Implémentation du BIM pour les infrastructures : guide sur les étapes essentielles Découvrez en quoi vos processus et votre approche en matière de projets change lors de l'adoption du BIM 1
Synthèse Alors qu'un nombre croissant de projets d'infrastructure utilise la modélisation des données de la Construction (BIM), nombreux sont ceux au sein du secteur qui prennent conscience de la nécessité d'adopter le BIM afin de rester compétitif et remporter de nouveaux contrats. Les projets utilisant une approche basée sur le BIM sont accompagnés d'un ensemble d'avantages séduisants : moins de corrections, moins d'erreurs, collaboration améliorée et données de conception qui peuvent s'utiliser pour contribuer aux opérations, à la maintenance et à la gestion d'éléments. Les propriétaires d'infrastructures civiles, organismes gouvernementaux comprises, souhaitent tirer parti de ces avantages et exigent de plus en plus le BIM pour leurs projets. Malgré l'engouement autour du BIM pour les infrastructures, la confusion reste importante s'agissant de ce que signifie réellement «l'application du BIM». Les entreprises et organisations d'ingénierie qui envisagent de passer au BIM se demandent souvent quelle est la meilleure méthode d'implémentation. Certaines s'inquiètent de la quantité de changements qui viendront bousculer leurs processus établis. D'autres hésitent (ou estiment qu'elles sont trop occupées) à consacrer du temps à l'implémentation du BIM. Certains pensent même qu'ils utilisent déjà le BIM, alors qu'ils n'utilisent que des processus de dessin 3D. Lorsque l'on comprend ce qu'est le BIM, le processus d'implémentation requis pour y parvenir fait plus de sens. Les personnes ont une idée générale sur le BIM : il s'agit de la modélisation des données de la Construction (BIM), un processus basé sur des modèles intelligents pour la planification, la conception, la construction et la gestion d'infrastructures. Cependant, pour implémenter le BIM, vous devez vous préparer, vous et votre équipe, à penser différemment l'exécution de vos projets. C'en est fini des points, lignes, arcs et formes pour représenter les objets. Vous allez créer et travailler avec des modèles intelligents. Ces modèles sont fiables sur le plan spatial et renseignés avec des objets intelligents. Commencez par définir l'aspect de ces objets et leur comportement attendu. Ensuite, mappez un processus qui aidera toutes les parties prenantes du projet à obtenir le plus d'avantages possible grâce aux informations contenues dans le modèle. Cela vous semble trop simple? Comparé à la vaste gamme de connaissances requises pour la mise en place de vos projets, même les moins complexes, l'implémentation du BIM est simple. Cela dit, il faudra y consacrer des efforts de planification, du temps et de la formation pour commencer. Le processus décrit dans ce livre blanc est une observation une observation générale des étapes nécessaires pour commencer à exécuter des projets en utilisant un processus BIM. De la 2D à la 3D au BIM Pour comprendre ce qu'est le BIM, il est utile de savoir ce qu'il n'est pas. C'est bien plus que juste la prochaine étape dans l'évolution du dessin 2D ou d'un autre nom pour faire référence à la conception 3D. Avant les années 90, l'infrastructure civile, les bâtiments et les biens fabriqués étaient conçus dans leur grande majorité avec un crayon et du papier. Léonard de Vinci aurait pu se trouver dans un département de conception classique et comprendre les processus. Peut-être se serait-il émerveillé des évolutions du papier et des crayons, mais les bases du processus de dessin lui auraient été familières. La conception assistée par ordinateur (CAO) a transformé les méthodes de conceptions pour bien des choses, des ponts aux bâtiments en passant par les voitures, ce qui a révolutionné le dessin. Les processus de conception se sont accélérés et la communication des conceptions au sein d'une grande équipe est devenue un peu plus facile. Mais les lignes, arcs et cercles en 2D faisaient toujours office de «langue» de conception. Problèmes liés à la CAO 2D et 3D : La coordination manuelle augmente les risques de conflit L'absence de données intelligentes oblige à effectuer des corrections pour d'autres usages, par exemple l'analyse et les opérations L'implémentation des modifications de conception prend beaucoup de temps La visualisation et la communication des variantes de conception est difficile La création de données dupliquées augmente le risques d'erreurs Plus récemment, la CAO est passée à la 3D. Les conceptions sont devenues plus faciles à visualiser pour les non-concepteurs, mais une image 3D d'un système d'évacuation des eaux, par exemple, restait une image «simple», comme un dessin 2D. Un workflow classique pour un projet de transport en 3D était similaire à celui d'un projet en 2D. Chaque étape du workflow (définition du concept, documentation environnementale, conception détaillée et développement de plan, planification de la construction et création «tel que construit») impliquait une réutilisation ou un partage de données minimes. www.autodesk.fr/solutions/building-information-modeling/infrastructure 2
Avec la CAO 2D et 3D, on recrée les données à chaque étape du processus dans un but spécifique. Bien que la recréation de données soit peu efficace et source d'erreurs, elle est souvent nécessaire car les données «simples» ne peuvent pas s'adapter rapidement à de nouvelles utilisations. Certaines technologies de CAO 3D tentent de résoudre ce problème lié aux données «simples» en laissant les concepteurs ajouter des attributs aux éléments d'une conception. Par exemple, vous pourriez étiqueter chaque point d'une conception qui indique l'emplacement d'une bouche à incendie, ce qui faciliterait le compte et la détection des bouches à incendie dans la conception. Cependant, chacune de ces bouches à incendie n'a pas la «conscience» associée à l'intelligence. Les bouches à incendie ne savent pas si elles respectent les spécifications de leur emplacement ou si elles sont connectées au réseau conformément aux normes acceptées. Une conception 3D avec des libellés n'est pas du BIM, elle est d'ailleurs plus proche à de nombreux égards d'une conception 2D que d'un véritable processus BIM. Le BIM permet de travailler avec des objets intelligents dans un modèle intelligent. Cette intelligence vient sous la forme de définitions de géométrie, des relations et des données qui déterminent le comportement du modèle au fil de son évolution. Si un élément est modifié, le modèle entier s'ajuste et coordonne ses éléments restants afin de tenir compte des modifications de façon dynamique. Contrairement à un processus de conception 3D piloté par des bases de données, les données BIM résident dans le modèle ; il ne s'agit pas d'attributs dans une base de données externe. Ainsi, le logiciel peut préserver la cohérence et la coordination de la conception dans son ensemble. Le pouvoir de l'intelligence Le BIM est une toute nouvelle façon de travailler. L'intelligence d'un modèle BIM ouvre la voie vers de nouveaux niveaux d'efficacité. Imaginons que vous concevez un autopont à l'aide d'un processus BIM. Vous concevez la structure qui soutient l'autopont dans le modèle. Chaque composant de la structure, incluant les berges, les piles et les garde-corps, se conforme aux spécifications définies au sein du modèle ou sélectionnées à partir d'une bibliothèque de spécifications pour votre région. Le client demande une modification pour un profil. Vous modifiez le profil et cette modification est automatiquement reflétée dans la totalité de la conception. Pas besoin de modifier manuellement chaque composant individuel. Les modifications gagnent en efficacité avec le BIM, mais les avantages les plus notables viennent tous de ce que vous (et une équipe de projet étendue) pourrez faire avec les informations du modèle. Imaginez que vous travaillez dans un modèle 3D intelligent d'un projet qui contient tous les réseaux de transport, les services publics, les espaces ouverts, les bâtiments et les composants d'infrastructure. Sélectionnez n'importe quelle rue dans la ville. Vous verrez immédiatement son emplacement, les rues adjacentes, les services publics en surface et en sous-sol, les bâtiments à proximité et bien plus encore. Un tel modèle faciliterait le travail sur un projet qui affecterait la rue ; il améliorerait en outre les opérations et planifications de maintenance dans la zone. La ville ou d'autres propriétaires d'infrastructures pourraient effectuer des simulations pour mieux évaluer les risques et améliorer les performances des éléments. Il serait également possible de comparer les autres possibilités de planification plus facilement dans le contexte des conditions existantes. Contrairement à la CAO 2D ou 3D, les données BIM peuvent jouer un rôle dans plusieurs processus sans nécessiter de corrections significatives. Grâce aux processus BIM, vous pouvez faire ce qui suit : Créer un modèle intelligent et poursuivre l'utilisation de ses données au sein du modèle tout au long de la durée de vie de l'élément Mettre à jour des objets de modèle individuels sans avoir à éditer chaque partie individuelle de l'objet en question Partager des modèles avec des spécialistes d'autres disciplines Modéliser les éléments afin de refléter leur emplacement réel dans l'espace et leur relation avec les autres objets Tout comme la manière dont vous travaillez avec les données du BIM est différente avec la CAO, un processus de conception BIM est également différent. La suite de ce livre blanc examine certaines de ces différences et fournit des recommandations qui vous aideront à en tenir compte lors de votre passage vers le BIM. Prise en main du BIM Lors de la prise en main des solutions BIM pour les infrastructures, faut-il «faire le grand saut» et changer tous les aspects de vos méthodes de travail d'un coup? Ou faut-il avoir un plan très détaillé qui tient compte de chaque étape au fil de la transition? La première option risque d'être source de frustrations, même si vous proposez un programme de formation à votre équipe pour commencer. Votre équipe n'aura pas une idée claire de la direction de votre entreprise pour arriver au BIM et n'aura pas connaissance des objectifs partagés à atteindre. La seconde option n'est pas non plus exempte de défauts. Certaines entreprises pêchent par un excès de planification de l'implémentation du BIM. Elles savent qu'il est important d'avoir des normes claires lors de l'implémentation du BIM et tentent donc d'en établir pour toutes leurs activités avant d'utiliser les processus BIM sur un projet unique. www.autodesk.fr/solutions/building-information-modeling/infrastructure 3
Vue 3D affichant des conduites dans un modèle BIM. La meilleure approche consiste à entamer une réflexion sur ce que vous, vos clients et le reste de votre équipe souhaitez faire avec le modèle lors du développement du projet. Envisagez également comment le modèle pourrait être utilisé pour la gestion des éléments une fois le projet créé. Établissez des des objectifs élevés correspondant à l'utilisation que vous comptez faire du modèle et communiquez-les à votre équipe. Notez que les éléments clés d'informations, comme les attributs physiques et les relations des objets au sein du modèle sont importants pour atteindre vos objectifs. Vous serez alors prêt à définir les normes qui vous aideront à entamer votre prise en main. Pour implémenter le BIM, vous devrez établir des normes pour les objets utilisés dans vos conceptions. Vous aurez également besoin de gabarits qui prennent en charge les préférences de représentation des objets de votre entreprise. Les normes BIM sont disponibles dans de nombreux formats, incluant les suivants : Gabarits de modèles Bibliothèque de contenus centralisée incluse dans vos outils BIM Un fichier de paramètres inclus dans vos outils qui peut être mis à jour et partagé avec votre équipe Bibliothèques d'objets spécifiques à des disciplines ; elles peuvent souvent être converties à partir de bibliothèques de détails existantes Des normes sont nécessaires pour tous les objets que vous utilisez fréquemment. Le plus simple pour commencer consiste à utiliser une bibliothèque de normes BIM qui correspond à ce dont vous et vos clients aurez besoin. Vous pouvez modifier les normes afin qu'elles se conforment mieux à vos besoins et préférences. Par exemple, le logiciel Autodesk AutoCAD Civil 3D inclut une bibliothèque de normes pour de nombreux types d'objets d'infrastructures de travaux publics, par exemple les réseaux gravitaires et de canalisations sous pression, ou le talutage. Examen rapproché des normes : réseaux d'assainissement En prenant les réseaux d'assainissement pour exemple, examinons en détail l'intelligence et les attributs d'objets que vous devrez définir lors de l'implémentation du BIM. Avant de passer à un examen détaillé, il est important de garder à l'esprit pourquoi la définition préliminaire de normes est primordiale. Avec le BIM, la conception s'effectue avec des objets, pas avec des lignes, des arcs et des formes. Les éléments d'assainissement comme les conduites, et les structures d'assainissement comme les bouches d'égout sont tous des objets dans un modèle plus grand. Chaque objet contient des informations sur lui-même et sur sa relation avec les autres objets dans le modèle. Par exemple, une conduite ne se résume pas à quelques lignes et à du texte. Dans un processus BIM, les informations qui définissent une conduite incluent : Géométrie physique de la conduite, incluant l'épaisseur de la paroi et le diamètre Force structurelle Règles de conception qui contrôlent le placement, par exemple les exigences en matière de dégagement Inclinaison minimum versus vitesse de l'eau Informations sur les conditions, par exemple intégrité de la structure www.autodesk.fr/solutions/building-information-modeling/infrastructure 4
Vue de plan d'un projet conçu à l'aide d'un processus BIM. Lorsqu'une conduite est placée dans un modèle, elle sera capable de «suggérer» ses propres caractéristiques en fonction des normes de conception que vous avez définies et de l'emplacement et caractéristiques des autres objets du modèle. Comme nous l'avons dit plus haut, vous pouvez gagner du temps avec des normes BIM prédéfinies qui correspondent (de façon totale ou partielle) aux normes que vous respectez. Avant de commencer votre projet, modifiez les définitions pour tous les éléments majeurs dans le réseau en fonction des normes exactes que vous utilisez. Les jeux de plan étant un livrable souvent requis, veillez à définir l'aspect de chaque objet lorsqu'il sera imprimé dans les documents de construction. Très souvent, ces préférences varient en fonction des entreprises et des régions. En définissant vos propres normes d'impression, vous vous assurez que le travail réalisé lors des processus BIM respecte les «codes esthétiques» de votre organisation dans la documentation. Avec les réseaux d'assainissement, vous devrez définir des objets comme les arrivées d'eau, les couvercles de bouche d'égouts et les conduites. Pour chaque objet, déterminez les matières que vous souhaitez spécifier. Les conduites seront-elles en plastique, en métal ou en béton? Alignez toutes les normes prédéfinies de matériaux au sein de vos outils BIM pour qu'elles correspondent à vos spécifications préférées. Tout aussi important, vous devrez définir les critères qui contrôlent le comportement des objets. Les normes prédéfinies couvrent en général de nombreux critères courants tels que la taille et l'épaisseur des conduites. Le reste des critères seront plus spécifiques à votre région ou à vos méthodes de travail. Des critères définis avec soin vous feront gagner énormément de temps par la suite. Ainsi, lorsque vous définissez la séparation minimum entre les conduites d'égouts pluviaux et les autres éléments, vos outils BIM vous aideront à conserver automatiquement cette distance tout au long du projet. Création d'un modèle de conditions existantes Pour démarrer l'utilisation du BIM pour un projet d'infrastructure, commencez par créer un modèle intelligent modèle intelligent à partir de sources de données existantes qui vous aidera à accélérer le rythme de tout le projet. C'est un contraste saisissant avec les dessins de conditions classiques qui manquent souvent de détails et de profondeur pour contribuer aux phases de projet ultérieures. Dans un processus BIM, un modèle de de l'environnement existant est en 3D, fiable sur le plan spatial et riche en données ; il ne s'agit pas de 2D ou d'éléments 2D affichés avec des effets 3D. En collectant toutes les données nécessaires et en assignant l'intelligence d'objet correcte aux éléments au sein du modèle, vous créez des conditions propices à votre réussite. Le processus de création d'un modèle à partir de sources de données existantes dans le logiciel Autodesk InfraWorks 360, un outil d'ingénierie et de conception préliminaire qui prend en charge les processus BIM, commence par la collecte de données. Vous allez très certainement commencer par des données de relevés topographiques de la zone en question. Les techniques topographiques basées sur le relevé laser génèrent des nuages de points riches en détails de données qui peuvent être transférées directement dans votre logiciel. Agrémentez vos données topographiques avec des données provenant de sources diverses. Vous découvrirez que de nombreuses données du SIG (système d'informations géographiques), des services publics, de relevés aériens, de planification et environnementales sont disponibles pour de nombreuses zones. Vous pouvez même inclure des informations provenant de sources comme Bing Maps à votre modèle de l'environnement existant. 5
Un processus BIM permet d'explorer des projets dans le contexte existant plus facilement. Les données de bon nombre des formats de données spatiales les plus courantes peuvent être incluses dans votre modèle sans nécessiter de conversion. Les objets au sein du modèle ont des attributs qui les rendent encore plus intelligents. Ainsi, une conduite ressemble à une conduite dans votre modèle 3D. La conduite aura en outre un diamètre, une profondeur sous la surface et une relation avec les autres objets du modèle. C'est différent de ce que vous avez pu connaître dans une conception préliminaire basée sur la CAO classique, où vous voyez les éléments comme les réseaux techniques sous forme de calque 2D sans relation définie aux éléments représentés dans d'autres calques. Lors de cette étape préliminaire, vous pouvez ajouter des éléments de modèle plus rapidement. Lors d'une période relativement courte, vous pouvez créer et évaluer plusieurs alternatives et présenter différentes options de façon plus efficace dans le contexte de l'environnement existant aux décideurs du projet. En étendant votre modèle au cloud, il peut être accessible par le biais d'appareils mobiles lorsque vous êtes en déplacement sur le terrain. Vous pouvez explorer le site de projet proposé avec les décideurs, qui seront en mesure de voir les alternatives proposées plus efficacement dans un contexte de conditions existantes. Les décideurs peuvent voir leurs options dans un contexte visuellement riche, ce qui les aide à faire des choix plus éclairés. Une fois leur décision prise, vous pouvez ouvrir le modèle préliminaire dans AutoCAD Civil 3D. Le logiciel reconnait les objets du modèle. En appliquant vos normes prédéfinies aux objets, vous ajoutez des détails et de l'intelligence supplémentaire au modèle, automatiquement. C'est un exemple des avantages que les efforts de définition de vos normes vous permettront d'obtenir. Et vous gagnerez encore plus de temps sur les projets ultérieurs qui utilisent les mêmes normes. Processus et workflows BIM Pour implémenter le BIM efficacement, vous devez créer un plan d'exécution de projet. Pour des projets de petite taille, un tel plan peut être relativement simple. Pour un projet de grande envergure avec de nombreuses parties prenantes, un plan très détaillé peut être nécessaire pour que chacun avance dans la même direction. Pourquoi faut-il toujours avoir un plan? Avec le BIM, vous créez avec des objets intelligents. Vous devez déterminer l'intelligence de ces objets dès le début du projet. En outre, lorsque vous partagez des conceptions basées sur des objets intelligents, une modification spécifique peut avoir des effets sur la totalité de la conception. Un plan d'exécution de projet de base doit : Délimiter la quantité d'intelligence à ajouter aux objets de modèles clés ; par exemple, un plan de talutage utilisé pour un talutage guidé par GPS devra posséder un degré plus élevé de précision Définir les données à utiliser au cours du cycle de vie de l'élément et comment elles le seront Déterminer comment et quand les données sont transférées entre les participants au projet 6
Le modèle doit être suffisamment détaillé pour prendre en charge toutes les utilisations prévues au cours du cycle de vie de l'élément d'infrastructure. Dans la mesure où les données sont utilisables pour bien plus comparé aux données classiques de CAO 2D ou 3D, vous vous poserez peut-être de nouvelles questions au début de projets. Par exemple : Le modèle sera-t-il employé pour la fabrication en plus de la documentation? Comment le modèle sera-t-il utilisé lors de la construction? Quelles sont les autres utilisations du modèle possibles? Analyse, simulation, optimisation? Qu'est-ce que j'ai toujours voulu faire sans le pouvoir avec des approches de conception basées sur la CAO 2D ou 3D? Quand et comment partagerons-nous les données avec les autres disciplines sur le projet? Rythme quotidien? Rythme hebdomadaire? Rythme mensuel? Quelle est la fréquence souhaitée de coordination des modèles contribuant au projet? Un plan bien défini vous aidera à garder votre équipe sur les rails lors de la prise en main du BIM. Vous pouvez envisager d'améliorer votre plan de projet avec un processus de capture et de partage des jalons dans le cadre du processus d'implémentation du BIM. Lorsque votre équipe sera en mesure de voir et de partager les avantages du BIM, elle sera plus à même d'apprécier le travail consacré à la définition préalable des normes et processus. Ainsi, la première fois qu'un ingénieur déplace un profil et que les éléments de modèle connexes et la documentation sont mis à jour automatiquement peut devenir un moment de transformation. Quel que soit votre niveau de compréhension et vos lectures sur le BIM, ce sont ces «révélations» qui aident à comprendre pourquoi le secteur est en train de passer à l'utilisation de modèles intelligents. BIM: implémenter, activer et exécuter Plan Normes et processus Technologie Contenu de modélisation Donner à l'équipe les moyens nécessaires Apprentissage et formation Définition et partage des objectifs Exécution de projet Coordination de programme Gestion des modèles Transfert des connaissances Donnez-vous tous les atouts pour une transition réussie vers le BIM. Tout d'abord, établissez les normes et la technologie nécessaires pour commencer. Donnez à votre équipe les moyens nécessaires grâce à la formation et à des objectifs réalisables. Ensuite, développez les workflows de coordination et de gestion. Enfin, assurez-vous de collecter et de partager les enseignements tirés du projet. Conclusion Suivre un plan clair vous aidera à réussir votre implémentation de BIM pour les infrastructures. Les étapes à suivre incluent : Prévoir la formation de votre personnel sur le BIM ; son implémentation demande une nouvelle façon de penser, car le BIM est très différent du processus classique basé sur la CAO Identifier les normes et règles à définir Tenir compte des besoins matériels et logiciels ; pour tirer le meilleur parti d'un passage vers le BIM, envisagez des technologies qui vous permettent de faire circuler les informations de projet, de la planification à la conception préliminaire à la conception détaillée à la construction, sans corrections ni doublons Etablir un plan de projet pour chaque projet d'infrastructure BIM qui décrit les besoins en matière de données de cycle de vie et les processus de partage du modèle Documenter et améliorer les processus Vous n'avez pas à faire tout cela sans aide. Autodesk et votre revendeur Autodesk peuvent vous aider à passer au BIM tout en évitant les pièges qui parsèment ce parcours. En savoir plus sur les Solutions BIM d'autodesk pour les infrastructures. Image de couverture publiée avec l'aimable autorisation de CSoft-Terra, Samara, Russie Autodesk, le logo Autodesk, AutoCAD, Civil 3D et InfraWorks 360 sont des marques déposées ou des marques commerciales d'autodesk, Inc., et/ou de ses filiales et/ou de ses sociétés affiliées, aux Etats-Unis et/ou dans d'autres pays. Tous les autres noms de marques, de produits ou marques commerciales appartiennent à leurs propriétaires respectifs. Autodesk se réserve le droit de modifier à tout moment et sans préavis l'offre sur ses produits et ses services, les spécifications de produits, ainsi que ses tarifs. Autodesk ne saurait être tenue responsable des erreurs typographiques ou graphiques susceptibles d'apparaître dans ce document. 2015 Autodesk, Inc. Tous droits réservés. 7