Le document présente la simulation 4D de la construction de bâtiments, utilisant SketchUp et le plugin XD Virtual Builder, pour améliorer la planification et l'anticipation des problèmes lors de la construction. Il décrit des cas d'étude au Luxembourg qui démontrent comment cette approche permet d'optimiser la communication, de réduire les retards et les coûts, et de faciliter la coordination entre les intervenants. La conclusion souligne l'importance de la technologie, des méthodes modernes de simulation et de modélisation pour l'avenir de la construction.

1. Simulation de la construction de bâtiments
Avec SketchUp© et 4D Virtual Builder©
Sylvain Kubicki CRP Henri Tudor sylvain.kubicki@tudor.lu
Koenraad Nys Société D-Studio kn@dstudio.be
Taste-IT !
18 juin 2013

2. Programme du Taste-IT !
1. Introduction
• Simulation 4D
• Usages
• Cas d’étude
2. Présentation de D-Studio
• Société et plugin xD Virtual Builder
• Retours d’expérience
3. Travaux pratiques sur PC
4. Conclusion

3. Introduction

4. Réel besoin de planification et
de simulation !Introduction
Constructibilité
• Examen du projet lors de sa conception pour anticiper les
questions relatives à sa construction
Objectifs (Edward & P.E., 1994)
• Initier une planification précoce
• Minimiser les changements inattendus
• Optimiser la qualité de la construction
• Diminuer les retards
• Diminuer les conflits
• Diminuer les coûts
Programmation
Conception
Construction
Utilisation
(Cycle de vie du bâtiment, simplifié)
Réaffectation /
Démolition

5. Introduction
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 (Ioannou, 1999)
• 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
Source : flickr.com
Une solution innovante : la
simulation 4D

6. Introduction
Simulation 4D
• Lier le planning des activités à une
représentation visuelle de l’ouvrage
• 4D = 3D + Temps
Premières recherches
• 1987 : Computer-Aided Process Planning, D.K.
Allen
• 1994 à Stanford (CIFE) : Model-based
constructability analysis, Martin Fischer &
Florian Aalami
+

7. Introduction
Modéliser « 4D », comment ça marche ?
• Lier les tâches d’un planning à des
ouvrages d’un modèle 3D
• Dans une approche de planification
basée sur l’ouvrage (« Location-
Breakdown Structure »)
Modèle 3D : maquette numérique du
projet
• Standard BIM IFC ou pas
• Certains outils basés sur dwg etc., 2D
ou 3D
Lien avec un planning (ex. MS Project)
• Persistant ou pas
Image : D-Studio

8. Introduction
4D, les arguments
• Meilleure lisibilité (moins abstrait)
• Même perception par tous les intervenants
• Meilleure préparation de chantier
• Suivi et coordination plus directe

9. Usages de la simulation 4D

10. Usages
Simulation du chantier
• Prévoir, comprendre les étapes de mise en oeuvre
• Réservations, identification de conflits spatiaux
D-Studio xD Suite Bentley Systems

11. Usages
Logistique
• Matériel, rotation de banches etc.
http://www.plansync.ca/4d.php#

12. Usages
Mise en oeuvre
• Détail technique
• Ordonnancement particulier

13. Usages
Logisitique : installation des montes-charges et grues
• Ex. Shard London Tower, avec Synchro 4D
http://www.youtube.com/watch?v=5WYKyCrK9tM

14. Usages
Génie civil
• Planification travaux routiers
• Terrassement

15. Usages
Planification urbaine
• Etapes de développement
• Planification / communication
Utilisations par le citoyen
• Outil de communication
• Ex. quartier du World Trade Center

16. Usages
Equipements
• Irrigation etc.
• Modélisation terrain
Plateformes pétrolières
• Construction
• Maintenance

17. Autres usages
Pédagogie
• Principes structurels des immeubles de grande hauteur

18. Applications : 3 cas d’étude à
Luxembourg
1. Projets “Schroeder et Associés”
2. Projet “Giorgetti”
3. Projet “NeoBuild”

19. Etude de cas n°1
Projets “Schroeder et Ass.”

20. Etude de cas n°1
Schroeder et Associés,
Luxembourg
• Service Project-Management
Point de départ de
l’utilisation de la 4D
• Des plannings trop “lourds”
• Problèmes de compréhension
par les entreprises
• Difficultés pour le suivi de
l’avancement, et les impacts des
retards

21. Etude de cas n°1

22. Etude de cas n°1
LEGENDE"
ZONE EN EXPLOITATION NORMALE"
ZONE RESERVE / ATELIERS"
ZONE EN CHANTIER"
ZONE EN CHANTIER ACTIVE"
ZONE TRANSFORMATIONS
PENDANT EXPLOITATION NORMALE"
CLOISONS ANTI-POUSSIERE"

23. Etude de cas n°1
Modèles, deux situations :
• Créés dans SketchUp
• DWG importé d’AutoCAD dans SketchUp
Utilisations
• Communication sur le phasage des travaux
• Avec le maître d’ouvrage
• Pour la logistique et l’information des corps de métiers
• Explication du séquencement attendu par l’entreprise de
charpente métallique
• Suivi de l’avancement du chantier
Support
• Livret imprimé depuis diapositives PowerPoint

24. Etude de cas n°1
Ce que l’on retient…
Cf. présentation J. Plottes, 08 nov. 2011
• Une communication simplifiée et expressive
• Optimisation des plannings
• Rapide mise à jour
• Suivi et analyse des répercussions directes en cas de
changements
• Utilisation des plans existants
“Préconstruction” “Construction”

25. Etude de cas n°2
Entreprise Giorgetti :
Maisons individuelles « en bandes »

26. Etude de cas n°2
Contexte de l’intervention
• Construction de 13 maisons
unifamiliales, en bandes
• Soumissions communes ou
séparées
Problème
• Exécution de l’étanchéité
compliquée à la jonction entre 2
maisons
• Liaison gros-oeuvre et toitures
• Décalage de niveau
• Joint à exécuter
Objectif
• Modéliser le détail en 3D : pas de
plans d’exécution de ce détail
• Représenter le séquencement idéal

27. Etude de cas n°2

28. Etude de cas n°2

29. Etude de cas n°2
Ce que l’on retient…
La modélisation 4D a permis
• De représenter finement, en 3D, le détail de mise en oeuvre
• De capitaliser le séquencement idéal des tâches, sur base de quelques
maisons déjà construites
Génère une vraie collaboration entre participants
“Construction”

30. Etude de cas n°3
Projet NeoBuild

31. Etude de cas n°3
Contexte de l’intervention
• Autorisation de Bâtir obtenue
• Certains détails de conception encore à l’étude
Objectif
• Première planification pour le maître d’ouvrage
• Support pour confronter l’équipe de maîtrise d’oeuvre et maîtrise
d’ouvrage aux questions de mise en oeuvre

32. Etude de cas n°3
Date: 2012-10-19
Projet:
Planning Gantt
Légende: Tâche exécutée/ Tâche accomplie

33. Première présentation du
planning 4D
• Corrections
• Débats sur la durée de certaines
tâches
• Discussion sur le séquencement
• Murs en panneaux bois : étanchéité /
chassis / sous-structure / isolation /
bardage
• Co-activité possible entre escalier de
secours et zone de liaison
Etude de cas n°3
Question soulevée : accès aux étages durant ces
étapes de chantier ?

34. Etude de cas n°3
Ce que l’on retient…
Premières étapes de modélisation 4D
• Un support aux discussions de “pré-construction”
Un planning réaliste est défini, mais reste encore
“macro”
• Réfléchir au séquencement des grandes étapes du chantier
• Anticiper la gestion des interfaces :
• Conception de détails de mise en oeuvre
• Séquencement temporel des tâches
“Conception”

35. Conclusion
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 et n°2 : “Construction”
Cas n°1 : “Préconstruction”

36. Présentation D-Studio

37. Conclusion

38. Conclusion
Taste-IT : La simulation 4D de la construction de bâtiments
• Bases théoriques
• Usages
Manipulations avec le plugin xD Virtual Builder pour SketchUp

39. Perspectives
Technology predictions for construction – Where is BIM going?
• Modelling and simulation – do a design, analyse, simulate, refine
and iterate – rapidly get the best answer
• Cloud – we are rapidly coming to a situation where you can affordably
have infinite processing power and infinite storage
• Mobile – No longer stuck on a PC only
• Social Media – the way we share and communicate has changed
forever
• Analog to Digital – laser scanning takes the physical and makes it
digital
• Digital to Analog – fabrication takes the digital and makes it physical
From Phil Bernstein, Vice President of Autodesk
BIM Summit Qatar, Sept. 2012

40. Merci de votre participation
Image: http://thecriticalpath.com.au