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Le BIM … Comment ? Pour qui ? BIM appliqué à la Construction Durable ?

Le BIM, une nouvelle méthode de travail en plein essor depuis ces dix dernières années. Mais comment l’appliquer à nos métiers du développement durable à l’échelle du bâtiment ou du quartier ?

Acteurs directs ou indirects de la construction, sur chantier ou dans les bureaux d’études, tous en ont déjà entendu parler et beaucoup commencent à l’utiliser. « Le BIM » un concept qui évoque directement certains mots clés : partage de données, maquette 3D, logiciels, gains de temps... Mais concrètement qu’est-ce que le BIM ?

Vous trouverez de multiples façons de définir le BIM. Traduit en français par Modélisation des Informations (ou des données) du Bâtiment, il ne faut pas confondre le BIM et les maquettes numériques 3D. Le BIM est une méthode de travail collaborative qui utilise les maquettes 3D. Essentiellement, la force du BIM se trouve dans la base de données qui s’enrichit tout au long du projet en agrégeant les éléments de tous les acteurs de la conception.

La maquette finale résultant de la méthode de travail BIM est comme l’avatar virtuel d’une construction comportant un niveau de détails et d’informations regroupant tous les corps de métiers. Une maquette unique à disposition de tous les acteurs du projet. Fini les erreurs d’un plan à l’autre, fini les répétitions de saisies d’informations, place à la facilité de compréhension par le visuel 3D, une meilleure communication entre les acteurs, un partage efficace et rapide : synonyme de gain de temps et d’une conception de qualité prête pour la phase d’exécution.

Concrètement est-il possible de mettre en place facilement cet univers du BIM ?

Les prix, le temps, les formations aux logiciels, la taille de l’entreprise, le type de corps de métier, le type de projet, le BIM manager … Très idéale, cette vision méthodologique innovante à tous les atouts pour elle, mais en pratique l’enjeu réside dans sa mise en œuvre. Le BIM est plus ou moins applicable facilement.

L’éloge du BIM fait l’objet de nombreux articles qui mettent en évidence ses avantages. Qu’en est-il d’éventuels inconvénients ou difficultés à surmonter ? Se poser quelques questions pratiques et ciblées afin de peser le pour et le contre peut aider à franchir ou non le cap : BIM ou pas BIM au sein de l’entreprise ?

La maquette numérique en théorie

Une maquette numérique est un outil de modélisation 3D qui s’appuie sur une base de données et décrit de manière cohérente l’ensemble du projet. C’est un modèle unique par projet qui possède trois composantes majeures : la modélisation, le travail collaboratif, le calcul.

• La modélisation permet la visualisation en 3D d’un projet, gage d’une meilleure coordination spatiale et d’une communication plus simple. Elle permet aussi une correspondance automatique entre toutes les vues du projet ainsi qu’une mise à jour immédiate d’une vue à l’autre.
• Le travail collaboratif s’effectue avec un fichier central unique qui est géré par le BIM Manager ou le chef de projet. Chaque utilisateur travaille sur un fichier local connecté au fichier central par des procédures de « synchronisation ». Mais les fichiers locaux sont de la responsabilité seule de leur créateur.
• Le calcul peut faire partie des systèmes intégrés au logiciel (ex : calcul de réseaux de gaines) ou par des interfaces et des échanges avec des logiciels métiers (ex : calcul thermique, dimensionnement, métrage …)

Le gain de temps et la réduction des coûts

Gagner du temps en adoptant le BIM dans la réalisation d’un projet en conception puis sur chantier en générant alors une réduction des coûts de construction et d’exploitation. Ce gain est lié aux avantages de la conception 3D et de l’utilisation d’une maquette 3D commune aux différents lots techniques.

Mais en pratique, si demain, vous commencez le BIM et l’instaurez dans votre entreprise, ce gain de temps ne sera pas immédiat !Combien coûte le BIM ? Une bonne question : il faut prendre en compte l’adaptation au changement de méthode de travail, un nouveau mode de collaboration, le contrôle de détails de la maquette, le changement possible de logiciels, la formation de votre équipe, le nombre de dessinateurs, le temps des réunions fréquentes …

L’avantage promis du gain de temps et d’économie d’argent est très subjectif et dépend de nombreux paramètres variés auxquels l’entreprise n’a pas une prise directe. Ce n’est pas dit explicitement, mais le BIM c’est d’abord un investissement avant d’espérer un éventuel retour. Un investissement de temps et d’argent pour lequel il faut aller jusqu’au bout de plusieurs projets afin d’y observer des changements.

• Logiciel. L’achat d’un logiciel BIM coûte environ 5 000 à 6 000 €. A cela, il faut y ajouter les mises à jour et la maintenance annuelle d’environ 20% du prix d’achat. Plus les Plugin éventuels pour du calcul spécifique ou des outils additionnels.
• Formation. Les logiciels BIM étant complexes, il faut souvent compter plusieurs jours de formation, voire une semaine.
• Ordinateur. Parce que le BIM met en œuvre la/les maquette(s) 3D regroupant les données et les informations de tous les corps de métier, très vite l’utilisation d’ordinateurs performants devient nécessaire si la conception de la maquette fait partie de notre métier. Il faut compter 2 000 à 3 000 euros pour ce type de station de travail.
• Perte de temps initiale : elle est chiffrée par certains à 20-30% durant les 6 premiers mois. Soit au pire, 1 à 2 mois de perte de rendement dû au changement de méthode de travail.

A contrario, il serait dommage de ne pas se demander combien pourrait coûter de ne pas instaurer le BIM au sein d’une entreprise pour un acteur direct de la construction. Certaines études faites au bout d’un an de BIM démontrent une augmentation moyenne de 20-30% de la productivité. Autre effet : l’adoption de la méthode BIM amenant le gain d’affaires supplémentaires.

La question du logiciel et de la compatibilité 

En plus des variables budgétaires et temporelles, il faut pouvoir s’y retrouver parmi les nombreux logiciels de conception 3Ddu marché. Dessiner en 3D n’est pas nouveau : les ateliers d’architectes, les bureaux d’études structure utilisent les logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) depuis bien longtemps pour générer des calculs et des rendus visuels en perspective. Intégrant plus ou moins de technicité, certains logiciels ne sont utilisés que pour faire les rendus de l’enveloppe générale du bâtiment ou pour lire les fichiers 3D, à l'instar de Sketch Up ou des viewers des principaux éditeurs. D’autres au contraire regroupent déjà une base de données renseignée durant la phase conception d’un bâtiment, d’un accessoire technique, d’une structure. Certains professionnels ont même développé leur propre outil.

Ces logiciels de CAO sont pour la plupart spécifiques et adaptés à un corps de métier; on peut en lister quelques-uns :

• Advence steel
• Solid Works
• Plant 3D
• AutoCAD 3D
• PDMS
• DesignWorkshop
• Rhinoceros 3D
• Tekla Structure
• Archi CAD
• MagiCAD
• Revit

La diversité de ces logiciels crée une multiplicité de types de fichiers. Le format universel d’échange de fichier est l’IFC adapté pour être lu par tous les logiciels de CAO (norme ISO 16739). Etre lu. Certes mais plus précisément ? Peut-on travailler sur un fichier IFC, y a-t-il une perte d’informations, peut-on le modifier dans un logiciel différent ? Des questions légitimes qui pourtant n’obtiennent pas toujours des réponses positives…

La compatibilité des logiciels est essentielle en BIM. Puisque la force du BIM est le travail collaboratif, faut-il encore que les logiciels le soient. Les maquettes utilisées ne sont pas de simples images 3D mais bien des avatars virtuels centralisant les données. Il est important de pouvoir recueillir ces données quel que soit le logiciel de travail. Or plus la diversité des acteurs est grande et plus il y a de logiciels différents, plus il y aura des problèmes de compatibilité et probablement des pertes de données. Pour parer ce risque, un logiciel ou une famille de logiciels pourrait être imposé à tous les acteurs principaux du projet pour être compatible avec le logiciel BIM, mais est-ce réaliste ?

A prendre en compte également

En cas de sous-traitance : comment gérer la collaboration à distance si la maquette n’est pas stockée sur le même réseau ? Si les sous-traitants ne peuvent pas investir dans un nouveau logiciel, comment s’y adapter en tant que BIM Manager ? La taille minimum et le type du projet pour commencer en BIM ? Bâtiment, lotissement, quartier, territoire … l’ampleur du projet fait varier la complexité de la collaboration BIM. L’investissement financier et le retour sur investissement ? Qui contrôle le niveau de détails de tous les éléments pour garantir la fiabilité des calculs ? Et finalement qui doit endosser le poste de BIM Manager : est-ce un nouveau métier spécifique, est-il du rôle de l’architecte ou de la maitrise d’œuvre dans son ensemble ?

Dans plusieurs dimensions…

Le BIM en 4D : La variable du temps s’ajoute au modèle 3D. Le planning des opérations est lié aux éléments de la maquette.
Le BIM en 5D : La donnée du « coût ». Permet de lier les éléments géométriques et la contrainte "temps" à un "coût" et ainsi estimer les coûts de construction ou obtenir un aperçu de la situation financière d'un projet à un moment donné.
Le BIM en 6D : Traite de tout ce qui concerne le développement durable d'un bâtiment, par exemple les analyses énergétiques.

BIM et Construction Durable

Construire durable est un aspect incontournable au sein des projets actuels et le BIM aide dans ce sens grâce à la conception complète du bâtiment.
Aujourd’hui, en tant que bureau d’Etude Développement Durable quel est notre champ d’actions ? Peut-on aussi bénéficier des outils du BIM ? Doit-on changer de logiciels ? Les études comme les simulations thermiques dynamiques (STD) ou l’analyse de facteur de lumière du jour (FLJ) pourraient-elles être améliorées ou simplifiées ?

Encore une fois, tout dépend du projet et des logiciels BIM utilisés. Mais il pourrait être très pertinent de pouvoir récupérer directement la maquette de l’architecte avec toutes les données telles que l’épaisseur des murs, les matériaux utilisés, les dimensions des fenêtres par exemple pour travailler dessus sans avoir à redessiner le bâtiment. Ces données sont extrêmement importantes pour obtenir des résultats de qualité sur la thermique du bâtiment, son cycle de vie, l’analyse de sa consommation, l’énergie grise utilisée pour sa construction …

Pour aller plus loin

Le BIM doit se généraliser dans les marchés publics à l’horizon 2017, voire peut-être devenir obligatoire. Cependant si ce n’est pas une loi de l’Etat qui l’impose, de plus en plus de maîtres d’ouvrage commencent à demander le BIM dans leurs projets…. Evolution à suivre.

Pour répondre à ces exigences, le CSTB travaille sur le sujet en collaboration avec plusieurs éditeurs de logiciels. Par exemple, le CSTB et Lascom développent des solutions PLM (Product Lifecycle Management) de partage BIM ergonomiques et efficaces au travers de la plateforme Eve BIM : outil de visualisation des fichiers IFC et de synchronisation de tous les fichiers du projet. En parallèle, CYPE est missionné pour l’élaboration de logiciels BIM d’évaluation du bâtiment (énergétique, solaire, qualité de l’air …). Mais à quel prix seront offerts ces nouveaux logiciels si le marché public exige le BIM ?

Actualités du BIM

Né en 2015, le BIM Word est un lieu de rencontres internationales où sont abordées les thématiques de l’utilisation de processus numériques tels que la modélisation des données du bâtiment (BIM). Ses prochaines dates sont pour 2017, le 29 et 30 mars à Paris.

A Lyon, après le succès de l’édition 2015, le BIM Décathlon voit plus loin et propose d’associer les Maîtres d’ouvrages publics et privés à l’ambitieuse Edition 2017. Le BIM Décathlon est un concours organisé dans le cadre du BIM BANG EVENT au sein du salon BePOSITIVE, le salon de la performance énergétique et environnementale des bâtiments et territoires, qui se tiendra du 8 au 10 mars 2017 à Lyon – EUREXPO : 500 exposants et marques et 30 000 professionnels attendus.

A Lyon aussi, VAD consacre des évènements au BIM et n’hésite pas à réitérer un atelier BIM-maquette numérique, l'écho du réseau en juin prochain en partenariat avec ASTUS Construction à LYON.

Le site d’Objectif BIM : ICI
Le journal en ligne LeMoniteur.fr, BIM et marchés publics : comment s’y prendre ?, Formation : vers une mobilisation générale en faveur du BIM
Le site de Lascom : www.lascom.fr
Le site de CYPE : www.cype.fr
Le site de BIM France : www.bimfrance.net
Le site d’Autodesk : www.autodesk.fr