La construction de bâtiments et d'infrastructures connaît de nombreuses contraintes telles que :
- le besoin d'améliorer constamment la qualité ;
- l'obligation de respecter des délais d'exécution de plus en plus courts ;
- les budgets de plus en plus restreints ;
Les entreprises de construction rencontrent parfois des problèmes et le projet ne se déroule alors pas comme prévu. Cela peut être dû à un processus de construction trop fragmenté, à un manque de communication entre les différents intervenants dans le processus de construction ou bien encore un degré technique trop élevé.
Une solution peut cependant être apportée aux constructeurs et aux professionnels du bâtiment : le BIM.
Cet acronyme un peu complexe au premier abord est en effet un outil qui permet aux entreprises de construction de bénéficier d'une meilleure organisation dans leur processus de construction grâce notamment à l'utilisation d'une maquette numérique pouvant être échangée et consultée par tous les intervenants du projet. Mais le BIM concerne également des sujets plus vastes.
Pour tout savoir sur le BIM, nous vous invitons à poursuivre votre lecture.
BIM : définition
Pour comprendre ce qu'est véritablement le BIM, il est tout d'abord nécessaire de s'intéresser à la signification de son acronyme et ainsi sa définition. Cependant, plusieurs acronymes peuvent correspondre au BIM :
- Building Information Model : cet acronyme se réfère à la maquette numérique en elle-même ;
- Building Information Modeling : cet acronyme se réfère à la conception de maquettes numériques en général ;
- Building Information Management : cet acronyme se réfère à la gestion et à l'échange d'informations sur les bâtiments.
Lorsque l'on parle de BIM il est ainsi question à la fois du processus de conception d'une maquette de construction, de la maquette en elle-même ainsi que l'ensemble des informations qui vont aboutir à sa création et à son évolution.
En France, le BIM correspond à la norme XP P07-150 avec pour dénomination " Modélisation des Informations d'une Construction ". La traduction " Bâti Immobilier Modélisé ", qui respecte le sigle anglophone BIM, a le défaut de balayer l'aspect informationnel de ce processus.
Alors en résumé, le BIM qu'est-ce que c'est exactement ?
Le BIM est un processus utilisant une maquette numérique 3D intelligente comme élément central pour échanger diverses informations sur les objets composant la maquette. Son but est de centraliser toutes les informations afin de s'assurer que chaque objet composant la construction soit compatible avec les autres objets.
L'histoire du BIM
Comment le BIM a-t-il été créé ? Qui a inventé le BIM ? Ce processus innovant pour le domaine de la construction n'est pas si récent et prend source à la fois aux Etats-Unis, en Europe et au Japon.
La naissance du BIM est tout d'abord liée aux débuts de l'informatique et plus précisément à la conception assistée par ordinateur (CAO) et à la fabrication assistée par ordinateur (FAO) se développant au début des années 60. C'est en 1957 exactement que le premier logiciel FAO nommé Pronto voit le jour grâce au Dr Patrick J. Hanratty.
Ivan Sutherland développe en 1963 au MIT Lincoln Labs la première conception assistée par ordinateur (CAO) avec une interface utilisateur graphique.
C'est en 1975 que Charles Eastman publie un document décrivant un prototype qu'il appelle " Building Description System (BDS) " ou Système de Description du Bâtiment. Il décrit là le BIM tel que nous le connaissons aujourd'hui.
Différents programmes et logiciels voient le jour au fil des années et certains sont même appliqués à des projets de construction.
Robert Aish est le premier à expliquer, dans un article datant de 1986, le terme de Modélisation de Bâtiment. Le terme de BIM est pour la première fois utilisé et publié dans un article coécrit par G.A. Van Nederveen et F. Tolman.
Au fil du temps, les technologies se sont perfectionnées pour permettre de faire évoluer le BIM.
Le fonctionnement du BIM
Mais alors comment s'insère le BIM dans le processus de construction ?
Grâce à la maquette numérique, les intervenants dans la construction d'un bâtiment pourront ajouter des objets directement sur la maquette. Chaque objet possède des caractéristiques propres (caractéristiques techniques, financières, sémantiques, comportementales, etc.). Ainsi, chaque objet présent sur la maquette est doté de données qui lui confèrent alors une intelligence (voir aussi : la différence entre Objet et Aspect du BIM).
Les différents intervenants dans la construction d'un bâtiment et dans le processus de BIM sont :
- l'architecte ;
- les ingénieurs ;
- les techniciens spécialisés ;
- les entrepreneurs et ouvriers.
Tout d'abord, la maquette numérique est créée par l'architecte. Elle est ensuite transmise aux différents bureaux d'études pour être modifiée et complétée. Bien souvent, la maquette est à ce stade divisée en plusieurs maquettes en fonction des métiers (une maquette pour les structures, une maquette pour les fluides, etc.)
Les différentes maquettes sont ensuite fusionnées pour créer une master maquette. Cette maquette permet de détecter et de résoudre les conflits éventuels entre les différentes maquettes métiers. Cette phase est appelée la synthèse.
La maquette peut alors ensuite produire des plans d'exécution transmis au chantier. Les entrepreneurs et ouvriers utilisent alors la maquette pour réaliser leurs métrés, leurs planifications et leurs phasages.
Durant la période de travaux, la maquette est maintenue à jour par les concepteurs et constructeurs afin que la maquette soit exactement conforme à l'ouvrage réel. La maquette finale est alors livrée au Maître d'Ouvrage.
Posséder une maquette du bâtiment grâce au BIM permet notamment :
- de gérer informatiquement un bâtiment ;
- de prévoir des travaux par la suite ;
- de gérer son patrimoine ;
- d'intégrer des systèmes domotiques ;
- de réaliser des simulations (bruits, soleil, etc.).
La maquette numérique est ainsi utile tout au long de la vie du bâtiment.
Les niveaux de BIM
Lorsque l'on s'intéresse de plus près au BIM et à son processus, il est usuel d'entendre parler de niveaux. Mais alors quels sont les niveaux de BIM ?
Il existe 4 niveaux de BIM :
- le niveau 0 : il correspond au travail de Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) traditionnel permettant de faciliter le travail à la main sur la planche à dessin ;
- le niveau 1 : il bénéficie des outils informatiques dès la phase de conception, des objets sont utilisables, mais la communication n'est pas optimale et des erreurs géométriques peuvent survenir ;
- le niveau 2 : il pallie le manque d'informations et de communication, le processus est standardisé pour faciliter l'échange des informations ;
- le niveau 3 : il implique un modèle unique partagé sur le cloud et modifiable en temps réel pour tous les intervenants dans le processus de construction.
Les technologies liées au BIM
Quelles sont les technologies liées au BIM ? Le BIM ne peut fonctionner sans différents programmes et logiciels. Ainsi, différentes technologies sont liées au BIM telles que :
- les logiciels de modélisation (Revit, AutoCAD, ArchiCAD, Bentley Architecture, etc.) : ils permettent de créer la maquette de base que les différents corps de métiers du bâtiment pourront venir enrichir ;
- les logiciels de calcul et de simulation : ils permettent d'ajouter des données supplémentaires à la maquette pour tester la luminosité, l'acoustique ou bien encore les performances thermiques par exemple.
De nombreuses solutions spécialisées existent telles que Graitec pour les structures béton et métallique, Clima-Win de BBS Slama et ArchiWIZARD de HPC-SA pour les analyses thermiques ou encore les programmes édités par le CSTB Elodie et Auralies dédiés aux analyses du cycle de vie du bâtiment et à l'environnement acoustique.
La législation du BIM
Au niveau de la législation, le BIM se fraye doucement un chemin sur le plan européen, mais également en France.
Dans l'Union européenne, la voie fût ouverte dès le 26 février 2014 avec la directive européenne permettant aux Etats membres d'adopter des législations encourageant ou obligeant l'utilisation du BIM pour des projets en partie ou en totalité financés par des fonds publics. Avant même la directive, certains Etats comme le Danemark, la Finlande ou encore le Royaume-Uni appliquaient déjà des initiatives similaires. En 2016, un Task Group de deux ans sur le BIM avait pour objectif d'introduire et de généraliser l'usage du BIM sur les projets publics.
En ce qui concerne la législation du BIM en France, nous pouvons mentionner le rapport " Mission Numérique Bâtiment " de Bertrand Delcambre, ancien directeur du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) remis à la ministre du logement, de l'égalité des territoires et de la ruralité Sylvia Pinel qui a abouti à la création du Plan Transition Numérique dans le Bâtiment (PTNB) ou encore la mise en place de la norme XP P07-150 pour la description harmonisée des produits et éléments de construction.
Le BIM n'en est qu'au début de son histoire et devrait largement évoluer à l'avenir pour se démocratiser entièrement. Pour en savoir plus sur l'évolution du BIM en France, cliquez ici.
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