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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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

•
•
•
•
•

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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ
!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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

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65

Building Information Modelling

Modélisation
10/22/11

Standardisation

Utilisation

Succar, 2009
!7
65

De la modélisation collective…
From collective modelling…

!
!
!
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… 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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

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• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

65

Conception Assistée par Ordinateur

10/22/11
!12
65

Conception Assistée par Ordinateur
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

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• 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

Conception Assistée par Ordinateur
Collaboration autour du modèle
au sein du bureau

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

10/22/11
!14
65

Conception Assistée par Ordinateur
Module BIMserver ArchiCAD

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

!
… 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• Investissements IT faibles, problèmes d’interopérabilité

10/22/11

Succar 2013
!20
65

Une question de maturité
BIM Niveau 1 : modélisation orientée objet
• Production/représentation du projet
• 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

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• Logiciels “BIM” CAO, Structure, MEP

10/22/11

Succar 2013
!21
65

Une question de maturité
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

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• 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

Une question de maturité
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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

10/22/11

Succar 2013
!23
65

Une question de maturité
BIM Niveau 3
• Production/représentation du projet
• Modélisation partagée, contributions multi-disciplines

• Collaboration

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

10/22/11

Succar 2013
!24
65

Une question de maturité
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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

10/22/11

Succar 2013
!25

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

65

Niveau de maturité en Grande-Bretagne

10/22/11

Bew & Richards, 2008
!26

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

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• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

65

Standard IFC : un format pivot

10/22/11
!33

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

65

Standard IFC : un format pivot

10/22/11
!34
65

Standard IFC : un format pivot
Un schéma complet et complexe
Souvent utilisé via des sous-ensembles
• Model View Definition

Exemples

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• “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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• Les 3 ER

10/22/11
!36

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

65

Standard IFC : un format pivot

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

!

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

buildingSMART Data Dictionary (bSDD)

10/22/11
!38
65

IDM : formaliser les processus d’échange
Information Delivery Manuals

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

IDM : formaliser les processus d’échange

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

Process Map

10/22/11
!40
65

IDM : formaliser les processus d’échange
Générer un sous-ensemble du modèle IFC

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• Model View Definition

10/22/11
Conception/construction
virtuelle
!42
65

Au-delà de la modélisation collaborative

5D

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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 »

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

Modèle et simulation 4D
Lier le planning des activités à une représentation
visuelle de l’ouvrage

!

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

10/22/11
!45
65

Modèle et simulation 4D
A
Rubans et
barres d’outils

Visualisation
3D/4D

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

4D

3D

10/22/11

Gantt Bar

Tâches planifiées

Composants 3D

+

1D

=
!46
65

Modèle et simulation 4D

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

Création de tâches
manuellement

10/22/11

Import/synchro de
tâches MS Project
!47

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

65

Modèle et simulation 4D (LPS)

10/22/11
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ
!48

65

Modèle et simulation 4D

10/22/11
!49
65

Modèle et simulation 4D
Des usages démontrés par nos cas d’étude
• Réunions de conception initiale
• Communication avec les intervenants
• Avant / pendant le chantier

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

Modèle et simulation 4D
Logiciels

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ
!52

65

Gestion financière 5D

10/22/11
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ
!53

65

Gestion financière 5D

10/22/11
!54
65

Base de données “produits”

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

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• 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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

Export de localisations

10/22/11
!58
65

COBie : feuille excel

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

10/22/11
Conclusions
!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
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

• 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 ?

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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)
S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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

S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ

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/

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

  • 1. 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. !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. !3 65 Centre de Recherche Public Henri Tudor Domaines scientifiques et technologiques S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • • • • • 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. S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ !4 65 Secteurs d’activité 10/22/11
  • 5. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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. !6 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Building Information Modelling Modélisation 10/22/11 Standardisation Utilisation Succar, 2009
  • 7. !7 65 De la modélisation collective… From collective modelling… ! ! ! S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ … à la conception/construction virtuelle … to virtual design/construction 10/22/11
  • 8. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Modéliser les données et de processus 4. Conception/construction virtuelle • Les applications du BIM 5. Conclusion 10/22/11
  • 9. Introduction Conception et maquette numérique au bureau Collaboration Technologie
  • 10. !10 65 Conception Assistée par Ordinateur Une des premières briques du BIM S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !11 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Conception Assistée par Ordinateur 10/22/11
  • 12. !12 65 Conception Assistée par Ordinateur 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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Ex. Contraintes paramétriques Production des pièces graphiques • Coupes, façades, vues générées par le modèle • Garantie de cohérence des données représentées 10/22/11
  • 13. !13 65 Conception Assistée par Ordinateur Collaboration autour du modèle au sein du bureau S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Nécessaire pour concevoir/représenter des projets d’envergure • Serveur de modèle interne 10/22/11
  • 14. !14 65 Conception Assistée par Ordinateur Module BIMserver ArchiCAD S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !15 65 Collaboration ! ! Caractéristiques du système de conception/construction en AEC S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !16 65 Collaboration (2) Difficultés • Environnement difficilement prévisible • Coordination nécessaire • Standardisation des processus collaboratifs laborieuse et coûteuse • Moyens de communication multiples et non standards S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ ! … Pourtant la collaboration est essentielle 10/22/11
  • 17. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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
  • 18. Maquette numérique du projet Modèle(s) numérique(s) pour les processus collaboratifs ?
  • 19. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Investissements IT faibles, problèmes d’interopérabilité 10/22/11 Succar 2013
  • 20. !20 65 Une question de maturité BIM Niveau 1 : modélisation orientée objet • Production/représentation du projet • 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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Logiciels “BIM” CAO, Structure, MEP 10/22/11 Succar 2013
  • 21. !21 65 Une question de maturité 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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !22 65 Une question de maturité 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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Dématérialisation de l’information accentuée (échange de modèles vs. documents papier) 10/22/11 Succar 2013
  • 23. !23 65 Une question de maturité BIM Niveau 3 • Production/représentation du projet • Modélisation partagée, contributions multi-disciplines • Collaboration S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Modèles “sémantiquement riches” • Créés, partagés, maintenu durant le cycle de conception/ construction 10/22/11 Succar 2013
  • 24. !24 65 Une question de maturité 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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Approche exclue des contrats d’assurance actuels pour les architectes en GB 10/22/11 Succar 2013
  • 25. !25 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Niveau de maturité en Grande-Bretagne 10/22/11 Bew & Richards, 2008
  • 26. !26 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Implications organisationnelles 10/22/11 Succar, 2009
  • 28. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 2005 : Changement de nom pour BuildingSMART 10/22/11
  • 29. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Information Delivery Manuals 10/22/11
  • 31. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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. !32 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Standard IFC : un format pivot 10/22/11
  • 33. !33 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Standard IFC : un format pivot 10/22/11
  • 34. !34 65 Standard IFC : un format pivot Un schéma complet et complexe Souvent utilisé via des sous-ensembles • Model View Definition Exemples S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • “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. !35 65 Standard IFC : certification Interopérabilité • Architecture/MEP/Structure • Coordination View IFC 2x3 Export • 1 seul Exchange Requirement Import S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Les 3 ER 10/22/11
  • 36. !36 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Standard IFC : un format pivot 10/22/11
  • 37. !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 ! S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ buildingSMART Data Dictionary (bSDD) 10/22/11
  • 38. !38 65 IDM : formaliser les processus d’échange Information Delivery Manuals S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !39 65 IDM : formaliser les processus d’échange S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ Process Map 10/22/11
  • 40. !40 65 IDM : formaliser les processus d’échange Générer un sous-ensemble du modèle IFC S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Model View Definition 10/22/11
  • 42. !42 65 Au-delà de la modélisation collaborative 5D S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ FM 4D 10/22/11 Catalogues et produits
  • 43. !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 » S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !44 65 Modèle et simulation 4D Lier le planning des activités à une représentation visuelle de l’ouvrage ! S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 4D = Représentation virtuelle + Temps • 4D = 2D/3D + Temps 10/22/11
  • 45. !45 65 Modèle et simulation 4D A Rubans et barres d’outils Visualisation 3D/4D S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 4D 3D 10/22/11 Gantt Bar Tâches planifiées Composants 3D + 1D =
  • 46. !46 65 Modèle et simulation 4D S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ Création de tâches manuellement 10/22/11 Import/synchro de tâches MS Project
  • 47. !47 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 Modèle et simulation 4D (LPS) 10/22/11
  • 48. S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ !48 65 Modèle et simulation 4D 10/22/11
  • 49. !49 65 Modèle et simulation 4D Des usages démontrés par nos cas d’étude • Réunions de conception initiale • Communication avec les intervenants • Avant / pendant le chantier S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !50 65 Modèle et simulation 4D Logiciels S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Fonctionnalités intégrées à des outils de CAO/BIM vs. outils tiers • Question cruciale : persistance des données et des liaisons 10/22/11
  • 51. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ !52 65 Gestion financière 5D 10/22/11
  • 53. S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ !53 65 Gestion financière 5D 10/22/11
  • 54. !54 65 Base de données “produits” S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ Configurateur système constructif Saint-Gobain 10/22/11
  • 55. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • 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. !56 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 65 COBie BIM Conception Documentation pour la gestion : fiches techniques, numéros de série, localisation, consignes de maintenance… 10/22/11
  • 57. !57 65 COBie : feuille excel BIM conception S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ Export de localisations 10/22/11
  • 58. !58 65 COBie : feuille excel S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ Excel à remplir par l’installateur + liens vers documents (ex. FT) 10/22/11
  • 60. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ • Standards et limites 10/22/11
  • 61. !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 ? S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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. !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) S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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. !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 S. Kubicki - CRP Henri Tudor - 2013 ⓒ 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
  • 65. Merci pour votre attention sylvain.kubicki@tudor.lu @SKubicki lu.linkedin.com/in/sylvainkubicki/