Comment fonctionne la BIM

Le processus de modélisation des données du bâtiment (BIM) existe depuis les années 1970, mais il s'est généralisé il y a une quinzaine d'années. Avec l'évolution de l'infrastructure en nuage et de la conception assistée par ordinateur (CAO), les professionnels de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction (AEC) ont vu des améliorations considérables dans le déroulement de leurs projets.

Aujourd'hui, le processus de conception BIM est soutenu par des contrats gouvernementaux et de grandes entreprises AEC dans le monde entier, ce qui favorise son adoption par l'ensemble de l'industrie. Cependant, de nombreuses entreprises AEC considèrent encore la modélisation BIM comme un outil réservé aux riches, ce qui n'est pas vrai.

Cet article a pour but d'expliquer le processus BIM, de montrer comment accélérer le processus BIM dans votre entreprise et de mettre en évidence les obstacles potentiels qui ont un impact négatif sur le processus BIM.

Qu'est-ce que la BIM ?

Le processus de modélisation des données du bâtiment permet d'utiliser des modèles 3D intelligents pour faciliter la coopération entre les parties prenantes et toutes les parties impliquées dans la conception, la fabrication, la construction et l'exploitation de bâtiments et d'autres objets architecturaux. Grâce à la coordination et à la gestion rentables des documents, ainsi qu'à l'élaboration de simulations interactives, la BIM permet aux professionnels de l'AEC de collaborer plus rapidement, d'accélérer la réalisation du projet et de réduire les coûts de maintenance.

Mais comment fonctionne la BIM dans la vie réelle, où commence-t-elle et quelles en sont les étapes ?

Le processus commence par la planification de haut niveau de l'objet de construction ou d'infrastructure à venir. Les parties prenantes décrivent exactement ce qui doit être construit, quels systèmes doivent être mis en place et comment ils doivent interagir avec les éléments existants du monde réel qui les entourent.

Par exemple, un bâtiment doit comporter plusieurs éléments :

• Systèmes énergétiques
• Plomberie
• Ventilation
• Chauffage et refroidissement
• Ascenseurs
• (parfois) Systèmes de panneaux solaires ou d'éoliennes
• Systèmes de sécurité, etc.

Chacun de ces systèmes devrait être représenté par un ensemble de schémas et de documents interconnectés, de sorte que les mises à jour de la conception d'un système puissent être vérifiées par rapport à d'autres systèmes, afin d'éviter des conflits coûteux pendant la construction.

Sur la base des données reçues et de certains dessins et documents 2D, les spécialistes BIM conçoivent des modèles architecturaux et structurels de l'objet. Ces modèles 3D donnent un aperçu de la manière dont les différents composants de l'objet interagissent les uns avec les autres. Cela permet de résoudre rapidement les problèmes éventuels. Par exemple, cela permet de déterminer la meilleure façon de positionner les tuyaux de ventilation et de s'assurer que les tuyaux de plomberie ne traversent pas les murs ou d'autres éléments structurels.

Grâce au processus BIM, le client reçoit un ensemble de modèles 3D interactifs et de documents couvrant toutes les étapes de la construction et de l'exploitation du bâtiment, depuis la fabrication en usine des différents éléments jusqu'à l'entretien courant de l'installation.

Quelles sont les dimensions BIM ?

Il existe quatre types principaux de dimensions BIM :

• 3D, englobant les documents et dessins générés en 3D
• 4D, en les associant à la gestion du temps
• 5D, en ajoutant des estimations de coûts et des données connexes
• 6D, couvrant la gestion du cycle de vie des objets

Le processus de conception BIM importe les données des nuages de points du monde réel pour construire des modèles 3D des composants structurels d'un futur bâtiment. Mais il va bien au-delà de la simple fourniture de plans. Il couvre l'ensemble du cycle de vie du projet, de la planification à la maintenance en passant par la construction.

Avantages et inconvénients du processus BIM

Les outils BIM rendent les informations partagées entre les différents acteurs de l'AEC plus uniformes et facilement accessibles dans le nuage et à partir d'appareils mobiles. Ils permettent également de commenter et de collaborer en temps réel sur le projet. Dressons à présent la liste des avantages et des écueils cachés du processus de mise en œuvre de la BIM.

BIM Pros :

• Faciliter la planification et la conception des objets. Avec la BIM, vous pouvez obtenir une visualisation complète d'un futur bâtiment ou d'un objet d'infrastructure. Vous pouvez voir comment ses systèmes interagissent les uns avec les autres bien avant que les bulldozers ne commencent à déblayer le site de construction ou que les raccords de tubes ne soient fabriqués à l'usine.
• Moins de conflits et de reprises En combinant les plans et les modèles 3D des systèmes à construire, la BIM met en évidence les incompatibilités et permet de les résoudre. C'est une garantie contre des travaux coûteux pendant la construction.
• Diminution des dépenses. Depuis le calcul de la quantité exacte de matériaux de construction nécessaires jusqu'à la fourniture de données précieuses pour la maintenance future, la BIM contribue à minimiser les coûts du projet.
• Support préfabriqué. La BIM permet de réduire les délais de livraison des projets d'au moins 50%, car elle combine la préfabrication des éléments structurels en usine et la fabrication finale sur le site de construction.
• Répétabilité. Les bonnes décisions d'ingénierie et les modèles 3D des composants structurels forment une bibliothèque de solutions prêtes à l'emploi qui peuvent être facilement réutilisées dans de futurs projets.

BIM Cons :

• Incompatibilité. Le logiciel BIM n'est pas encore très répandu et il est toujours possible que certains de vos partenaires ou sous-traitants ne soient pas en mesure d'utiliser les modèles 3D et les documents BIM fournis. Ce problème peut être facilement résolu en discutant du projet à l'avance.
• Frais de licence Le fonctionnement de la boîte à outils BIM est assez coûteux, les licences pouvant s'élever à plus de $5 000 par an et par utilisateur. Toutefois, il s'agit d'un coût acceptable pour économiser des milliers de dollars en retouches.
• Manque d'expertise. Si les modèles et les documents BIM sont très faciles à lire, ils sont en revanche assez difficiles à produire. Le secteur de l'AEC manque cruellement de compétences en matière de BIM, si bien que la constitution d'une équipe BIM en interne peut s'avérer très difficile. La solution consiste à externaliser les tâches BIM auprès d'un partenaire fiable (ce qui permet également de ne pas avoir à payer les frais de licence).

Comme vous pouvez le constater, la BIM présente plusieurs avantages importants et seulement quelques inconvénients qui peuvent être facilement surmontés. Voyons maintenant comment la BIM facilite les flux de travail dans le secteur de la construction.

Utilisation de la BIM par les équipes d'architecture, d'ingénierie et de construction

L'un des principaux défis de l'industrie AEC dans le passé était la nécessité d'informer toutes les parties concernées des obstacles rencontrés à n'importe quel stade du processus. En conséquence, trop de temps était perdu.

Par exemple, sur un chantier de construction, un contremaître ne pouvait pas avoir tous les plans à portée de main à tout moment. Si une question se pose alors qu'il se trouve au 23e étage d'un bâtiment, il doit passer 20 minutes à retourner à la caravane pour consulter les plans. Pire encore, en cas d'erreur dans les dessins ou de conflit entre différents systèmes, seule l'équipe de conception et d'ingénierie pouvait résoudre le problème, et le travail sur cette tâche devait être interrompu jusqu'à l'arrivée des plans mis à jour.

La BIM réduit le travail et améliore la collaboration entre tous les acteurs de l'AEC en fournissant un accès centralisé et en temps réel à tous les dessins et documents du projet.

Plus important encore, en cas de mise à jour en cours de projet, l'équipe BIM peut rapidement la mettre en œuvre, et les changements se propagent instantanément dans tous les modèles liés. Ainsi, les parties prenantes du projet, les concepteurs, les architectes et les équipes d'ingénieurs ont toujours accès à l'environnement de données commun, ce qui accélère considérablement le processus de construction BIM.

Le processus BIM expliqué

Les professionnels de l'AEC doivent se conformer à des exigences telles que la norme ISO 19650 ou à des réglementations nationales similaires. En bref, cela signifie que lors de la planification des actifs construits, le client doit définir les exigences de l'employeur en matière d'information. Cela permet de s'assurer que toutes les informations nécessaires à la conception, à la construction et à l'exploitation des actifs construits sont fournies en temps voulu à toutes les parties dans un format approprié.

La définition du "format approprié" dépend du degré de maturité BIM de chaque partie :

• Le niveau 0 de la BIM fait référence à des ensembles de documents CAO non gérés.
• Le niveau 1 du BIM présente des modèles 2D et 3D gérés.
• Le niveau 2 du BIM consiste à développer des environnements 3D collaboratifs avec des données partagées, mais créées dans des modèles de disciplines différentes. Les professionnels de l'AEC du monde entier adoptent désormais cette étape. La conformité au niveau 2 de la BIM est exigée par un nombre toujours croissant de mandats gouvernementaux en matière de BIM.
• Le BIM de niveau 3 n'est pas encore bien défini, mais il devrait permettre un accès centralisé à un modèle de projet collaboratif unique basé sur le cloud, couvrant toutes les étapes, de la conception des actifs à la séquence de construction, aux coûts opérationnels et aux données de gestion des installations.

Ainsi, toute organisation AEC souhaitant travailler avec des marchés publics doit se conformer aux exigences BIM de niveau 2. Cela peut s'avérer difficile en raison des défis décrits ci-dessus. Les contrats publics et les exigences réglementaires mis à part, la mise en œuvre de la BIM prépare le terrain pour s'engager dans des projets de construction à grande échelle et ouvre de nouvelles opportunités commerciales.

Les étapes du BIM sont au nombre de quatre :

• Préconception. Un architecte prépare un modèle 3D schématique du futur bien construit dans Revit sur la base des dessins 2D importés. Ce modèle sert également de présentation au client. Après la visite du modèle rendu, le client peut donner son avis sur la conception ou demander à y apporter quelques modifications.
• Conception schématique. À ce stade, les considérations 4D (calendrier) et 5D (coûts) sont ajoutées au projet. L'ajout d'estimations de coûts au projet permettra de suivre l'efficacité de la construction plus tard. Les services de numérisation vers BIM garantissent la construction de modèles précis à partir de données de nuages de points. Les modèles sont construits de la même manière que le bâtiment réel, ce qui permet d'assurer le bon enchaînement des opérations. Cette étape permet de produire des modèles pour tous les composants structurels clés, la ventilation, le chauffage, les ascenseurs, les systèmes MEP, etc.
• Conception détaillée. Il s'agit d'une étape de vérification des interférences et de résolution des conflits. Il est important d'établir une coordination et une propriété précises des éléments à ce stade et de déterminer quelle discipline a modélisé tel ou tel élément à l'origine. L'auteur de l'élément de modèle (AEM) est propriétaire des éléments qu'il a créés. Ainsi, en cas de mises à jour collaboratives des éléments utilisés dans les modèles liés, l'AEM décide où propager les modifications. L'un des aspects les plus essentiels de la BIM est la possibilité de modéliser chaque élément une seule fois, puis de le mettre à jour simultanément dans tous les modèles liés d'un projet donné.
• Construction. C'est au cours de cette phase que les résultats du processus de conception BIM se concrétisent. Grâce aux visites et aux rendus détaillés, le client est toujours sur la même longueur d'onde que l'équipe AEC. Les modèles de conception de l'équipe BIM sont maintenant remplacés par les modèles des sous-traitants qui effectuent leurs propres contrôles d'interférence sur le terrain. Si des conflits de conception surviennent encore, ils peuvent être signalés et suivis jusqu'à leur résolution à l'aide d'un logiciel BIM tel que Navisworks. En raison du calendrier, la plupart des éléments de construction doivent être préfabriqués et la fabrication sur site doit être accélérée.

Le processus de flux de travail BIM permet de créer un environnement de données centralisé, et le client gagne du temps et de l'argent sur la conception et la réalisation des plans. Les processus de préfabrication et de fabrication se déroulent sans retouches coûteuses, car tous les problèmes majeurs sont résolus dans les modèles. Le processus de construction BIM garantit une visibilité à chaque étape grâce à la planification et au suivi des coûts. La bibliothèque de modèles et d'éléments utilisés dans un projet spécifique peut être stockée et facilement réutilisée dans d'autres projets, ce qui permet de réaliser des économies à long terme. Enfin, le client obtient des données réelles de gestion des installations, précieuses pour l'exploitation ultérieure de ce bien.

Comment accélérer l'adoption du processus BIM

Le manque de compétences BIM en interne étant plus difficile à corriger, de nombreuses entreprises décident d'opter pour une aide extérieure. En comparant l'externalisation du BIM à l'équipe interne, les entreprises AEC découvrent qu'elles peuvent travailler en synergie avec les fournisseurs de services BIM. Cela renforce considérablement leurs capacités de projet, réduit les dépenses à long terme et garantit l'achèvement du projet dans les délais et des scores NPS élevés. Tout ce qu'il vous reste à faire pour surmonter cet obstacle, c'est de trouver un partenaire BIM fiable.

Conclusion

Nous espérons que vous avez maintenant une bonne compréhension de ce qu'est la BIM et du fonctionnement du processus BIM. Nous avons décrit les étapes du processus de conception BIM ainsi que les défis que l'on peut rencontrer en cours de route et la manière de les surmonter.

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