Tout savoir sur le BIM (Building Information Modeling)
Depuis plusieurs années, le BIM (Building Information Modeling) a le vent en poupe dans le secteur du bâtiment. Pourtant, encore très peu de personnes savent réellement ce que signifie cet acronyme et encore moins ce que le BIM implique réellement.
Dans cet article, et grâce à Matthieu (la star du BIM chez Bee Engineering) nous allons revenir pour vous sur ce qu’est le BIM, son origine, ses avantages ainsi que sur les différents niveaux du BIM.
À noter que Matthieu vous attendra sur le salon Bim World (stand 144) les 28 & 29 mars prochains à Paris – La Défense.
Concrètement, le BIM c’est quoi ?
Commençons par le début (c’est mieux), avec ce qu’est réellement le BIM.
BIM, signifie « Building Information Modeling », soit, si on le traduit en français, « Modélisation des Informations (ou des données) du Bâtiment ».
Le terme Bâtiment étant utilisé ici au sens large en tant que secteur d’activité et qui englobe donc les infrastructures.
Si il est difficile, même pour les professionnels du BIM, de s’entendre sur une définition unique, le BIM constitue avant tout un processus de travail collaboratif dans lequel des maquettes numériques sont produites par des maîtrises d’œuvres et des entreprises pour être ensuite fédérées par un BIM Manager ou BIM Coordinateur. Ces maquettes contiennent des objets paramétriques 3D rassemblant l’ensemble des données alphanumériques d’un projet de manière intelligente et structurée.
Concrètement, le BIM peut s’apparenter à une véritable base de données d’un bâtiment ou d’une infrastructure, avec la compilation de l’ensemble des informations fiables tout au long de son cycle de vie, de la conception en passant à l’exploitation / maintenance jusqu’à la démolition.
Pour ce qui est de la maquette numérique, elle constitue un véritable double numérique des caractéristiques d’un bâtiment ou d’une infrastructure, que ce soit sur des aspects physiques, techniques ou fonctionnels.
Le BIM, bien plus qu’un logiciel ou qu’une technologie !
Souvent présenté comme une technologie ou encore un logiciel, le BIM est en réalité bien plus que cela.
Le BIM constitue une suite de processus, de méthodes de travail, qui vont être utilisés tout au long du projet : de la conception à l’exploitation d’un bâtiment ou d’une infrastructure, en passant par sa réalisation.
« Le BIM définit qui fait quoi, comment, quand et où »
Limiter les problèmes de conception, les retards de construction et les coûts !
Avec le BIM, un modèle virtuel 3D paramétrique intelligent (ou plusieurs selon les projets) va être utilisé tout au long du projet (conception, construction, exploitation) afin de permettre d’effectuer des analyses, des simulations précises et des contrôles (énergétiques, calcul structurel, détections des conflits, respect des normes, du budget, etc).
La maquette numérique structurée permet ainsi une collaboration efficace entre tous les intervenants d’un projet.
D’où vient cet engouement pour le BIM ?
Dans les faits, le concept du BIM se profile dès le début de l’ère informatique en 1962 dans les articles d’un ingénieur informaticien Douglas C, le BIM est alors défini comme une conception architecturale basée sur la manipulation d’un modèle informatique réunissant des représentations géométriques et une base de données d’un projet. La réflexion sur ce processus a donc plus de cinquante ans.
Mais alors pourquoi une course à l’adoption du BIM amplifiée depuis seulement quelques années ?
Outre la puissance des ordinateurs décuplée ces dernières années, ce sont aussi des raisons économiques, techniques et écologiques qui expliquent cette course au BIM :
1. Améliorer l’efficacité de l’industrie du Bâtiment
Dépassement de budget, gaspillage, mauvaise conception ou qualité des infrastructures, désorganisation…
Autant de sujets qui entachent malheureusement l’image, la réputation et l’efficacité de l’industrie du Bâtiment.
Le BIM constitue justement l’une des réponses à ces problèmes et tend à optimiser en profondeur ce secteur.
2. Réduire les émissions de carbone et de gaz à effet de serre
Avec l’application de nouvelles obligations légales pour réduire à grande échelle l’émission de carbone et autres gaz à effets de serre, de nombreux gouvernements adoptent (ou sont sur le point d’adopter) le BIM.
En effet, ces réductions d’ordre écologique ne peuvent se faire avec les méthodes et techniques qui étaient utilisées jusqu’à maintenant. L’intégration du processus BIM par les bureaux d’études et les entreprises permet de mieux calculer et dimensionner les consommations d’énergies et de matériaux d’un projet. L’objectif global est de construire virtuellement l’ouvrage et d’anticiper des erreurs ou des surdimensionnements pouvant impacter le budget et l’impact environnemental total du cycle de vie de l’ouvrage.
Le BIM s’est alors imposé de lui-même comme l’une des solutions principales permettant de transformer les habitudes et de structurer l’industrie du Bâtiment.
3. Protéger les ressources naturelles de la planète
C’est un fait, nous sommes de plus en plus nombreux sur terre et les ressources naturelles de notre belle planète ne sont pas illimitées !
D’ici à 2050, nous serons près de 9 milliards dans le monde. Une croissance de la population qui n’arrangera en rien les problèmes de manque de ressource.
Dans le secteur du bâtiment aussi, les ressources disponibles doivent être au cœur des démarches. Si nous ne voulons pas atteindre le stade de la pénurie, cela doit passer par une modification de notre manière de penser et d’agir.
Une modification durable qui s’inscrit dans l’essence même du BIM et de son utilisation.
Les (nombreux) avantages du BIM :
Les avantages du processus BIM sont nombreux, et ceux pour l’ensemble des intervenants à chaque étape d’un projet.
Le BIM modifie la façon de travailler des maîtres d’ouvrage, des architectes, des ingénieurs et des entrepreneurs.
Il va permettre à tous ces intervenants de collaborer et d’ajouter des informations pertinentes dès le début du projet, lorsque les modifications n’ont pas encore de conséquences, notamment financières.
Avec les réalisations / projections effectuées en amont (que ce soit un prototype ou une représentation virtuelle) de ce qui va vraiment être construit, le BIM va permettre virtuellement de créer, construire, tester et analyser en temps réel un bâtiment ou une infrastructure avant même que le chantier ne commence.
Grâce au BIM, il est également possible de réaliser des constructions plus responsables et plus écologiques / économiques. C’est à dire des bâtiments qui vont consommer moins d’électricité, qui seront mieux chauffés ou refroidis et qui protègeront mieux les occupants ou utilisateurs.
Voici la liste des principaux avantages de l’utilisation du BIM en fonction de la topologie d’intervenants sur un chantier :
Maîtres d’ouvrage & développeurs
- Budget et délai : l’extraction des données et des quantités du modèle virtuel du BIM permet de vérifier quasiment dès le début si le projet va respecter les budgets ainsi que ?? et les délais de construction.
- Qualité : la maquette numérique 3D va permettre de vérifier les critères fonctionnels et environnementaux d’un projet. Un excellent moyen d’améliorer la qualité des réalisations.
- Collaboration : une meilleure collaboration entre les intervenants permet une meilleure compréhension des critères du projet.
- Estimation en temps réel : l’estimation du coût (en temps réel) grâce à toutes les données collectées dans le BIM permet de vérifier immédiatement les conséquences sur le budget des modifications éventuelles de conception.
Bureaux d’études, architectes & ingénieurs
- Grâce à la maquette numérique (conçu avec un outil du BIM), il est possible d’effectuer des visualisations précises de toutes les vues à chaque étape du projet.
- Ce modèle étant composé d’objets paramétriques, moins de risque d’erreur de géométrie.
- Possibilité de générer des plans 2D, consistants entre eux, qui reflètent parfaitement la maquette numérique à cet instant.
- Collaboration améliorée et facilitée entre tous les intervenants grâce à l’utilisation de plateformes collaboratives web.
- Vérification précise et en temps réel du respect des normes en vigueur et des critères du projet tant au niveau quantitatif que qualitatif.
- Visibilité en temps réel des quantités et des coûts de construction durant la conception. Une vision immédiate des conséquences budgétaires d’une modification d’une variante.
- Les analyses et simulations des performances énergétiques et environnementales d’un bâtiment peuvent être réalisées très tôt dans l’étude, ce qui fournit l’opportunité de corriger la conception au besoin.
Entrepreneurs & fabricants :
- La maquette numérique 3D servant de base à tous les plans, coupes et détails du projet, il permet d’éliminer toutes inconsistances entre eux.
- Les modèles provenant de toutes les disciplines peuvent être assemblés et vérifiés pour les éventuelles interférences. Les conflits et autres problèmes de construction sont visualisés en amont, au stade des études en plus de la phase de réalisation de l’ouvrage.
- La conception et la construction peuvent être synchronisés grâce à la 4D, qui ajoute la dimension temps à la maquette numérique 3D.
- Possibilité de voir en temps réel tous les matériaux et ressources nécessaires à chaque étape du projet. Une réelle plus-value pour faciliter et planifier les livraisons (ou les commandes) des matériaux et des équipements.
Propriétaires & gestionnaires de patrimoine (avantages post-construction)
- L’ensemble des informations alphanumériques collectées avant et pendant la construction peuvent être insérées dans la maquette numérique et remises aux propriétaires sous le format d’un DOE numérique (Dossier des ouvrages exécutés) ou maquette d’exploitation maintenance épurée.
- Le DOE numérique et la maquette d’exploitation maintenance remises sont une source d’informations indispensables pour la gestion et l’opération des installations, ainsi que lors des travaux d’entretien.
Les différents niveaux du BIM (niveau 0 à niveau 3)
Le processus BIM possède plusieurs niveaux (BIM Levels), appelés « niveaux de maturité ».
Ces niveaux constituent en réalité les différentes étapes de la mise en place du BIM, jusqu’à la collaboration des différents intervenants.
Les niveaux 0,1 et 2 doivent donc être considérés que comme des étapes et non pas comme une fin en soi. Les descriptions ci-dessous correspondent aux niveaux utilisés au Royaume-Uni, précurseur dans le domaine du BIM.
Le niveau 3 correspond à la collaboration de l’ensemble des acteurs d’un projet sur un modèle unique BIM. Ce niveau est aujourd’hui difficilement atteint faute de stabilité technique et technologique. La plupart des projets actuels en France sont de niveau 2, c’est-à-dire que chaque intervenant crée sa maquette numérique, la partage sur une plateforme en ligne. L’ensemble de ces maquettes numériques sont alors fédérées par un BIM Manager ou BIM coordinateur selon le niveau du rôle de chaque intervenant.
BIM Niveau 0
Dans sa forme la plus simple, le niveau 0 signifie effectivement qu’il n’y a aucune collaboration. Seule la CAO 2D est utilisée, principalement pour la production de l’information.
L’impression et le partage se font sur format papier ou électronique imprimés, ou un mélange des deux.
La collaboration est donc difficile à ce stade, surtout que beaucoup de projets ne sont pas géoréférencés* et/ou n’ont pas les mêmes unités.
La majorité du secteur du BTP est déjà bien au-delà de cette étape (source: Rapport NBS BIM national 2014).
*Un géoréférencement est une action qui consiste à relier un objet et les données, les géoréférences, qui sont associées à sa position dans l’espace par rapport à un système de coordonnées géographiques.
BIM Niveau 1
Le niveau 1 du BIM (souvent labélisé comme le BIM en isolation ou Lonely BIM), comprend, généralement, un mélange de CAO 3D pour la partie conception et de 2D pour le dessin de plan ayant une valeur règlementaire, juridique et de production de l’information.
Les normes de CAO sont gérées sous la norme BS 1192 : 2007, et le partage électronique des données est effectué à partir d’un système de GED (gestion de données électronique) ou via un EDC (Environnement de Données Commun), comme par exemple Autodesk A360, Graphisoft BIMx ou Trimble Connect.
C’est pour le moment le niveau de BIM le plus répandu actuellement dans le secteur du bâtiment, bien qu’il n’y ait pas de collaboration entre les différentes disciplines – chaque profession a maintenant ses propres données.
BIM Niveau 2
Au niveau 2 du BIM, la collaboration commence enfin !
Tous les intervenants du projet (architecte, ingénieurs, … ) utilisent encore leurs propres maquettes numériques 3D de leur côté. Ces maquettes numériques sont ensuite partagées par chaque intervenant sur une plateforme collaborative puis compilées la plupart du temps par la cellule de BIM Management du projet.
A ce stade les informations du projet sont partagées sous un format de fichier commun, ce qui permet à toute organisation d’être en mesure de combiner ces données avec leurs propres données afin de réaliser un modèle BIM fédéré et central, d’effectuer des requêtes sur cette maquette.
Par conséquent, tout logiciel BIM utilisé par chacune des parties doit être capable d’exporter vers l’un des formats de fichiers courants tels que le format d’interopérabilité IFC (Industry Foundation Classes) ou COBie (Construction Building Information Exchange) pour les données de maintenance et d’exploitation de l’ouvrage. Cette méthode de travail est désormais le minimum fixé par le gouvernement Britannique pour tous les projets, dans le secteur public, depuis 2016.
BIM Niveau 3
Le BIM Niveau 3 constitue une pleine collaboration entre tous les intervenants de toutes les disciplines au travers d’un modèle unique de projet, partagé sur un site / serveur centralisé.
Toutes les parties peuvent donc accéder et modifier ce même modèle, ce qui entraine l’absence de risques d’informations contradictoires.
Ce niveau est aussi connu comme « iBIM » et la date définie par le gouvernement britannique pour les projets dans le secteur public est 2019.
Le BIM Niveau 3 n’est pas encore accessible à tous. C’est pourquoi le BIM niveau 2 est pour le moment la norme fixée par les gouvernements.
Pour le BIM niveau 3, la date définie (toujours par le gouvernement britannique) pour les projets dans le secteur public est fixée à 2019.
Pour information, le BIM de niveau 3 ne correspond pas à l’idéal pour chaque projet de construction. En effet il est très complexe à mettre en place et nécessite une configuration projet optimisée (L’ensemble des collaborateurs du projet doivent travailler sur le même serveur …).
En résumé :
Le processus BIM définit des méthodes de travail précises, qui vont être utilisées tout au long du projet : de la conception à l’exploitation d’un bâtiment ou d’une infrastructure, en passant par sa construction.
Le processus BIM a de multiples avantages, notamment :
- réduire les modifications tardives de la conception
- détecter les conflits entre les éléments interdisciplinaires et améliorer la coordination
- réutiliser les informations durant toute la durée de vie d’un projet
- permettre la fabrication hors site
- favoriser l’optimisation de la conception par ordinateur
- enrichir les informations et la visualisation
- permettre l’optimisation de la gestion et des coûts
Vous voulez en savoir plus sur le BIM et notamment sur le BIM chez Bee Engineering ?
Alors venez retrouver Matthieu, responsable technique du BIM chez Bee qui sera présent sur le salon Bim World (Stand 144) les 28 et 29 mars prochains à l’Espace Grande Arche – Paris La Défense