Maquette numérique BIM pour la collaboration en conception/construction. Pratiques, implémentation et standards

Maquette numérique BIM pour la
collaboration en conception/construction
Pratiques, implémentation et standards

Sylvain Kubicki, Arch. Dr.
Public Research Centre Henri Tudor

21 novembre 2013
Braine l’Alleud, Belgique

!2
65

Centre de Recherche Public Henri Tudor
Etablissement luxembourgeois
autonome de recherche appliquée
Mission
• Renforcer durablement la compétitivité
économique des entreprises et le tissu social à
un niveau national, régional et européen.

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

Activités
• Recherche appliquée et expérimentale,
• Recherche doctorale,
• Développement d’outils, de méthodes, de
labels, de certifications et de normes,
• Assistance technologique, conseil et services de
veille,
• Transfert de connaissances et pré-incubation
d’entreprises.
10/22/11

!3
65

Centre de Recherche Public Henri Tudor
Domaines scientifiques et technologiques


•
•
•
•
•

10/22/11

Technologies des matériaux avancés
Technologies environnementales
Technologies pour la santé
Technologies de l’information et de la communication
Organisation et gestion des entreprises

!4

65

Secteurs d’activité

10/22/11

!5
65

Equipe construction & BIM
CRTI-B

!
!
!
!

Construction Program: our competencies
•
•
•

Business “experts” (Architects, Civil Engineer / Dr.,
PhD students)
IT scientists
Appropriation, networking, IPR

!
Our team is historically involved in CRTI-B
innovation projects

http://www.crti-b.lu

!

Public owners
- Ministère du Développement
Durable et des infrastructures
- Administration des
Bâtiments Publics
- Administration des Ponts et
Chaussées

!

Designers
- Ordre des Architectes et
Ingénieurs-Conseils

!

Contractors

Today Tudor is co-animator of the
NeoBuild innovation pole
http://www.neobuild.lu
10/22/11

- Fedil
- Fédération des artisans
- Chambre des Métiers

!6


65

Building Information Modelling

Modélisation
10/22/11

Standardisation

Utilisation

Succar, 2009

!7
65

De la modélisation collective…
From collective modelling…

!
!
!

… à la conception/construction virtuelle
… to virtual design/construction

10/22/11

!8
65

Plan de la présentation
1. Introduction
• CAO/BIM dans les bureaux
• Pratiques collaboratives projet

2. Des modèles numériques pour la conception/
construction collaborative ?
• Une question de maturité

3. Les standards du BIM

• Modéliser les données et de processus

4. Conception/construction virtuelle
• Les applications du BIM

5. Conclusion
10/22/11

Introduction
Conception et maquette numérique au bureau
Collaboration
Technologie

!10
65

Conception Assistée par Ordinateur
Une des premières briques du BIM


• Logiciels orientés objet (vs. Dessin Assisté par Ordinateur)
• Proposent des fonctions de vérification d’intégrité des
modèles, d’analyse, de métré

10/22/11

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_logiciels_CAO_pour_l%27architecture,_l%27ing
%C3%A9nierie_et_la_construction#Logiciels_CAO (consulté le 20 novembre 2013)

!11


65


10/22/11

!12
65

Modélisation assistée
• Orientée objet de construction
(sémantique, règles)
• Ex. une porte se place dans un mur

• Assistance à la modélisation
• Ex. “Priority-based connection”

• Paramètres


• Ex. Contraintes paramétriques

Production des pièces
graphiques
• Coupes, façades, vues générées par le
modèle
• Garantie de cohérence des données
représentées
10/22/11

!13
65

Collaboration autour du modèle
au sein du bureau


• Nécessaire pour concevoir/représenter
des projets d’envergure
• Serveur de modèle interne

10/22/11

!14
65

Module BIMserver ArchiCAD


• Installation sur une machine dédiée
• Distribution de rôles internes
• “Reserve”/“Release” des éléments du
modèle
• Messagerie
• Partage de librairies d’objets
• Administration de l’activité

Des pratiques de production à
repenser
• Multi-logiciels vs. centralisation
• Partage de modèles, rigueur nécessaire
• Un facteur important : la synchronisation
humaine !
10/22/11

!15
65

Collaboration
!
!
Caractéristiques du système de
conception/construction en AEC


• Bâtiment prototype
• Durée de vie réduite des équipes-projets
• Acteurs indépendants et hétérogènes

“Ray & Maria Stata Center for CIIS, MIT”
Arch. Gehry Partners

Multiplication des points de vue et
expertises
• Responsabilités limitées, partagées
• Stratégies “internes” vs. stratégies “projet”

10/22/11

Dresden station, Germany
Arch. Foster and Partners

!16
65

Collaboration (2)
Difficultés
• Environnement difficilement prévisible
• Coordination nécessaire
• Standardisation des processus collaboratifs laborieuse et
coûteuse
• Moyens de communication multiples et non standards


!
… Pourtant la collaboration est essentielle

10/22/11

!17
65

Technologies pour la collaboration
Plateformes de gestion de projet :
expérience CRTI-weB© au
Luxembourg
• Module de gestion de réunions/rapports
• Module d’échange de documents
• Conception au consensus du secteur


Constats
• Très proche des pratiques actuelles
• Quantité d’information !
• Besoin de structuration

• Adoption délicate !
• Nécessaire flexibilité

10/22/11

Des leçons pour le BIM

http://www.crti-web.lu

Maquette numérique du projet
Modèle(s) numérique(s) pour les processus
collaboratifs ?

!19
65

Une question de maturité
Pre-BIM
• Production/représentation du projet
• Documents DAO hétérogènes : plans, coupes, façades, détails
• Images 3D “photo-réalistes” calculées dans des logiciels tiers
sur base de modèles dédiés
• Quantitatifs, métrés, cahiers de charges développés
indépendamment

• Collaboration
• Pratiques souvent ad-hoc, difficulté à rationaliser et standardiser

• Technologie

• Investissements IT faibles, problèmes d’interopérabilité

10/22/11

Succar 2013

!20
65

BIM Niveau 1 : modélisation orientée objet
• Modèles mono-disciplinaires, automatisation de la génération des
documents 2D ou 3D

• Collaboration
• Echanges de modèles ad-hoc par export>import uni-directionnel
• Flou sur les exigences de détails de modélisation

• Technologie


• Logiciels “BIM” CAO, Structure, MEP

10/22/11

Succar 2013

!21
65

BIM Niveau 2 : collaboration basée sur des modèles
• Modélisation “avancée” du projet et capacité de simulation
• Formalisation des niveaux de détails (LOD)

• Collaboration
• Echange de modèles interopérables

• Technologie


• Modèles propriétaires (au sein d’une même suite logicielle, ou de logiciels compatibles)
ou format pivot standardisé (IFC)
• Logiciels “intégrants” plusieurs modèles complémentaires (3D et non-3D) et gérant leur
persistance (voir exemple 4D)

10/22/11

Succar 2013

!22
65

BIM Niveau 2 : collaboration basée sur des modèles
• Processus collaboratif à formaliser
• Identifier les rôles, disciplines impliquées, et phases de projet concernées

• Impact contractuel non négligeable


• Dématérialisation de l’information accentuée (échange de modèles vs. documents
papier)

10/22/11

Succar 2013

!23
65

BIM Niveau 3
• Modélisation partagée, contributions multi-disciplines

• Collaboration


• Modèles “sémantiquement riches”
• Créés, partagés, maintenu durant le cycle de conception/
construction

10/22/11

Succar 2013

!24
65

BIM Niveau 3
• Technologies
•
•
•
•

Serveurs de modèles
Bases de données intégrées ou distribuées
Software as a Service (SaaS) solutions
Processus collaboratif formalisé induit le comportement du serveur

• Impact contractuel fort


• Approche exclue des contrats d’assurance actuels pour les architectes en GB

10/22/11

Succar 2013

!25


65

Niveau de maturité en Grande-Bretagne

10/22/11

Bew & Richards, 2008

!26


65

Implications organisationnelles

10/22/11

Succar, 2009

Standardisation
Viser l’interopérabilité
Accompagner l’évolution des pratiques BIM

!28
65

Standards BIM
Un peu d’histoire
• 1994 : Industry Alliance for Interoperability, à l’initiative d’Autodesk
• Volonté de développer des classes C++ standardisées pour le développement
d’applications

• 1997 : International Alliance for Interoperability, non-profit industryled organisation
• Volonté de publier le format IFC de manière neutre


• 2005 : Changement de nom pour BuildingSMART

10/22/11

!29
65

Potentiel d’économies lié à
l’interopérabilité dans la construction
Programmation et
conception

Construction

Gestion
exploitation

Total

Maîtrise d’oeuvre

1 007

147

16

1 170
7%

Entreprises

486

1 265

50

1 802
11 %

Fabricants


Montants en M$

442

1 762

0

2 204
14 %

Gestionnaires

723

898

9 027

10 648
67 %

Total

2 658
17 %

4 072
26 %

9 093
57 %

15 824
100 %

Source :
Cost analysis of inadequate interoperability in the U.S. Capital Facilities industry
10/22/11
Rapport du National Institute of Standards and Technology (Août 2004)

!30
65

Standards BIM
Standards BuildingSMART pour le BIM
• Modèle de données orienté ouvrages du bâtiment
• IFC, labellisé ISO 16739

• Dictionnaire de données international :
• International Framework for Dictionaries

• Modèle de processus pour les pratiques avec le BIM


• Information Delivery Manuals

10/22/11

!31
65

Standard IFC : un format pivot
Le modèle IFC repose sur la norme STEP
• Standard for the Exchange of Product Model Data

Objectif
• Décrire un produit tout au long de son cycle de vie et
indépendamment de tout système informatique


Il s’agit d’un modèle de données
• Permettant de partager les informations liées à la construction et à la
gestion de patrimoine
• Entre diverses applications utilisées dans le domaine de la
construction
• Orienté-objet
• Spécification neutre et ouverte, non-controlée par un éditeur
particulier
10/22/11

!32


65


10/22/11

!33


65


10/22/11

!34
65

Un schéma complet et complexe
Souvent utilisé via des sous-ensembles
• Model View Definition

Exemples


• “Coordination View” : dédié à l’interopérabilité entre logiciels de
conception
• “Basic FM Handover” : orienté Facility Management
• “The basic scope can be summarized as the space and equipment list for the spatial and
technical systems of a facility”
• COBie (Construction-Operations Building information exchange)

10/22/11

!35
65

Standard IFC :
certification
Interopérabilité
• Architecture/MEP/Structure
• Coordination View IFC 2x3

Export
• 1 seul Exchange
Requirement

Import

• Les 3 ER

10/22/11

!36


65


10/22/11

!37
65

IFD : se comprendre
Standard terminologique pour la création de librairies
• Enrichissement du modèle IFC
• Génération de BIM-IFC pour la gestion/exploitation du bâtiment
• Traduction des termes techniques

!


buildingSMART Data Dictionary (bSDD)

10/22/11

!38
65

IDM : formaliser les processus d’échange
Information Delivery Manuals


• Spécifications pour faire correspondre les échanges d’information
avec les objets du modèle IFC
• Langage de modélisation des processus métier qui étend BPMN
• Une manière de modéliser et reconcevoir le processus lui-même

10/22/11

!39
65



Process Map

10/22/11

!40
65

Générer un sous-ensemble du modèle IFC


• Model View Definition

10/22/11

Conception/construction
virtuelle

!42
65

Au-delà de la modélisation collaborative

5D


FM
4D

10/22/11

Catalogues et produits

!43
65

Modèle et simulation 4D
Simulation de la construction
• Simuler le déroulement de la construction dans le
but d’anticiper les problèmes et de réaliser une
planification plus réaliste.

Approches classiques
• Analyse des activités
• « Work Breakdown Structure »


• Planification des tâches/événements, chemin
critique

Limites des approches classiques
• Planning complexe, souvent peu lisible
• Erreurs d’interprétation par des non experts
• Pas de représentation des ouvrages en cours de
construction
• Vérification de la cohérence du planning difficile
10/22/11

!44
65

Lier le planning des activités à une représentation
visuelle de l’ouvrage

!


• 4D = Représentation virtuelle + Temps
• 4D = 2D/3D + Temps

10/22/11

!45
65

A
Rubans et
barres d’outils

Visualisation
3D/4D


4D

3D

10/22/11

Gantt Bar

Tâches planifiées

Composants 3D

+

1D

=

!46
65



Création de tâches
manuellement

10/22/11

Import/synchro de
tâches MS Project

!47


65

Modèle et simulation 4D (LPS)

10/22/11

!48

65


10/22/11

!49
65

Des usages démontrés par nos cas d’étude
• Réunions de conception initiale
• Communication avec les intervenants
• Avant / pendant le chantier


• Conception et séquencement de détails de mise en oeuvre

Cas n°3 : “Conception”
Cas n°1 : “Préconstruction”
10/22/11

Cas n°1 et n°2 : “Construction”

!50
65

Logiciels


• Fonctionnalités intégrées à des outils de CAO/BIM vs. outils tiers
• Question cruciale : persistance des données et des liaisons

10/22/11

!51
65

Gestion financière 5D
Estimation des coûts facilitée par le BIM
• Génération de quantitatifs et métrés détaillés
• À tout moment, mise à jour rapide

Difficulté actuelle


• Interprétation des quantités dans le cadre des systèmes de calculs
de coûts existants
• Les bases de coûts intègrent en effet des marges de tolérance
inappropriées

10/22/11

!52

65


10/22/11

!53

65


10/22/11

!54
65

Base de données “produits”


Configurateur système constructif Saint-Gobain

10/22/11

!55
65

Réception et As-Built
Dossier As-Built
• Modèle détaillé du projet, multi-discipline et reprenant les mises à
jour / modifications de la phase de construction
• vs. modèle dédié à la gestion de patrimoine (Basic FM Handover
View)

COBie


• Initiative US (US-based National Institute of Building Sciences)
• De plus en plus répandu US/UK
• Nombreux logiciels et plug-ins pour logiciel CAO
• Notamment export vers une feuille Excel pour saisie simplifiée

• Scope
• Listes d’équipements, fiches techniques des produits, guaranties, plannings de
maintenance préventive

10/22/11

!56


65

COBie

BIM Conception
Documentation pour la gestion : fiches techniques,
numéros de série, localisation, consignes de maintenance…
10/22/11

!57
65

COBie : feuille excel
BIM conception


Export de localisations

10/22/11

!58
65

COBie : feuille excel


Excel à remplir par
l’installateur
+ liens vers documents
(ex. FT)

10/22/11

!60
65

Les composantes du “BIM”
Conception multi-disciplinaire du projet
• Au sein des bureaux et au niveau des projets

Collaboration
• Formalisation des processus réalistes
• Dimension humaine prédominante

Technologie

• Standards et limites

10/22/11

!61
65

Impact organisationnel
Bouleversement des méthodes de production de
l’architecture au sein des agences
• Remettre une étude de faisabilité basée sur un modèle BIM est-il
bien raisonnable (surcoût initial vs. chances de succès) ?
• Quid de la PI du projet ?


Modifications organisationnelles profondes au niveau
des projets
• Responsabilité de l’édition des parties de modèles
• Vérification (model checking) de la cohérence durant la progression
du projet et l’ajout de détail

Nouveaux rôles
• Manager/Intégrateur/Responsable BIM
10/22/11

!62
65

Considérations technologiques
Limites des formats d’échange
• Envergure de la démarche IFC
• Difficulté de maintenir des connexions entre formats propriétaires du fait
de leur rapide évolution

Deux approches
• Les grands éditeurs maintiennent les fonctionnalités d’import/export
multiples
• Les autres utilisent des formats pivots (IFC, middleware)

Perspectives technologiques
•
•
•
•
•
10/22/11

“Vrais” serveurs BIM
Virtualisation des logiciels (cloud computing)
Essor du mobile (cf. solutions cloud de la plupart des éditeurs)
Acquisition du monde réel (scan 3D, photogrammétrie)
Conception>Fabrication numérique (impression 3D)

!63
65

Stratégie et implémentation
Nécessaire rigueur dans la mise
en place du BIM dans un projet
• Cela ne peut pas être une demande
uni-latérale


Démarche progressive
1. Définition des usages BIM
2. Formalisation des processus, des
rôles et responsabilités associés
3. Identification des exigences
d’information (fournisseur,
consommateur d’information,
précision)
4. Vérification/développement de
l’environnement technologique
(logiciels, canaux de
communication, formats)
10/22/11

!64
65

Pour finir…
Collaborer avec le CRP Tudor
• Offre de prestation (accompagnement
de l’implémentation de processus BIM)
• Projets collaboratifs

!

www.tudor.lu/fr/collaboration


Agenda BIM à Luxembourg
• Conférence SCAN’12 sur l’interaction
des maquettes numériques
• Communautés scientifiques (recherche
architecturale) et professionnelles
• 18-20 juin 2014
• !!! Appel à communications

10/22/11

www.tudor.lu/scan14

Merci pour votre attention

sylvain.kubicki@tudor.lu
@SKubicki
lu.linkedin.com/in/sylvainkubicki/

Maquette numérique BIM pour la collaboration en conception/construction. Pratiques, implémentation et standards

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (7)

Similaire à Maquette numérique BIM pour la collaboration en conception/construction. Pratiques, implémentation et standards

Similaire à Maquette numérique BIM pour la collaboration en conception/construction. Pratiques, implémentation et standards (20)

Plus de Sylvain Kubicki

Plus de Sylvain Kubicki (12)

Maquette numérique BIM pour la collaboration en conception/construction. Pratiques, implémentation et standards