définitive, et découpés en lots séparés. La rémunération de la MOE est également fixée à cette étape. À la fin de l’APD, l’architecte dépose la demande de permis de construire auprès de l’autorité compétente, et en effectue le suivi (éventuelles pièces supplémentaires, expertises tierces, etc.) Dans la phase de projet, ou PRO, la MOE prépare les plans détaillés de tous les niveaux de tous les bâtiments dans les moindres détails. Les bureaux d’études techniques collaborent avec l’architecte pour coordonner leurs actions pour une intégration réussie. Sélection des entreprises Dans un marché public français, l’équipe de maîtrise d’œuvre et les entreprises générales de construction sont choisies séparément, par des appels d’offres séparés. Ainsi, les architectes ne savent pas à l’avance avec quelles entreprises vont réaliser le bâ- timent, ce qui a un impact sur les propositions tech- niques que font les architectes, qui ne peuvent pas être trop spécifiques aux savoir-faire locaux ou à des entreprises en particulier, afin de ne pas fausser la concurrence. La phase d’ exécution ou EXE rend tout à fait concrète la construction, puisque l’archi- tecte constitue le dossier de consultation des entreprises ( DCE ) qui détaille l’ensemble des caractéristiques techniques et adminis- tratives de chaque lot du projet et estime les budgets respectifs, afin que les entre- prises intervenantes proposent des devis so- lides. Celui-ci permet également de préciser le cadre de l’intervention des entreprises et de leurs relations avec le maître d’ouvrage et l’ar- chitecte. Par ailleurs, dans le prolongement du DCE, les études d’exécution ont pour objet la réalisation technique du projet : les plans d’exécution aux échelles appropriées, les notes de calcul et les spécifications d’usage pour le chantier permettent l’exécution des travaux par les différents entrepreneurs pour la construction de l’ensemble du bâtiment.
  15. 15. 1.2. Organisation d’un projet de construction 15 1.2.3 Phase de construction Les entreprises 2 ayant été choisies par la MOA, en prenant en compte les conseils de l’ar- chitecte et éventuellement des BET pour certains choix techniques, la phase de construction proprement dite peut commencer. L’architecte prépare donc la mise en œuvre du chantier lors de la phase de direction de l’exécution des travaux ( DET ), en coordonnant l’action des entre- prises positionnées sur tous les lots techniques. Il intervient sur le terrain auprès des différentes entreprises pour assurer l’exécution conforme des différentes phases de la construction du bâ- timent : — Terrassement du terrain et reliage Voirie et Réseaux Divers (VRD), — Gros-œuvre : stabilité et solidité du bâtiment (fondations, structure), — Second-œuvre : étanchéité, esthétique et confort. L’architecte anime des réunions de chantier dont il prépare et diffuse les comptes-rendus à l’ensemble des parties concernées. La phase d’ ordonnancement, coordination et pilotage du chantier ( OPC ) est l’analyse des tâches élémentaires qui composent la phase de travaux. Il s’agit alors de planifier les interven- tions de toutes les entreprises, et de gérer les conflits de calendrier (météo, retards de livraison, retard de pose, etc) et de garder la maîtrise des coûts de construction. À la fin du chantier, l’architecte prépare la livraison du bâtiment à la MOA par une assistance aux opérations de réception ( AOR ), durant laquelle tous les lots techniques sont passés en revue, afin de recenser tous les problèmes survenus dans la construction. Tous les détails sont passés en revue, et donnent lieu le cas échéant à des réserves, que l’entreprise doit traiter pour pouvoir livrer le bâtiment. De nombreux arbitrages ont alors lieu pour déterminer la gravité des réserves, leur impact sur la rémunération des entreprises, et les délais accordés pour les traiter. Lorsque toutes les réserves sont levées, l’architecte fait le décompte du solde à payer à chaque entreprise, et le bâtiment est livré à son propriétaire. L’architecte réalise un dossier des opérations réalisées, ou DOE : cet ensemble de docu- ments représente la somme des travaux effectivement réalisés, et donne une vision réaliste du bâtiment tel-que-construit, potentiellement différent des plans initiaux. En particulier, ce docu- ment recense tous les matériaux utilisés, les références des équipements, et tous les détails qui ne pouvaient être indiqués dans le plan puisque la mise en œuvre doit être laissée à l’ap- préciation des entreprises ayant gagné l’appel d’offres, notamment sans mention de marques de produits. Une fois que le maître d’ouvrage a contrôlé à son tour la conformité des travaux avec l’ar- chitecte, ceux-ci s’accordent pour déclarer la réception finale du bâtiment, transférant la res- ponsabilité du bâtiment de l’architecte au maître d’ouvrage. 1.2.4 Phase d’exploitation L’exploitation proprement dite du bâtiment est évidemment celle qui importe le plus au maître d’ouvrage. Outre l’utilisation des locaux par ses usagers, elle implique pour les acteurs de la construction de la maintenance, que ce soit pour les équipements ou pour de la rénovation, pour pallier à l’urgence, apporter des améliorations ou des extensions, ou bien encore optimiser la performance énergétique du bâtiment. Différents outils permettent au propriétaire de faciliter l’exploitation du bâtiment : GMAO (gestion et maintenance assistées par ordinateur), GTB (gestion technique du bâtiment), GTC (Gestion technique centralisée), GTP (gestion technique et patrimoniale), etc. 2. Dans le contexte de la construction, le terme « entreprise » désigne les sociétés ou artisans réalisant la construction proprement dite du bâtiment. Il ne s’agit pas du terme économique du terme.
  16. 16. 1.3. Acteurs en présence 16 1.2.5 Fin de vie du bâtiment Enfin, quand le bâtiment est allé au bout des rénovations possibles, et que ses coûts de maintenance dépassent son utilité, la fin de vie du bâtiment peut être envisagée. Que ce soit pour démolir le bâtiment ou pour en construire un nouveau, la démolition, la déconstruction 3, la décontamination (amiante, plomb), et toutes les autres opérations dédiées sont confiées à des entreprises du bâtiment spécialisées. Une équipe de maîtrise d’œuvre est également mise en place pour ce type de projets. 1.3 Acteurs en présence 1.3.1 Les segments de marché Deux grands types de travaux sont réalisés par les acteurs du bâtiment : — la construction de bâtiments : logements, bâtiments tertiaires, usines, bâtiments publics, etc. ; — les travaux de construction spécialisés : travaux de rénovation, d’installation d’eau et de gaz, d’isolation, de peinture et de vitrerie, de couverture par éléments, etc. Les constructions sont de cinq types : — les maisons individuelles (y compris lotissements), sont achetées principalement par les particuliers et représentent selon Xerfi 31% du marché de la construction ; — les logements collectifs (hors hôtels et foyers) représentent quant à eux 24% du mar- ché environ, et ont pour principaux propriétaires les particuliers, promoteurs et bailleurs sociaux ; — les établissements publics (écoles, hôpitaux, salles de sports, etc.) sont gérés par des collectivités et représentent 31% du marché ; — les bâtiments tertiaires (bureaux, usines, commerces, exploitations agricoles) sont déte- nus par des entreprises, et représentent 20% du marché ; — enfin, les ouvrages de travaux publics (infrastructures, ponts, etc) représentent 7% du marché et sont principalement détenus par l’État, les collectivités locales et des partena- riats public / privé. Le marché est réparti à 58% dans le neuf, et à 42% dans l’entretien-amélioration. Les métiers de la construction s’organisent autour de deux fonctions principales : gros œuvre et second œuvre. Le gros œuvre (37% du CA de la filière) concerne tous les travaux dits structu- rels, c’est à dire qui supportent des charges : construction de bâtiments proprement dite, la ma- çonnerie générale et les travaux de montage de structures métalliques, auxquels on ajoute les métiers correspondant à la toiture (charpente, couverture, étanchéification). Le second œuvre (63% du CA de la filière) traite des travaux d’installation de réseaux (électricité, gaz, plomberie) et d’isolation, ainsi que les travaux de finition (peinture, sol, plâtre, etc.) 1.3.2 Les entreprises de construction Les acteurs de la construction correspondent à deux profils généraux. Les leaders sont des entreprises de BTP de grande taille, intervenant en propre ou via leurs filiales sur l’ensemble du territoire auprès des industriels, des grands constructeurs ou des collectivités locales ou l’État. 3. Encore anecdotique, la déconstruction vise à récupérer le plus d’éléments de construction directement sur le bâtiment, pour les réutiliser en évitant la phase de recyclage. Principe du remploi déjà largement répandu depuis l’Antiquité, encore très visible dans les bâtiments médiévaux qui ont puisé dans les ruines et bâtiments romains obsolètes des matières premières pondéreuses et/ou de qualité rare (marbres, éléments de décors etc.) (Reveyron, 2005)
  17. 17. 1.3. Acteurs en présence 17 Leurs prestations couvrent généralement l’ensemble de la palette des prestations de la filière, allant jusqu’à la gestion d’infrastructures ou la maintenance de sites. Elles recourent fréquem- ment à des sous-traitants. Les PME, TPE et artisans représentent la très grande majorité des acteurs du secteur, et comptent pour la plupart moins de 10 salariés. Elles sont spécialisées, très atomisées, et travaillent en sous-traitance dans un périmètre local. Les fabricants de matériaux de construction sont des industriels dont la taille est très variée, reflet de la variété des matériaux et de leurs spécificités. 1.3.3 Les clients Les entreprises réalisent la majeure partie de leur activité pour le compte de promoteurs im- mobiliers ou en sous-traitance d’autres entreprises du bâtiment. Les autres principaux clients sont les ménages (pour les logements individuels), les syndics (pour les logements collectifs), les entreprises (pour les bâtiments tertiaires : bureaux, usines) et les administrations publiques (pour les bâtiments tertiaires de service public : administration, écoles, lycées, universités, la- boratoires, etc.) Figure 1.5 – Surfaces construites et publiques et privées (Xerfi et al., 2015) 1.3.4 Les différents types de marchés Chaque segment de marché répond à une structuration spécifique en terme de contrat, correspondant à des standards de la profession qui figent les types d’acteurs impliqués, leur rôle, les modalités de leurs interactions, et ainsi l’échelle des rapports de force qui les unit. Certains projets de construction sont commandités par un maître d’ouvrage public, d’autres sont passés dans un cadre privé, et enfin des contrats plus récents sont menés dans le cadre d’un partenariat entre public et privés. Les marchés publics Voici les types de contrats les plus courants : 1. appel d’offres / conception / construction : marché le plus courant, c’est celui qui est régi par le cadre général de la loi MOP vue précédemment ; 2. conception / construction (ou conception-réalisation) : décrit dans l’article 18 de la loi MOP ajouté en 2010, ce type de marché est une dérogation au principe édicté dans la loi MOP qui isole d’une part les marchés de conception et les marchés de travaux, car elle vise à
  18. 18. 1.4. Analyse sectorielle de la filière bâtiment en 2015 18 confier les deux marchés à un seul groupement de maîtrise d’œuvre. Les architectes cri- tiquent souvent ce mode de travaux car il peut les placer « sous la coupe » des entreprises générales qui concluent ces marchés, de plus en plus répandus. ; Partenariats Public / Privé Un partenariat public-privé est une manière de financer et gérer un équipement de service public en faisant appel à des prestataires privés. Ces dernières années ont vu la montée en puissance de ce type de financement, régis par les contrats de partenariat, définis en France dans l’ordonnance du 17 juin 2004 4. Ce type de financement offre pour les collectivités l’avantage de limiter la dette, crucial en moment de crise, et le partage des risques entre privé et public. CREM : Conception, Réalisation, Exploitation, Maintenance Les contrats CREM sont un ajout de 2011 au Code des Marchés Publics associant l’exploi- tation ou la maintenance à la conception et à la réalisation de prestations, dans le but de remplir des objectifs chiffrés de performance : niveau d’activité, qualité de service, impact environne- mental ou efficacité énergétique par exemple. La durée du marché est en fonction des délais nécessaires à la réalisation de ces objectifs. La rémunération de l’exploitation et de la maintenance est liée à l’atteinte des performances mesurables fixées dans le marché. Autre dérogation à la loi MOP, ainsi qu’à l’obligation d’allotissement pour les marchés pu- blics, les contrats CREM ont été créés pour permettre à l’État et aux collectivités de confier à un prestataire une mission globale d’amélioration de la performance, qui ne saurait être contrac- tuellement garantie si la responsabilité de chacune des tâches de conception, réalisation, ex- ploitation et maintenance était confiée à des prestataires différents. Les marchés privés Les marchés privés sont couverts par la norme NF P 03-001, « cahier des clauses adminis- tratives générales applicables aux travaux de bâtiment faisant l’objet de marchés privés » défini par l’AFNOR 5 et « définissant les obligations et les droits des parties contractantes, ainsi que les cas de contestations pouvant être soulevés et la procédure pour les régler ». Cependant, cette norme autorise plus de souplesse que les contrats soumis à la loi MOP, et les parties peuvent adapter le contrat à leur guise. Les marchés privés autorisent de constituer une équipe comprenant dès la création toutes les parties prenantes nécessaires, ce qui est souvent perçu comme un gain de performance : les équipes travaillent ensemble dès le début, ce qu’elles ont potentiellement plus l’habitude de faire. 1.4 Analyse sectorielle de la filière bâtiment en 2015 1.4.1 Une conjoncture économique maussade Selon une note de conjoncture Xerfi datée de septembre 2015 (Xerfi et al., 2015), le secteur du bâtiment ne se relève pas encore aujourd’hui totalement de la crise qui le traverse depuis 2008. Les mises en chantier, qui ont fortement baissé ces dernières années, n’ont pas encore retrouvé leur niveau d’avant 2008. 4. Source Legifrance : http://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.do?cidTexte=JORFTEXT000000438720 5. Association Française de Normalisation, groupe international sous forme associative.
  19. 19. 1.5. L’environnement pour favoriser la reprise du secteur 19 Figure 1.6 – Un secteur en baisse depuis 2008 1.4.2 Une politique de soutien active Selon la Fédération Française du Bâtiment 6, trois plans de relance gouvernementaux de- vraient à terme aider le secteur : — « Actions pour la relance de la construction de logements », le 25 juin 2014 ; — « Plan de relance du logement », le 29 août 2014 ; — « Plan de relance de la construction », le 4 décembre 2014. Le gouvernement a mis en place des mesures de soutien du secteur dès l’été 2014, par un programme de relance économique et une augmentation des autorisations de construire des logements. Cependant, les effets des relances du deuxième semestre 2014 ne devraient pas se traduire en croissance de l’activité avant début 2016. Les aides pour l’accession à la propriété via la modification des prêts à taux zéro et les aides pour les ménages modestes devraient également accélérer la reprise dans les constructions neuves. La Loi Pinel aménageant la Loi Duflot pour favoriser l’investissement privé dans le logement locatif a permis une hausse de 19% des ventes de logements neufs sur un an au 1er semestre 2015. Pour les acteurs de la construction, le gouvernement a étendu en 2015 son « choc de sim- plification » 7 administrative, apportant plus de souplesse aux échanges avec l’administration pour les particuliers et les entreprises. Dans le cas du bâtiment, on peut noter la simplification de la procédure d’extension jusqu’à 40m2, qui devrait permettre d’augmenter le recours à cette procédure, et une simplification des normes permettant de construire des logements neufs plus vite et moins cher. Enfin, de nouvelles mesures annoncées en juin 2015 devraient favoriser le recours aux apprentis : trouver une entreprise pour les apprentis est devenu notoirement diffi- cile ces dernières années, en partie à cause de la conjoncture économique, mais également à cause d’une mauvaise orientation ou d’une peur des entreprises de se voir supprimer les aides à l’apprentissage, comme cela s’est produit par le passé. Selon le syndicat professionnel des petites entreprises du bâtiment, la CAPEB, le nombre d’apprentis a baissé de 8% des apprentis en 2013, 3% en 2014, et probablement de 5 à 6% cette année 8. Le Crédit d’Impôt et de Compétitivité pour l’Emploi, 1.5 L’environnement pour favoriser la reprise du secteur Le respect de l’environnement est perçu par les acteurs de la filière comme un vecteur de croissance : une attente sociétale et des actions gouvernementales laissent penser que le 6. http://www.lorraine.ffbatiment.fr/Files/pub/Fede_R14/REG_ACTUALITE_6570/ 7bedbce3ed164313a199483b568a3b02/PJ/note-previsions-2015.pdf 7. http://www.gouvernement.fr/action/le-choc-de-simplification 8. http://www.capeb71.fr/lapprentissage-va-toujours-aussi-mal/
  20. 20. 1.5. L’environnement pour favoriser la reprise du secteur 20 thème est amené à occuper une place centrale dans les années à venir. 1.5.1 Des bâtiments de plus en plus complexes à tous points de vues Les bâtiments sont devenus des projets de plus en plus complexes, devant répondre à de nombreuses normes environnementales, réglementaires, énergétiques, etc. Accorder toutes ces exigences dans un bâtiment par nature en unique exemplaire relève du défi sans cesse renouvelé. En plus de l’impératif de performance environnementale, les attentes sociétales évoluent : accès aux personnes à mobilité réduites, confort thermique et acoustique, normes incendies, etc. Figure 1.7 – Les besoins du bâtiment sont de plus en plus complexes Source : (Cuba Segura, 2014) Cette transformation passe par une réglementation adaptée, le développement de tech- niques nouvelles, de nouveaux matériaux, et de nouvelles compétences pour intégrer dans un bâtiment toutes ces nouvelles contraintes. Ainsi, la réglementation thermique de 2012 (RT2012), régie par l’article 4 de la loi Grenelle 1, a pour objectif de limiter la consommation d’énergie pri- maire des bâtiments neufs à un maximum de 50 kWEP/(m2.an) en moyenne (ADEME, 2012). L’objectif affiché de cette réglementation est de susciter l’innovation technologique et indus- trielle pour apporter des solutions concrètes aux enjeux environnementaux. Ainsi, l’exigence environnementale donnera une place privilégiée aux nouveaux matériaux de construction res- pectant cette norme, permettant ainsi de donner un avantage compétitif aux innovations. La RT2012 souhaite également encourager un très bon niveau de qualité énergétique du bâti, indépendamment du choix de système énergétique. Un bâtiment doit ainsi être intrinsè- quement bien construit pour ne pas avoir à compter sur les systèmes « actifs » (appareils de chauffage, de ventilation ou de climatisation par exemple) pour obtenir un confort acceptable. Ceci encourage la formation des acteurs de la construction pour assurer une mise en place efficace des matériaux, évitant les déperditions d’énergie. Enfin, la réglementation thermique incite au déploiement d’énergies alternatives en cher- chant l’équilibre économique et technique pour les le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire. Tous les nouveaux bâtiments sont dorénavant soumis à cette réglementation.
  21. 21. 1.5. L’environnement pour favoriser la reprise du secteur 21 Trois exigences de résultats pour respecter la RT2012 Source : ADEME La réglementation thermique 2012 est avant tout une réglementation d’objectifs et comporte : — 3 exigences de résultats : besoin bioclimatique, consommation d’énergie primaire, confort en été. — Quelques exigences de moyens, limitées au strict nécessaire, pour refléter la volonté affirmée de faire pénétrer significativement une pratique (affichage des consommations par exemple). 1.5.2 Une exigence environnementale amenée à se renforcer La RT2012 est à peine entrée en vigueur que d’autres normes se profilent déjà. En effet, les exigences environnementales de plus en plus pressantes demandent une réponse forte, en particulier dans le secteur du bâtiment qui consomme à lui seul 42,5% de l’énergie en France. Le Plan Bâtiment Durable qui, comme nous le verrons bientôt, est à l’origine de la création d’ASTUS Construction, est également le porteur de la réflexion sur l’avenir de la réglementation dans le secteur du bâtiment pour les années à venir. À cet effet, il a engagé une réflexion collective visant à la production d’une « Réglementation Bâtiment Responsable 2020 » 9, à laquelle on se réfère déjà en utilisant l’acronyme RBR2020, et qui renforcera encore les exigences définies dans la RT2012. La Note thématique 1 du groupe de travail RBR2020 : « Vers des bâtiments bas carbone » (Plan Bâtiment Durable, 2015) met l’accent sur la nécessité pour les bâtiments de limiter leurs émissions de gaz à effets de serre pour devenir « bas carbone ». Il s’agit donc d’analyser l’ensemble du cycle de vie du bâtiment pour en évaluer les émissions, et la réglementation va vraisemblablement aller dans ce sens. Figure 1.8 – Actions possibles pour limiter l’impact carbone d’un bâtiment Le groupe de travail a ainsi identifié un ensemble d’actions que les acteurs peuvent prendre pour limiter l’impact carbone des bâtiments construits (Fig. 1.8). Chaque acteur a évidemment un ensemble d’actions sur lesquelles il peut agir : par exemple, la maîtrise d’ouvrage est invitée à repenser la surface nécessaire à son projet, pour éviter tout mètre carré superflu ; l’implantation d’un bâtiment joue également sur la consommation carbone de chaque kilomètre parcouru par ses usagers ; pour les architectes, l’analyse du cycle de vie permettra de privilégier telle ou telle 9. http://www.planbatimentdurable.fr/reflexion-batiment-responsable-2020-r142.html
  22. 22. 1.6. Les limites des méthodes de conception actuelles 22 forme architecturale, pratique d’écoconception ou système constructif en limitant la quantité de matière utilisée ou en préférant les matériaux les plus performants. Cette ambition nouvelle se nourrit évidemment de données, qu’il va falloir produire pour justifier de son choix parmi une myriade d’options possibles. Ainsi, la manipulation de données fiables permettant de produire plusieurs scénarios est essentielle à la réussite de ce type de projets. 1.6 Les limites des méthodes de conception actuelles De même que la nécessité de produire des bâtiments de plus en plus ambitieux a poussé les architectes du XIXe siècle à changer leurs méthodes de travail, les défis auxquels font face les acteurs du bâtiment d’aujourd’hui nécessitent une évolution de leurs pratiques. Les limites auxquelles font face les concepteurs de bâtiment sont liées à la difficulté d’appréhender collec- tivement des projets de plus en plus complexes dans leur intégralité, avec des partenaires dont la spécialisation devient de plus en plus fine. Très concrètement, les concepteurs de bâtiment Figure 1.9 – Les limites des méthodes actuelles de gestion de projet de construction Source : (Cuba Segura, 2014) font face à une explosion du volume de documents utilisés pour un projet. Une combinaison de trois facteurs rend la tâche de synthèse documentaire de plus en plus difficile : 1. les outils informatiques rendent la production de documents dans différentes versions plus facile ; 2. chaque corps de métiers doit produire un jeu de documents spécifiques à son métier ; 3. le nombre de corps de métier augmente, et leur interaction également. À cette difficulté relevant de la quantité brute d’information s’ajoutent des difficultés de gestion de l’information : les pertes d’informations, les informations contradictoires ou obsolètes, et les
  23. 23. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 23 problèmes d’accès à l’information sont monnaie courante dans les projets d’aujourd’hui. Cer- taines solutions utilisées dans d’autres corps de métier dont l’informatisation est plus avancée sont appliquées dans l’architecture : les services de gestion électronique de documents (GED) ont fait leur apparition sur les chantiers, ainsi que les services en ligne de gestion de tâches et de validation des étapes ( logiciels dits de workflow). Ces outils sont nés de la complexité, mais ils peuvent également ajouter une source de complexité supplémentaire en nécessitant la maî- trise d’un outil supplémentaire et en alourdissant sensiblement les procédures pour l’ensemble des acteurs. Par ailleurs, la tâche de gestion des documents est perçue comme supplémentaire par les acteurs, alors qu’elle n’est pas rémunérée. Nous verrons par la suite que les questions de rémunérations vis-à-vis des documents de conception peut être un sujet épineux. 1.7 Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 1.7.1 Le BIM : une maquette numérique associée une base de don- nées Pour répondre aux nombreux défis posés au secteur de la construction, émerge depuis une dizaine d’années un ensemble de solutions techniques rassemblées sous l’acronyme BIM : Building Information Modeling, ou en Français Bâtiment et Information Modélisés. À l’échelle macroscopique, il s’agit d’une technologie associant à des données géométriques une base de données (Fig. 1.10 : Exemple de visualisation d’une maquette en BIM). Les don- Figure 1.10 – Le BIM associe une modélisation géométrique et des informations sémantiques Source : Manuel BIM (Kensek et al., 2015) nées géométriques sont les formes en trois dimensions des éléments construits ou à construire. La base de données associe à ces formes, ou objets, un ensemble d’informations permettant de les caractériser : nomenclature des objets et des espaces, données techniques des matériaux (nom commercial, fabricant, propriétés thermiques et acoustiques, masse, etc.), dimensions des objets (longueurs, surfaces et volumes), mais également le nom de l’entreprise ayant po- sitionné l’objet dans le modèle numérique, version de l’objet ou encore la date de modélisation et la date à laquelle l’élément physique correspondant devra être installé. Associer les données techniques aux informations géométriques dans un même document permet de centraliser l’information. Les autres documents retrouvés traditionnellement dans les
  24. 24. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 24 projets de constructions sont extraits de ce document maître : plans en deux dimensions des coupes et sections, documentation technique, etc. 1.7.2 Plus qu’une technologie, une nouvelle façon de collaborer Le BIM est bien plus qu’une nouvelle technologie, et surtout plus qu’une nouvelle suite de logiciels. En effet, le point central de cette démarche est d’instaurer une nouvelle manière de col- laborer autour d’un projet de construction. Le BIM, en centralisant l’information, permet une col- Figure 1.11 – Le BIM : une nouvelle organisation de projet laboration différente et plus efficace entre les acteurs de la construction. La maquette numérique devient le référentiel commun pour toutes les parties prenantes, rassemblant l’ensemble des données auparavant disparates et rapidement obsolètes. Les interactions nombreuses entre chaque intervenant (sans toujours en rendre compte au niveau des autres parties prenantes ) peuvent limiter la cohérence des informations et faire chuter la qualité de la collaboration. C’est ce problème que tente de résoudre le BIM. D’autre part, le travail de conception, auparavant très séquentiel (architecte, puis bureau d’études structures, puis bureau d’études fluides, etc.) peut à présent devenir plus intégré et collaboratif, interactif, à l’instar des procédures courantes dans l’automobile et l’industrie aéro- nautique (conception intégrée, ou integrated design process en anglais). Néanmoins, il convient évidemment de garder à l’esprit une différence fondamentale entre l’industrie automobile ou aé- ronautique et le bâtiment : une voiture est produite à des millions d’exemplaires, un avion à des centaines d’exemplaires, mais un bâtiment est généralement unique. 1.7.3 Une évolution planifiée En tant que nouvelle technologie, l’adoption du BIM est évidemment progressive. Pour facili- ter le dialogue autour du niveau d’adoption du BIM, et limiter les malentendus liés aux disparités d’interprétation, on parle aujourd’hui de « niveaux de maturité du BIM », ou « niveaux de BIM ». Ceux-ci ont été popularisés par un groupe de travail anglais sur le BIM, le UK BIM Task Group 10, qui a produit une feuille de route pour le développement du BIM en Angleterre. Ainsi, le développement du BIM est étagé sur 3 niveaux (Fig. 1.12 p. 25) : — Niveau 0 (ou pré-BIM) : tout ce qui précède le BIM, du dessin papier à la CAO 2D. — Niveau 1 : maquettes numériques isolées, utilisées par un seul corps de métier. — Niveau 2 : considéré comme le premier niveau « vrai BIM », puisque les maquettes nu- mériques sont désormais utilisées pour échanger les informations entre plusieurs inter- venants. C’est le début de la collaboration au cœur du projet de développement du BIM. Ce niveau est celui qui sera attendu en Angleterre en 2016, et probablement en France dans un avenir proche. 10. http://www.bimtaskgroup.org/
  25. 25. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 25 Figure 1.12 – Les niveaux d’implémentation du BIM (Source : Hexabim.com) — Niveau 3 : considéré comme l’étape ultime du BIM, il s’agit d’un environnement dans lequel toutes les participants interagissent sur une maquette unique partagée via le réseau grâce à des outils avancés de collaboration. Chaque partie prenante est alors responsable d’une partie de la maquette, qui est mise en commun avec les autres parties et consolidée. Les différentes formes de partage de l’information dans un projet en BIM sont illustrées dans la figure 1.13. Figure 1.13 – Formes de partage des Informations (Source : Objectif BIM) 1.7.4 BIM fermé ou BIM ouvert ? Le BIM Fermé (Closed BIM) représente un univers intégré de logiciels utilisant tous un format de fichiers commun. Ainsi, chaque logiciel sait lire et écrire ce format de fichier particulier, et s’attend à ce que les logiciels avec qui il communique sachent en faire autant. C’est l’approche la plus courante puisque chaque logiciel souhaite garder le contrôle de son format de fichier pour le faire évoluer à sa guise, souvent pour conserver un avantage compétitif. Elle est monnaie courante dans de nombreuses industries numériques telles que la vidéo ou la musique, et a souvent donné lieu à des « guerres de format », dont la plus récente est la rivalité HD DVD / BluRay (tous deux combinant un format de fichier et un support physique). Le marché s’accorde généralement sur un format en délaissant l’autre, créant une perte sèche de valeur pour ceux qui ont choisi le « mauvais » format, devenu obsolète.
  26. 26. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 26 À l’inverse, le BIM Ouvert (Open BIM) représente la vision d’un marché de logiciels hé- téroclites provenant de nombreux éditeurs et communicant entre eux en utilisant un format d’échange de fichiers commun : le format IFC (Industry Foundation Classes) combinant les données géométriques et les données alphanumériques. La dernière version de la norme IFC, nommée « 2x4 », est devenue une norme ISO reconnue internationalement 11, laissant espérer une adoption à large échelle par l’industrie. Dans cette configuration, chaque logiciel crée ses propres fichiers avec ses propres carac- téristiques (langage, objets, formats, etc) mais sait communiquer avec les autres logiciels en sachant importer et/ou exporter en IFC. Ainsi, il est possible de créer un écosystème de logi- ciels comprenant ou parlant tous une langue commune. L’approche « format ouvert » a permis la création d’industries florissantes et vivaces par l’adoption de standards internationaux sur lesquels de nombreuses structures ont pu s’accorder, et faire évoluer ensemble. L’industrie la plus caractéristique est celle du logiciel et d’internet, avec une myriade de formats ouverts tels que HTML, CSS, JavaScript, sans oublier XML, dont IFC est un héritier. Les deux approches ont leurs avantages et inconvénients, résumées dans la figure 1.14, p. 26. BIM Ouvert (IFC) Avantages • Interopérabilité • Pas de barrières à l’entrée • Logiciels nombreux, de toutes tailles et pour toutes fonctions (startups, marchés de niche…) • Évolution stable dans le temps Inconvénients • Performances d’échange moindres • Fonctionnalités d’échange moindres • Les fonctionnalités avancées des logiciels ne sont pas conservées BIM fermé Avantages • Plus performant dans l’échange • Plus de fonctionnalités de partage • Supporté par des acteurs majeurs • Correction et améliorations plus rapides Inconvénients • Interopérabilité réduite • Nombre de logiciels restreint • Dépendance envers l’éditeur • Aucune garantie de conservation dans le temps Figure 1.14 – Différences entre BIM ouvert et BIM fermé Ainsi, il n’est pas si simple de trancher entre les deux approches, et il faudra déterminer finement les caractéristiques attendues du système de production pour décider de l’une ou l’autre des stratégies. De plus, il est à noter que les acteurs du BIM fermé regardent évidemment du côté du BIM ouvert pour ne perdre aucun client, et qu’ils proposent dorénavant des imports et exports IFC. En revanche, il semble qu’ils mettent plus de moyens dans le développement de leur format propriétaire, offrant plus de valeur ajoutée pour eux, et souvent plus de performance pour leur client. 1.7.5 Un support pour de nouveaux outils Avec les informations rendues disponibles en même temps que l’information géométrique, le modèle peut devenir le support à d’autres services, correspondant à des « dimensions » du BIM, notées pour faciliter la mémorisation par des labels numériques (Kensek et al., 2015) : — la 2D est le dessin en deux dimensions, tel que les plans, coupes et façades, ou carnets de détails ; — la 3D ajoute la dimension de « hauteur », donnant un volume aux objets ; 11. http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=51622
  27. 27. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 27 Figure 1.15 – Au-delà de la 3D : dimensions nouvelles d’un projet de construction (Source : BIMTalk.co.uk) — la 4D inscrit le modèle 3D dans le temps : planning, phases et séquences de construction ; — la 5D ajoute la notion économique, pouvant aller de l’estimation des coûts du projet aux appels d’offre pour les entreprises. — la 6D introduit la notion de cycle de vie des matériaux et des bâtiments, d’entretien et de gestion énergétiques ; — la 7D, enfin, traite des questions de sécurité et de gestion des risques dans le bâtiment. Les notions de 6D et de 7D varient en pratique d’un projet à l’autre, et sont moins utilisées. Chacune de ces dimensions donne lieu à des problématiques nouvelles, demandant un ensemble d’outils spécifiques, déjà disponibles mais à adapter, ou nouveaux et à créer. Ce sont également autant de nouveaux produits et spécifiques demandées à terme par les maîtres d’ouvrage. 1.7.6 Une initiative mondiale Une organisation internationale pour favoriser son essor Des acteurs majeurs du secteur du logiciel d’architecture tels qu’Autodesk ©, Nemetschek © ou McNeel Rhinoceros3D © soutiennent le développement de ce standard en proposant des outils dédiés tels que REVIT © ou en ajoutant des fonctionnalités spécifiques à leur offre logi- cielle existante en y intégrant la prise en compte des format de fichiers IFC par exemple. À l’instar de l’industrie du web, qui s’est structurée dans les années 90 autour des standards ouverts et non-propriétaires (HTML, XML, CSS, et JavaScript) renforcés par la mise en place d’un consortium international (le W3C), le secteur de la construction est en train de saisir les op- portunités offertes par l’adoption du format de fichier IFC porté par une institution internationale, buildingSMART (anciennement Alliance Internationale pour l’Interopérabilité) : interopérabilité des solutions logicielles pour plus d’efficacité, améliorations des processus de production de contenu, amélioration de la collaboration entre différents corps de métier, très fragmentés dans
  28. 28. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 28 la construction, et surtout une moindre dépendance à des documents papier difficile à trans- mettre et à augmenter Gallaher et al. (2004). buildingSMART est une organisation portée par tous les acteurs majeurs du secteur dans le but de développer « l’OpenBIM » vu précédemment. Si les éditeurs cherchent évidemment à conserver son avantage compétitif dans ses outils, ils ont tous compris l’importance de per- mettre l’interopérabilité de leurs logiciels pour permettre au secteur de se développer dans les meilleures conditions. Cette organisation est déclinée dans de nombreux pays par une or- ganisation locale (appelée « chapitre ») destinée à mettre en œuvre localement les initiatives internationales. Le BIM comme support à l’innovation Le BIM est perçu par de nombreux acteurs, et notamment gouvernementaux (BuildSmart, 2011), comme un support à l’innovation puisqu’il permet de communiquer plus efficacement entre l’ensemble des interlocuteurs, et qu’il permet un développement de services innovants et durables autour de cette maquette numérique : analyse de données, intégration dans les différents logiciels, gestion technique et patrimoniale (Le Moniteur, 2014), etc. Les outils de simulation s’appuyant sur la maquette numérique permettent aujourd’hui d’an- ticiper les comportements des systèmes constructifs dans la plupart des domaines pertinents : énergie, cycle de vie des matériaux, Simulation Thermique Dynamique (STD), course du so- leil, ensoleillement pour les panneaux solaires, force et volume pour les éoliennes, etc. Dis- poser de ces informations facilement permet d’optimiser la consommation de ressources pour se conformer aux règlementations et de justifier des choix techniques complexes face à des commanditaires de plus en plus exigeants. Les gouvernements s’emparent du BIM L’État et les collectivités sont en France à l’heure actuelle les principaux promoteurs du BIM. En effet, selon le livre blanc Maquette numérique et gestion patrimoniale, publié par la Caisse des Dépôts et Consignations en mai 2014(Hovorka et al., 2014), « le principal bénéficiaire de cette création de valeur est le maître d’ouvrage public qui va acheter, entretenir, exploiter puis valoriser des bâtiments sur une durée moyenne de 50 ans. » De ce fait, de nombreux états sont en train d’encourager le BIM (cf Tableau 1.16 page 29). L’adoption du BIM s’accélère en Europe Une étude du Baromètre Européen de l’Architecture rend compte de la progression du BIM en Europe. Si parmi les architectes français le BIM est encore assez peu connu (25%) et peu utilisé (7%), l’engagement fort de l’Angleterre (93% de connaissance et 33% d’utilisation) et des Pays-Bas (98% de connaissance et 46% d’utilisation) est un signal fort du potentiel de crois- sance de l’utilisation du BIM dans l’industrie. Les gouvernements prennent la mesure des avan- tages du BIM, et commencent à le demander dans les marchés publics. Les investisseurs sont une autre force faisant croître la demande de projets en BIM : 24% des architectes hollandais et 14% des architectes anglais déclarent avoir reçu des demandes de clients ou d’investisseurs pour des projets en BIM. (Arch-Vision, 2014) Le chapitre français du BIM est en train de s’ouvrir Ainsi, le secteur de la construction est face à une demande de qualité croissante pour ré- pondre aux défis d’aujourd’hui, impliquant un accroissement de la quantité de travail exponen- tielle (chaque nouvel acteur génère des interactions avec plusieurs acteurs en présence, et autant d’échanges de documents), tout en conservant l’exigence de maintenir des coûts bas
  29. 29. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 29 USA 2003 GSA 2006 Le GSA rend obligatoire le BIM pour les nouveaux bâtiments publics à l’étape de la conception. Singapour 2008 Implémentation du premier système de soumission réglemen- taire en BIM, accompagné par un guide de bonnes pratiques du BIM. 2010 Neuf instances de régulation acceptent le BIM architectural pour leurs soumissions. 2011 Extension de l’acception des modèles BIM pour les informa- tions de structure, mécanique, électricité et plomberie. (2015) Objectif de 80% d’utilisation du BIM dans la construction. (2016) Objectif de 100% d’utilisation du BIM dans la construction. Hong Kong 2014 L’Autorité du Logement de Hong Kong requiert l’utilisation du BIM dans tous ses projets. Corée du Sud (2016) Le BIM deviendra obligatoire pour tous les projets supérieurs à 50M$ et pour tous les projets publics dans le cadre de « Smart Korea ». UE (2016) La directive européenne « Marchés publics » traite notamment la dématérialisation des procédures et recommande doréna- vant l’usage du BIM lors des appels d’offres et des concours de projets publics1. Royaume-Uni (2016) Obligation du «BIM Level 2» : collaboration des différents corps de métier dans un environnement unifié. Norvège 2007 Statsbygg, le principal bailleur social norvégien, utilise le BIM dans 5 de ses projets pour l’ensemble du cycle de vie des bâtiments. 2010 L’ensemble des projets de Statsbygg utilisent le BIM. De plus, l’Association norvégienne des Constructeurs de maisons indi- viduelles recommande l’utilisation du BIM. Danemark 2013 L’État exige l’utilisation du BIM pour ses commandes pu- bliques : l’Agence des Palaces et des Propriétés, l’Université Danoise, et le Service de Construction de la Défense. Finlande 2007 Les services des propriétés de l’État requièrent l’utilisation du BIM. Pays-Bas 2012 Le Ministère de l’Intérieur requiert l’utilisation du BIM pour la maintenance des grands bâtiments. France (2017) Maquette numérique obligatoire pour les marchés publics, dans le cadre de la concertation «Objectifs 500 000». Figure 1.16 – Adoption du BIM par les gouvernements pour accommoder un contexte économique difficile. Le gouvernement mise sur l’innovation pour conjuguer ces deux objectifs, et c’est dans ce contexte qu’est née la plateforme technologique ASTUS Construction. Le « chapitre » français de buildingSMART s’appelle Mediaconstruct (il s’agit du seul cha- pitre ne portant pas le nom buildingSMART). Son objectif est de développer le BIM en France. Par ailleurs, pour œuvrer au niveau national, « lors du conseil des ministres du 10 décembre 2014, Madame Sylvia Pinel, ministre du Logement, de l’Égalité des territoires et de la Ruralité, a présenté son plan de relance de la construction. Figurant parmi les trois plans d’intervention, le Plan Transition Numérique dans le Bâtiment (PTNB) vise à accélérer le déploiement des outils
  30. 30. 1.7. Le BIM comme réponse aux enjeux de demain 30 numériques à l’échelle de l’ensemble du secteur du bâtiment. À ce plan est affecté un fonds de 20 Millions d’Euros.» 12 Le PTNB, avec Bertrand Delcambre pour Président, poursuit trois objectifs : — expérimenter, capitaliser, convaincre et donner envie de s’approprier le numérique dans le quotidien de l’acte de construire ; — permettre la montée en compétences des professionnels du bâtiment autour du numé- rique et le développement d’outils adaptés à tous les chantiers en privilégiant les objectifs de massification pour le déploiement et en accordant une attention toute particulière aux solutions BIM pour les petits projets ; — développer un écosystème numérique de confiance en encourageant les travaux de nor- malisation et permettre ainsi l’interopérabilité des outils et logiciels. 12. http://www.batiment-numerique.fr/notre-mission/presentation.htm
  31. 31. Chapitre 2 La plateforme technologique ASTUS Construction 2.1 Astus Construction : une plateforme technologique pour l’in- novation constructive ASTUS Construction est une plateforme technologique dédiée à l’innovation constructive. Elle est le fruit d’une initiative gouvernementale visant à développer les innovations construc- tives pour améliorer la performance énergétique du bâtiment, le Plan Bâtiment Durable. 2.1.1 L’acteur local d’une ambition nationale : le Plan Bâtiment Du- rable Plan Bâtiment Grenelle Ministère du logement et de l’égalité des territoires Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie Plateformes Bâtiment Énergie Grenelle Mission Numérique du Bâtiment Plan de Transition Numérique du Bâtiment 2009 - 2012 CONSTRUCTION Plan Bâtiment Durable 12 avril 2012 2014 2015 13 septembre 2012 6 septembre 2012 +9 Selon le Ministère du Développement Durable 1, « le secteur du bâtiment est le plus gros consommateur d’énergie en France parmi l’ensemble des secteurs économiques. Il consomme actuellement environ 68 millions de tonnes d’équivalent pétrole, soit 42,5% de l’énergie finale totale. C’est chaque an- née plus d’une tonne d’équivalent pétrole consommée par chaque Français. Il génère 123 millions de tonnes de CO2, soit 23% des émissions nationales. Ces émissions ont aug- menté d’environ 15% depuis 1990. Chaque Français libère ainsi dans l’atmosphère en- viron deux tonnes de CO2. ». C’est dans ce contexte que le Plan Bâtiment Grenelle a été créé en 2009 par l’action conjointe du Minis- tère du Logement et de l’Égalité des Terri- toires et du Ministère de l’´Écologie, du Dé- veloppement Durable et de l’Énergie. Ce plan est devenu en 2012 le Plan Bâti- ment Durable dont la mission est de « mettre en œuvre et de piloter le plan de performance énergétique des bâtiments » 2 . Les objectifs du Plan Bâtiment Durable sont : 1. http ://www.developpement-durable.gouv.fr/Le-Plan-Batiment-du-Grenelle.html 2. Lettre de mission de Cécile Duflot et Delphine Batho à Philippe Pelletier, datée du 6 septembre 2012
  32. 32. 2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 32 — Réduction des Gaz à Effet de Serre : en 2050, division par 4 par rapport à 1990. — Réduction des consommations énergétiques de l’ensemble du parc des bâtiments : -38% avant 2020. — Rénovation énergétique : — Secteur résidentiel : 500 000 rénovations lourdes d’ici à 2017 — Secteur tertiaire : obligation de rénovation du parc tertiaire public et privé avant 2020. — Construction de bâtiments neufs : niveau Bâtiment Basse Consommation en 2012 et bâ- timent à énergie positive en 2020. — Développement des énergies renouvelables : le bâtiment participe à l’atteinte de l’objectif en matière de production d’énergie renouvelable, fixé à 23% en 2020 pour la France. — Qualification des professionnels : environ 30 000 stagiaires formés par an. Le réseau de plateformes Bâtiment Énergie Grenelle Le groupe de travail « Innovation » du Plan Bâtiment Grenelle a identifié le morcellement du secteur comme un frein à l’innovation : les acteurs sont multiples et encore trop peu à coopé- rer. Le 12 avril 2012, le Plan Bâtiment Grenelle a donc lancé la création de 10 plates-formes Bâtiment Energie Grenelle (Fig. 2.1), avec le soutien de l’Ademe (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie), d’Oseo (prédécesseur de la BPI) et du CSTB (Centre Technique et Scientifique du Bâtiment). Figure 2.1 – Réseau des plateformes du Plan Bâtiment Durable Voici les missions assignées aux 10 plateformes technologiques ainsi créées 3 : Le réseau a été mis en place pour répondre au besoin des professionnels et devenir leur interlocuteur privilégié sur les questions de l’éco-construction. Le projet commun des plates-formes : 1. Accompagner la mutation du secteur afin de mettre en application les changements prônés par le Grenelle de l’Environnement appliqué au bâtiment ; 2. Développer au niveau local un potentiel économique important en étant un outil de dynamisation des entreprises locales. 3. Source : Réseau des plateformes Bâtiment Énergie Grenelle
  33. 33. 2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 33 Les 4 missions communes : — La démonstration : dissémination des « bonnes pratiques », formation sur projet et exemplarité ; — La création et le développement d’entreprises : partage des savoirs et des com- pétences au niveau local mais aussi national et dynamisation du tissu entrepreneurial local ; — La formation : formation initiale et continue à tous les niveaux (formation de forma- teurs et labellisation de formations) ; — Le transfert de la recherche et du développement : transfert technologique, vali- dation des travaux en laboratoire, phases de tests des professionnels et accélération de l’amenée vers le marché de nouveaux produits et services. Les plates-formes jouent un rôle au niveau local, par leur proximité avec les acteurs concernés, au niveau national, grâce à la mise en synergie du réseau, et parfois même au niveau international, grâce à la coopération de certaines plates-formes avec d’autres pays. Figure 2.2 – Missions des plateformes technologiques Bâtiment Énergie Grenelle Si ces plateformes ont des objectifs communs, leurs domaines d’applications sont spéci- fiques à certains thèmes du bâtiment, choisis en fonction des spécificités des territoires ac- cueillant les plateformes. Pour ASTUS Construction, il s’agit des ASsemblages, Qualité et USages, qui lui ont donné son nom. 2.1.2 Un écosystème de partenaires Figure 2.3 – Partenaires historiques d’ASTUS Construction L’implantation d’ASTUS Construction à Villefontaine en Nord-Isère a été choisie en partie en prenant en compte les implantations des centres de recherche des principaux fournisseurs de bétons et ciments français, qui se trouvent être également en Nord-Isère (Fig. 2.4). Cette proxi- mité facilite en effet les échanges et la participation des acteurs majeurs aux développement de la plateforme.
  34. 34. 2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 34 La plateforme ASTUS Construction, et plus généralement le projet de développement éco- nomique du territoire rhônalpin sur la question de l’aménagement et du bâtiment durable, est née de la rencontre des acteurs suivants : — Les entreprises, à travers le Pôle Innovations Constructives (PIC) et la Chambre de Com- merce et de l’Industrie de Nord Isère (CCI-NI). — La recherche et la formation, à travers les Grands Ateliers et l’association BTP Formation Isère. — La démarche expérimentale des collectivités locales, Communauté d’Agglomérations des Portes de l’Isère (CAPI) et la Communauté de communes des Vallons de la Tour (CCVT). — Les institutions professionnelles à travers la Fédération Française du Bâtiment (FFB) et la Confédération de l’Artisanat et des Petites Entreprises du Bâtiment (CAPEB). Les partenaires industriels Quatre entreprises soutiennent ASTUS Construction en leur nom propre, indépendamment de leur participation au PIC. — Kerneos : Ancienne filiale de Lafarge, Kerneos est le leader de la technologie des alu- minates de calcium dans les bétons réfractaires, appartenant depuis mars 2014 au fonds d’investissement français ASTORG 4 . Le chiffre d’affaires 2014 de Kerneos s’établit à 360M€, pour une entreprise de 1300 personnes sur 11 pays. — Lafarge-Holcim : Fusionné en juillet 2015 avec le géant suisse Holcim, Lafarge-Holcim est le numéro 1 mondial des matériaux de construction ciment, béton et granulats 5. La- farge a réalisé en 2014 12,8 milliards d’euros de chiffre d’affaires. — Serge Ferrari : Leader français des membranes composites utilisés dans le bâtiment en toiles tendues pour la couverture, en structures légères modulaires ou pour du mobilier. Le chiffre d’affaires de 155 millions d’euros de 2014 a été réalisé à 75% à l’export, via 4 filiales et 5 bureaux et un réseau de 100 distributeurs. — Vicat : Cimentier international à l’origine du ciment artificiel inventé en 1818, Vicat propose du ciment, du béton, des granulats et des activités complémentaires via ses filiales. Le chiffre d’affaires 2014 s’élevait à 2,4 milliards d’euros, pour 7750 salariés dans 11 pays. Ces industriels participent au développement de la plate-forme via un apport financier an- nuel sur 4 ans, permettant à ASTUS Construction de développer ses activités. Des programmes ponctuels de développement communs sont mis en place, facilités en cela par la proximité géo- graphique des centres de recherche et développement de ces groupes. Le Grand Projet Rhône-Alpes Nord-Isère Durable La Région Rhône-Alpes a créé le Grand Projet Rhône-Alpes Nord-Isère Durable (GPRA) pour mener une politique d’innovation dans l’aménagement durable du territoire. La CAPI (Com- munauté d’Agglomérations des Portes de l’Isère) et la CCVT (Communauté de communes des Vallons de la Tour)se sont associées pour participer à ce pôle de développement de la filière de la construction durable. Le GPRA accompagne ASTUS Construction dans ses développements en mettant en place des programmes d’expérimentation permettant de fournir un premier terrain d’application des innovations techniques et méthodologiques. À travers des bâtiments démonstrateurs (telle la Médiathèque de la Tour-du-Pin, projet réalisé en BIM) et des programmes d’innovation mis en œuvre à la CAPI et à la CCVT, le GPRA sert de référence pour l’ensemble du secteur, et pour l’activité d’ASTUS Construction en particulier. 4. http://www.kerneos.fr/content/fr/Actualites/38-Changement-d'actionnaire-Kerneos-Astorg-Materis- 5. http://www.capital.fr/bourse/actualites/lafarge-et-holcim-finalisent-la-fusion-1053990
  35. 35. 2.1. Astus Construction : une plateforme technologique pour l’innovation constructive 35 Figure 2.4 – Centres de recherche mondiaux des partenaires d’ASTUS Construction (Fond cartographique : Google Maps) 2.1.3 Une gouvernance alliant privé et public La Plateforme ASTUS Construction est accessible à tous les acteurs de la filière de la construction durable : concepteurs, constructeurs, artisans, fournisseurs de matériaux, maîtres d’ouvrages, usagers, acteurs de la recherche et de la formation. Sa configuration est en accord avec les missions qui lui sont confiées, entre développement de marché et accompagnement des entreprises. ASTUS Construction a été constituée en association de préfiguration pour la phase de dé- marrage de ses activités. Le conseil d’administration Le conseil d’administration est constitué d’un membre de chacune de ces organisations : 1. le Pôle Innovations Constructives ; 2. la CCI Nord Isère ; 3. les Grands Ateliers ; 4. le CFA BTP de Bourgoin Jallieu ; 5. la FFB Rhône-Alpes ; 6. la CAPEB Rhône-Alpes ; 7. un représentant des financeurs privés : Kerneos, Lafarge-Holcim, Serge Ferrari et Vicat ; 8. la CAPI ; 9. la CCVT. Le Ministère de l’Education Nationale est un invité permanent à travers la présence du Lycée Léonard de Vinci. Le bureau Depuis 2015, le bureau est composé de : — Alain BERGER, Conseiller Communautaire de la CAPI ;
  36. 36. 2.2. Une mission déclinée en trois pôles 36 — Jean-Paul PAGET, Président de la Communauté de Communes des Vallons de la Tour ; — Sylvie BERLAND, Directrice du BTP CFA de Bourgoin-Jallieu ; — Pierre-Olivier BOYER, Vice-Président du Pôle Innovations Constructives et Président d’Astus Construction ; — Michel-André DURAND, Directeur des Grands Ateliers et trésorier d’Astus Construction ; — Daniel PARAIRE, Président de la CCI Nord Isère et secrétaire d’Astus Construction. Le conseil de développement Le conseil de développement de la plateforme ASTUS Construction propose des orienta- tions stratégiques, techniques et économiques de la plateforme, propose des orientations aux membres du Conseil d’Administration afin de favoriser favoriser l’attractivité de la plateforme. Jean-Baptiste Lesort, Directeur de l’ENTPE, préside le conseil de développement, qui compte au total 56 membres représentatifs de la filière Construction Durable et Innovante en Rhône- Alpes. Les ressources humaines À ce jour, ASTUS Construction est composé de 5 salariés, pour un total de 4 équivalents temps-plein (ETP). CONSTANCE QUAGLINO Coordinatrice Ingénierie et Prototypage Ingénieur d’Etudes STEPHANE MOR Chef de projet Innovation et FabLab Mastère GEM – Grenoble JOSE CUBA Responsable du pôle Construction Numérique Architecte Urbaniste PIERRE OLIVIER BOYER Président CLEMENT MABIRE Directeur SYLVIE GUINET Assistante administrative CONSEIL D’ADMINISTRATION Figure 2.5 – Organigramme d’ASTUS Construction 2.2 Une mission déclinée en trois pôles La mission d’ASTUS Construction est d’accompagner l’innovation dans le secteur de la construction en proposant des services et des équipements mutualisés aux acteurs du secteur. Cette mission est déclinée en trois pôles, correspondant chacun à un volet d’innovation identifié. 2.2.1 Ingénierie et prototypage
  37. 37. 2.2. Une mission déclinée en trois pôles 37 Le pôle « ingénierie et prototypage » vise à mettre à disposi- tion des acteurs du secteur de la construction des équipements industriels pour leur permettre de développer des prototypes de nouveaux produits. La situation actuelle d’ASTUS Construction ne permet pas de proposer de nombreux équi- pements en nom propre. En effet, les locaux de la structure ne devant pas être construits avant 2017, elle est hébergée à la CCI Nord-Isère, ce qui ne lui permet pas d’accueillir des équipe- ments industriels. Cette situation singulière a poussé ASTUS Construction à nouer des partenariats avec un écosystème d’acteurs régionaux et nationaux. La stratégie mise en œuvre consiste à mutuali- ser un ensemble d’équipements souvent acquis sur fonds publics, pour d’une part maximiser leur taux d’utilisation, ce qui correspond à une demande croissante de la part des pouvoirs publics, et d’autre part de donner accès à tout un ensemble d’équipements généralement in- connus par les entreprises privées, qui de plus ne sauraient pas comment en demander l’accès. ASTUS Construction agit ainsi en « guichet unique » de ces équipements. ASTUS Construc- tion a d’ailleurs produit un recueil rassemblant les différents espaces partenaires (Fig. 2.6) et leurs équipements et en en présentant les caractéristiques techniques ainsi que les usages possibles. En plus de la mise à disposition de ces équipements, ASTUS Construction propose égale- ment des prestations de services d’ingénierie pour accompagner les porteurs de projets dans leur parcours d’innovation. Figure 2.6 – Liste des espaces de prototypage partenaires 2.2.2 Production et évaluation

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