To BIM or not to BIM? La révolution à venir pour les acteurs de la construction en France

Transcription

1 To BIM or not to BIM? La révolution à venir pour les acteurs de la construction en France «L architecture est au cœur du conflit entre le concret et l abstrait» -Tadao Ando- 1987

2 Intervenants - Bertrand CANIGIANI chef de projet NOBATEK pôle construction et aménagement durable - Stéphanie DECKER : doctorante Nobatek pôle efficacité énergétique - Hervé DISCLYN : Ingénierie 3D et Maquette Numérique VINCI Direction Déléguée Sud-Ouest - Patrick AROTCHAREN : Architecte DPLG à Bayonne

3 Pour la petite histoire C est au USA, en 1995, que commence l aventure. Une réflexion est engagée par une douzaine d entreprises de la filière du bâtiment pour améliorer la communication entre logiciels. Aujourd hui, l utilisation du BIM au USA est obligatoire pour la construction des bâtiments fédéraux En 2016 la Grande Bretagne rendra également obligatoire l utilisation de la maquette numérique pour la construction de ces bâtiments publics Bertrand CANIGIANI

4 Pourquoi la filière construction doit-elle se préparer? Méthode actuelle des échanges d information pendant le cycle de vie du bâtiment : Exploitant Les informations relatives à un bâtiment sont saisies en moyenne sept fois. Ces saisies multiples sont sources d'incohérences, de retards de livraisons et d'augmentation du coût de l'ouvrage bâti. On estime à plus de 10 G le coût annuel des incohérences dans le bâtiment en France. Dans un contexte économique difficile le BIM peut être une solution Bertrand CANIGIANI

5 Qu est ce que le BIM? BIM = Building Information Model BIM = Model d information unique du bâtiment BIM = Maquette numérique du bâtiment La maquette numérique du bâtiment permet de décrire l ensemble des informations techniques des ouvrages et équipements. Elle est l ADN du bâtiment. Bertrand CANIGIANI

6 L interopabilité entre les acteurs fourni par le BIM Du système horizontal au système radial Pour qui? Pour la collaboration Le sujet d intervention commun qui est le futur bâtiment devient une représentation virtuelle, modélisée, de toute l information et l intelligence technique en projet Bertrand CANIGIANI

7 La maquette numérique Bertrand CANIGIANI

8 Quelles informations sont disponibles? - La géométrie des objets, - Les relations entre objets, - Les espaces (étages, zones thermiques ), - Les éléments constructifs du bâtiment ( murs, poteaux, ouvertures, portes, toitures ), - Les surfaces et volumes des objets, - Les matériaux avec leurs propriétés (FDES, résistance thermique ), - Les fournitures, - Les couleurs, - Les quantités de matériaux, - Les équipement CVC ( réseaux, CTA, locaux technique nécessaire ), - Les informations sur les occupants des locaux (identité, type d utilisateur, organisation), - Les informations sur le logiciel utilisé, par qui, - Les plannings, - Et, les coûts. Bertrand CANIGIANI

9 La conception dans un but holistique Bertrand CANIGIANI

10 Analyse comparative des formats d échange Bertrand CANIGIANI

11 Quels logiciels et pour qui? Bertrand CANIGIANI

12 Quels logiciels? Pour quoi? Bertrand CANIGIANI

13 Les avantages et les inconvénients du BIM Avantages : Défauts : Bertrand CANIGIANI - Sans BIM : pas de moyens d explorer la complexité de formes et de les rendre économiquement faisables - Le BIM permet de voir le bâtiment sous tous les angles et de révéler les problèmes très tôt dans la conception et permettant ainsi de corriger sans surcoût - Gain de temps, coupes, façades, rendu Pers instantané, augmentation de la quantité de documents - Le changement d un élément affecte tous les autres et alerte les concepteurs en cas de problèmes - Force les concepteurs à penser à la constructibilité dès le début -Les formats habituellement utilisés sont en 2D le DWG et PDF, et la maquette numérique est en 3D -Communications entre plateformes BIM d autant plus compliquées qu il y a une grande variété de logiciels -Logiciel et mise à jour cher -Formation des employés nécessaire -Beaucoup de temps au début de la conception, plus de données à gérer -Projet plus lent dans les phases initiales Bertrand CANIGIANI

14 Comment mettre en place la conception BIM en France? Il faut que les maîtres d ouvrages voient un intérêt à cette nouvelle forme de conception afin de l initier et de l appliquer. Le fonctionnement par modèle et l échange d information permettent au maître d ouvrage ou à l exploitant d intégrer leurs spécificités dans la base de données, avant même de disposer du dessin de l architecte. Le système fonctionne alors comme une première transcription du cahier des charges dans le projet final. Une solution pour le maitre d ouvrage à l entretien /maintenance de son patrimoine. Par exemple la région Bourgogne a lancé un appel d offre pour la modélisation BIM de l ensemble du patrimoine de lycées qu elle gère, dans le but d optimiser les rénovations futures Bertrand CANIGIANI

15 La construction bois multi-étage : un nouveau défi d optimisation multidisciplinaire

16 Cadre projet : thèse CIFRE Méthode d analyse et d optimisation de systèmes constructifs bois adaptés aux bâtiments à très hautes performances énergétiques associant thermique et mécanique à des critères de faisabilité industrielle. Institut de Mécanique et d Ingénierie Département GCE Département I2M Stéphanie DECKER

17 Situation de la méthode Programmation Cahier des charges réalisé par la maîtrise d ouvrage ESQ Esquisse = Fixe les principes, les premiers plans, détails et résultats APS Avant Projet Sommaire = Phase généralement courte. Mise à jour ESQ. APD Avant Projet Détaillé = Phase relativement longue. PRO Projet = Finalise les CCTP. Mise à jour APD DCE Dossier de Consultation entreprise = Mise à jour CCTP Chantier (DET, AOR) Modifications possibles Stéphanie DECKER

18 Contraintes techniques Industriali sation Economie Sécurité de l'ouvrage Système constructif bois Environne ment Fluide et Energéti que Confort Mécanique et sécurité incendie : Eurocode 5 : Conception et calcul de structures en bois (EN1995) Applicable depuis 2010 Sismique : Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes (EN 1998) Applicable depuis 2011 Thermique et étanchéité à l air : Nouvelle réglementation RT2012 Acoustique : Exigences minimales au 1er Janvier 2000 Stéphanie DECKER

19 Objectifs de performance visés Industriali sation Sécurité de l'ouvrage Fluide et Energéti que Minimiser l épaisseur des planchers Minimiser les besoins de chauffage et de rafraichissement Minimiser les puissance des systèmes à installer Maximiser l autonomie d éclairage Economie Système constructif bois Confort Minimiser le taux d inconfort thermique Maximiser le niveau de Confort éclairage Confort acoustique Confort vibratoire des planchers Environne ment Minimiser le coût (contrainte, critère de choix ou objectif) Minimiser l impact environnemental sur le cycle de vie Stéphanie DECKER

20 Une conception multi-échelle Conductivité thermique Masse volumique Résistance mécanique Energie grise Système constructif Echelle du bâtiment Assemblages Surface vitrée Masque solaire Orientation (normalement plus ou moins fixée) Géométrie (normalement plus ou moins fixée) Usages Ventilation naturelle... Evaluation performances et contraintes Dimension éléments Entraxe Système constructif (ossature, CLT, bois béton ) Evaluation performances et contraintes Stéphanie DECKER

21 Une conception multi-échelle et multidisciplinaire Système constructif Echelle du bâtiment Industriali sation Sécurité de l'ouvrage Système constructif bois Fluide et Energéti que Economie Confort Environne ment Stéphanie DECKER

22 Intérêt du BIM Et si on regroupait tout cela dans un même outil de conception? Pourquoi : recherche de l optimum pour divers objectifs à variables communes les calculs ne peuvent plus être parallélisés mais doivent être regroupés Variable 1 Variable 1 Variable 2 Objectif 1 Variable 2 Objectif 2 Variable 3 Variable 3 Variable 1 Variable 1 Laquelle? Variable 2 Contrainte 1 Variable 2 Laquelle? Variable 3 Variable 3 Laquelle? Stéphanie DECKER

23 Intérêt du BIM Et si on regroupait tout cela dans un même outil de conception? Pourquoi : recherche de l optimum pour divers objectifs à variables communes les calculs ne peuvent plus être parallélisés mais doivent être regroupés Variable 1 Variable 2 Objectif 1 Objectif 2 Optimisation multi-objectif Variable 3 Contrainte 1 Stéphanie DECKER

24 Outil d optimisation Choix d un nouveau set de variables Calculs mécaniques Calculs thermiques et éclairage Calculs acoustiques Calculs impacts environnementaux Récupération des résultats (objectifs et contraintes) Objectif = trouver le meilleur compromis selon le contexte de l étude Stéphanie DECKER

25 Quelques pistes Modélisation 3D de la géométrie du bâtiment Mise en place des scénarios et des matériaux Finalisation des scénarios et du paramétrage Calculs thermiques et éclairage Simulations parallèles Usage d un cluster pour augmenter la rapidité de calcul Stéphanie DECKER

26 Quelques pistes Choix d un nouveau set de variables TED = Tool for Eco-Design Calculs mécaniques Calculs thermiques et éclairage Calculs acoustiques Calculs impacts environnementaux Récupération des résultats (objectifs et contraintes) TED = Tool for Eco-Design Développement d une interface nécessaire Traduction des données en format informatique standard (.ifc /.gbxml ) Stéphanie DECKER

27 4 juillet 2013 Anglet DEBATEK Maquette Numérique de Projet La démarche maquette numérique pour la Cité des Civilisations du Vin à Bordeaux Hervé Disclyn

28 Nos missions d ingénierie 3D A chaque étape d un projet : Promotion Conception Réalisation Exploitation Pour mieux : Appréhender Comprendre Négocier Vendre Nos solutions : Modélisation et rendu 3D. Maquettes numériques de projet 3D structurées. Gestion de modèles 3D, synthèse géométrique. Etude de prix, métrés. Méthodes 3D : phasage, plan d installation, plan de circulation, rotation de banches, plan d étaiement Liaison planification (4D) Ergonomie : accessibilité, sécurité, outillages spécifiques Développement informatique. 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

29 Le projet architectural 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

30 Le projet architectural 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? - Architectes : Anouk Legendre & Nicolas Desmazières (Agence X-TU) - 50m de hauteur (9 étages) m² de SHON - Structure béton, charpente bois, enveloppe métal + verre - Début des travaux sept Ouverture pour mars 2016 Hervé Disclyn

31 Pourquoi une maquette du projet? - Optimisation géométrique et technique - Visualisation/collaboration - Méthodes et étude de prix - Analyse et synthèse - Calcul/simulation Mieux appréhender la complexité de l ouvrage, Approfondir le travail de détail, Plus d efficacité dans le traitement du sujet. 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

32 Organisation du modèle Rampe Pompiers (RP) Tour (TR) Tore Est (TE) Patio (PA) Tore Sud (TS) Connexion Tour-Tore (TT) Tore Ouest (TO) Nord 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

33 Organisation du modèle 10 ième étage = N10 9 ième étage = N9 8 ième étage = N8 7 ième étage = N7 6 ième étage = N6 5 ième étage = N5 4 ième étage = N4 3 ième étage = N3 2 ième étage = N2 1 er étage = N1 10 ième étage = N10 9 ième étage = N09 8 ième étage = N08 7 ième étage = N07 6 ième étage = N06 5 ième étage = N05 4 ième étage = N04 3 ième étage = N03 2 ième étage Mezzanine= N2M 2 ième étage = N02 1 ier étage = N01 Rez-de-Chaussée = RDC Fondations et Dallages = FD0 Mezzanine = NM Rez de chaussée = RD Fondation et dallage = FD 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

34 Visualisation par modes constructifs 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

35 Visualisation par modes constructifs 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

36 Etude d optimisation des arcs bois 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

37 Synthèse modèle béton + enveloppe 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

38 Modèle pour étude soufflerie numérique 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Hervé Disclyn

39 Hervé Disclyn Ingénierie 3D et Maquette Numérique Direction Déléguée Sud-Ouest 04 juillet 2013 / To BIM or not to BIM? Direction Déléguée Sud-Ouest 4 rue Ferdinand de Lesseps Espace Mérignac Phare BP Mérignac Cedex Tel : +33 (0) Fax : +33 (0)

40 Rendez-vous en octobre prochain pour de nouveaux Debatek Plus d infos sur :