Rechercher

BIM – avantages et tendances

Un regard sur les facteurs clés derrière l’adoption du BIM (Building Information Modeling) et les tendances associées dans le secteur de la construction.

Pourquoi utiliser le BIM ?

Le BIM permet d’améliorer l’efficacité du processus de construction, de réduire les gaspillages pendant la construction et d’améliorer la qualité et l’efficacité des bâtiments.

De nombreuses industries avancées sont de ferventes adeptes du concept de « fail fast », ou d’échec accéléré. Celui-ci consiste à expérimenter et à tester de nouvelles choses, même si le premier essai doit se solder par un échec. Un nouvel essai s’ensuivra, jusqu’à parvenir au succès. Dans le secteur du bâtiment et de la construction, où les enjeux sont importants, ce concept ne fonctionne que dans le domaine numérique. La planification de la construction, avant que les engins ne touchent le sol, est la seule phase durant laquelle cette approche peut être mise en œuvre. Entreprendre des essais au stade de la construction et survivre dans cet environnement caractérisé par des contraintes temporelles et financières, des délais courts, des équipes de travail importantes et dispersées et des emprunts financiers considérables est tout simplement impossible.

Avec les méthodes de construction classiques, dans le cadre desquelles les équipes passent d’une phase à l’autre du projet, des informations se perdent entre les différentes phases. Avec le BIM, les informations sont recueillies sous forme numérique et sont mises à disposition de toute personne en ayant besoin, au moment et à l’endroit voulus. L’adoption du BIM permet la mise en place d’un flux continu d’informations. Chaque phase du processus de construction – de la planification et de la conception au recyclage final en passant par la construction, l’exploitation et la maintenance – fait l’objet d’une prise en charge numérique. Cela offre de nouvelles perspectives d’amélioration de l’efficacité, de l’exactitude, de la collaboration et de la coopération entre les parties impliquées dans le projet de construction. Nous vivons dans une ère caractérisée par une forte automatisation. Chaque processus métier est numérisé et chaque décision s’appuie sur des données. Le Forum économique mondial a désigné ce phénomène sous le nom de « Quatrième révolution industrielle », les appareils connectés et l’omniprésence des données étant appelés à transformer de manière exponentielle les processus dans chaque secteur.

building process with bim

Pourquoi le BIM est-il important ?

Comme le montre la ligne rouge du graphique, la mise en relation dynamique de la conception, de l’analyse et de la documentation dans le flux de travail BIM déplace l’essentiel des efforts de conception au niveau de la phase de conception détaillée, là où la possibilité d’agir sur les performances du projet est élevée et où les coûts entraînés par les modifications de la conception sont bas. Les ingénieurs peuvent ainsi consacrer plus de temps à l’évaluation de scénarios de simulation afin d’optimiser la conception, et moins de temps à l’établissement de documents de construction.

Pourquoi devrais-je adopter le BIM ?

  1. Grâce à l’échange rapide d’informations de conception, l’étude de différents scénarios prend moins de temps, ce qui permet de tester un plus grand nombre de moutures de l’architecture, de la structure et des systèmes techniques et d’obtenir une conception précise et optimisée.
  2. Tous les plans peuvent être intégrés dans un unique modèle 3D complet, évitant ainsi la perte d’informations et permettant une prise de décision plus éclairée basée sur les données.
  3. Les calculs techniques nécessaires pour les systèmes de ventilation, de chauffage et de canalisation peuvent être effectués rapidement et facilement.
  4. Toutes les données géométriques et spatiales requises pour effectuer les calculs énergétiques peuvent être obtenues directement à partir du modèle.
  5. Le respect des exigences environnementales est plus facile et l’amélioration de l’efficacité permet de réduire les coûts de cycle de vie du bâtiment.
  6. L’intégration des données de coût et de planification permet une estimation des coûts et une visualisation en ligne de l’avancement de la construction.
  7. Des devis quantitatifs précis peuvent être établis directement à partir du modèle.
  8. Les données requises pour contrôler les approvisionnements peuvent être mises en relation directe avec le modèle, optimisant ainsi le processus d’approvisionnement.
  9. Le modèle détaillé contient toutes les données et la géométrie nécessaires pour procéder à une installation précise des systèmes MEP.
  10. Une fois que la construction est terminée, la version suivante du modèle est utilisée par les systèmes de gestion des installations et pour la prise de décisions dans ce domaine, permettant les opérations de maintenance préventive et de réparation.

L’utilisation innovante des technologies BIM

« L’utilisation innovante des technologies BIM à tous les stades du processus ainsi que les outils de collaboration et de partage des informations qui ont été utilisés par toutes les parties participant au projet nous ont permis d’optimiser la gestion de la conception et d’améliorer ainsi la productivité et la qualité de la conception. Il faut souligner que tout cela a été possible uniquement grâce au travail de structuration du processus d’information global effectué avant que le travail de conception proprement dit ne commence. »

Luca Serri, associé fondateur et directeur général d’ATIproject, expliquant les avantages apportés par le BIM pour la conception et la construction du nouvel Hôpital universitaire d’Odense, au Danemark

 

Quels sont les avantages du BIM ?

  1. Il modernise le processus d’appel d’offres, qui s’appuie désormais sur des avant-métrés précis des matériaux de construction.
    • Grâce au modèle BIM qui comprend une modélisation 3D complète de toutes les structures et de tous les systèmes MEP, les maîtres d’œuvre sont en mesure d’évaluer de manière équitable les offres en se basant sur un avant-métré chiffré ligne par ligne. Le prix total de l’offre reflète donc les coûts réels des matériaux de construction et non des estimations.
  2. Il peut réduire de manière significative les émissions de carbone pendant la construction.
    • La durabilité est aujourd’hui l’une des priorités des maîtres d’œuvre. Un avant-métré basé sur un modèle BIM 3D plutôt que sur des plans 2D fournit des résultats bien plus précis. Les architectes et les entrepreneurs sont ainsi en mesure de définir de manière plus précise les quantités exactes de matériaux de construction dont ils ont besoin. Lorsque cette estimation est précise, le budget pré-offre reflète mieux le budget final et une réduction considérable des gaspillages de matériaux est possible. Un avant-métré précis impacte directement l’énergie, les ressources et le temps de transport nécessaires pour obtenir les matériaux de construction, entraînant une réduction significative des émissions de carbone.
  3. L’optimisation des systèmes MEP pendant la phase de conception réduit la consommation d’eau et d’électricité pendant l’exploitation du bâtiment.
    • Lorsqu’on le considère dans son ensemble, un bâtiment est principalement constitué de produits fabriqués. Lorsque les spécifications des fabricants des produits sont intégrées dans l’écosystème BIM dès le début de la phase de conception, il est possible de tester les systèmes MEP et d’apporter des modifications à leur conception en toute facilité. Les parties prenantes continueront à bénéficier de l’efficacité améliorée du système longtemps après la fin de la construction.
  4. Il améliore l’expérience des occupants du bâtiment.
    • Un modèle BIM précis permet d’obtenir plus facilement des retours critiques de la part des parties prenantes via des aperçus informatifs et des visites virtuelles. La prise en compte de l’expérience des occupants dès la phase de conception permet de construire des bâtiments qui apportent une plus grande satisfaction.
  5. Il facilite la communication pendant la construction.
    • La communication est à la fois un aspect essentiel de la réussite d’un projet de construction et un défi permanent. Avec le BIM, tous les changements, tels que ceux affectant les délais, les calendriers, la disponibilité des matériaux ou les équipes de spécialistes prévues, peuvent être coordonnés en temps réel via des applications numériques et des appareils mobiles, toutes les parties prenantes restant en permanence informées. Le fait que toutes les parties travaillent avec le même modèle BIM numérique facilement accessible et sans cesse actualisé permet également d’éviter la perte d’informations. Par ailleurs, des technologies telles que le BIM et la RA peuvent favoriser des approches proactives contribuant au contrôle du processus de construction et à la réduction des erreurs potentielles.
  6. Maîtrise des coûts. Dans le domaine de l’ingénierie logicielle, les prototypes sont rapidement créés et rapidement testés afin de résoudre le plus rapidement possible les problèmes.
    • Dans l’univers bien concret de la construction, les maîtres d’œuvre doivent s’assurer que la conception de la version initiale est aussi bonne que possible car une deuxième version d’un bâtiment est impossible sans de coûteuses rénovations. Le BIM peut contribuer à éviter l’approche consistant à apporter des modifications une fois la construction effectuée, qui peut facilement provoquer une envolée des coûts. Le BIM permet d’analyser, de tester, puis de réanalyser, et ainsi de suite, la première version d’un bâtiment. La conception peut ainsi être revue et améliorée à de maintes reprises. Grâce à ce processus, chaque mouture est meilleure que la précédente et lorsque les fondations sont creusées, le bâtiment a déjà fait l’objet d’améliorations considérables.
  7. Il permet la maintenance prédictive.
    • Le BIM aide les maîtres d’œuvre à réaliser une partie de la maintenance prédictive, permettant de réduire les pannes imprévues, tout en planifiant soigneusement les cycles de maintenance. La budgétisation de la gestion des installations est ainsi plus précise. L’équipe de gestion des installations ne se laissera ainsi pas surprendre par des changements nécessaires imprévus des équipements – le modèle BIM permet de prévoir tous ces événements. L’analyse des données BIM pour un portefeuille de bâtiments permet également au maître d’œuvre de déterminer des cycles de maintenance pour les systèmes du bâtiment majeurs et mineurs et de comparer les bâtiments et les espaces au sein de ce portefeuille.
  8. Réduit les coûts de cycle de vie d’un bâtiment.
    • L’utilisation du modèle BIM dans la gestion des installations suscite un intérêt croissant de la part des maîtres d’œuvre, qui réalisent que celui-ci permet de réduire les coûts dans le temps. Si l’on se fie à l’hypothèse « de l’iceberg » (selon laquelle seulement 1 % du coût de cycle de vie d’un bâtiment est consacré à la conception du bâtiment et 70 %, à sa maintenance), alors les maîtres d’œuvre pourraient, grâce au BIM, réduire cette part de 70 % consacrée à la maintenance en réaffectant des dépenses en capital à la phase de conception et en augmentant légèrement cette part de 1 %.
  9. Permet l’utilisation de systèmes de gestion du bâtiment et de systèmes de gestion des installations.
    • L’utilisation généralisée de capteurs dans les bâtiments a ouvert la voie aux bâtiments intelligents. Les bâtiments intelligents sauront non seulement comment le bâtiment est utilisé, mais également si un problème s’y produit. Par exemple, en cas de fuite dans le système de canalisation, la présence d’humidité dans la structure pourra être détectée avant qu’elle n’entraîne des moisissures et des problèmes sanitaires. Ces informations détaillées relatives au bâtiment peuvent être directement mises en relation avec les systèmes de gestion du bâtiment. Du point de vue du maître d’œuvre, le modèle BIM contiendra de précieuses informations relatives aux équipements du bâtiment. Le maître d’œuvre pourra cliquer sur un élément du système CVC afin de voir la date d’installation, le nom de l’installateur, la maintenance effectuée et les informations de garantie. La possibilité de disposer de toutes ces informations relatives aux composants du bâtiment améliore la relation entre le maître d’œuvre et les entrepreneurs, les entreprises de maintenance et les autres partenaires.

Les 9 tendances nouvelles et à venir de l’industrie de la construction résultant de l’adoption du BIM

  1. Jumeaux numériques
    • Le concept de jumeau numérique fait lentement son chemin dans l’univers de la construction. Un jumeau numérique est un modèle virtuel d’un bâtiment qui collecte les informations en temps réel relatives à la structure via des capteurs, des drones ou d’autres technologies sans fil. Le « jumeau » utilise sans cesse de multiples sources, dont l’analytique avancée, les algorithmes d’apprentissage automatique, l’intelligence artificielle (IA), pour obtenir des informations précieuses sur les performances, le fonctionnement ou la rentabilité d’un projet, qu’il soit construit ou en cours (source). À l’avenir, les modèles BIM graphiques alimenteront l’environnement de gestion des installations, y compris les sources telles que les données de consommation énergétique, les demandes de service et la maintenance préventive. Le potentiel futur consistera à relier le BIM et la gestion des installations à l’échelle d’une ville et non plus seulement de bâtiments.
  2. Intelligence artificielle
    • Le modèle BIM collecte un grand nombre d’informations pendant les phases de conception et de construction d’un bâtiment. L’interprétation et la prise en compte des données collectées à partir des modèles BIM et des projets antérieurs permettent d’éviter des erreurs futures et d’améliorer le processus de conception et de construction. Ces informations sont toutefois trop nombreuses pour pouvoir être traitées par l’homme seul. L’intelligence artificielle appliquée au BIM est une tendance qui consiste à utiliser cette masse d’informations pour accélérer le traitement des données et améliorer de manière significative le processus de construction. En faisant appel à l’IA, les logiciels BIM peuvent apprendre des données et identifier des modèles. Ils peuvent ensuite prendre de façon autonome des décisions sur la façon d’automatiser et d’améliorer les processus de construction.
  3. Des modèles numériques ayant valeur de documents juridiques
    • Les modèles BIM pourraient bientôt avoir le même statut que les fichiers PDF pour la documentation 2D. La reconnaissance et la standardisation des modèles BIM comme documents de construction juridiquement contraignants, au même titre que les plans papier dans le passé, va contribuer à généraliser l’utilisation du BIM dans les projets de construction.
  4. Accès simplifié aux modèles BIM dans les services cloud
    • Les services cloud simplifient les projets de construction. Alors qu’auparavant, toutes les parties impliquées dans un projet s’envoyaient les modèles mis à jour une fois par semaine – pour qu’au final, une partie s’aperçoive que le mur sur lequel elle travaillait semblait avoir été déplacé – toutes les parties peuvent désormais travailler en temps réel sur le même modèle. Toutes les parties ont accès aux dernières informations et peuvent être assurées que celles-ci sont correctes, permettant ainsi une réalisation plus rapide du travail.
  5. Les robots font leur apparition sur les sites de construction
    • Dans un avenir proche, il sera de plus en plus courant de voir sur les sites de construction des robots utilisant des modèles BIM pour réaliser des tâches de construction. Il n’existe actuellement qu’un petit nombre de robots industriels dans le secteur de la construction et la plupart d’entre eux sont utilisés dans la production de pièces préfabriquées. Cependant, plusieurs entreprises travaillent actuellement au développement de robots mobiles pour l’industrie de la construction.
  6. Impression 3D pour la construction des bâtiments
    • Partout dans le monde, les gens essaient de construire des bâtiments à l’aide d’imprimantes 3D. Grâce à cette technologie, des chercheurs en Californie ont réussi à imprimer et à construire une maison en seulement 24 heures. En Chine, les expériences sont allées plus loin puisqu’on a réussi, grâce à une imprimante 3D, à produire dix maisons en un jour en usine. Le matériau de construction est constitué de matériaux de construction recyclés, de matériaux issus de l’industrie et de ciment. De tels tests sont également réalisés en Europe. Les avantages de l’impression 3D comprennent la réduction des gaspillages de matériaux et l’augmentation du recyclage. Cette technologie offre également une plus grande liberté à l’architecte, car les imprimantes 3D peuvent réaliser des formes incurvées qui sont plus difficiles à faire à la main.
  7. Préfabrication
    • Grâce aux avancées dans le domaine du BIM, la préfabrication et la construction modulaire font l’objet d’un nouvel engouement. La conception des composants du bâtiment étant désormais précise et détaillée, un nombre croissant de composants peuvent être fabriqués hors site. La construction modulaire et préfabriquée peut réduire la durée du projet de construction et améliorer son efficacité, les composants préfabriqués pouvant être produits en usine dans des conditions optimales et les entreprises de construction n’étant pas soumises à des contraintes telles que la météo ou la lumière du jour.
  8. Construction durable
    • Une tendance qui ne fait aucun doute est la manière dont l’industrie évolue de plus en plus vers des bâtiments durables et économes en énergie. Il existe un certain nombre de certifications de construction durable portant sur différents aspects, telles que les certifications LEED, BREEAM et GreenBuilding, et la numérisation peut contribuer à rendre la construction durable plus facile. Les outils de calcul environnemental peuvent établir des analyses du cycle de vie des bâtiments, calculer l’impact environnemental de différents bâtiments et aider à déterminer comment les entreprises peuvent réduire leurs émissions en adaptant leur choix de matériaux ou leurs méthodes de production.
  9. RV/RA/RM
    • L’utilisation de la réalité virtuelle (RV) dans les projets de construction est de plus en plus répandue. Par exemple, vous pouvez maintenant vous balader en RV autour d’un bâtiment virtuel et voir à quoi il ressemblera une fois la construction terminée. La réalité virtuelle améliore la compréhension du projet pour toutes les parties concernées : les constructeurs, les décideurs et les résidents. Cette technologie va connaître une forte expansion et la fonctionnalité sera intégrée dans les téléphones portables. Vous n’aurez plus besoin d’une paire de grosses lunettes de RV, mais uniquement de votre téléphone portable.
    • La réalité augmentée (RA) consiste à ajouter des informations numériques au monde réel qui nous entoure. Les applications de la RA dans le secteur de la construction sont nombreuses. Par exemple, la technologie RA peut être utilisée pour illustrer des installations dans des bâtiments existants, comme la façon dont un tuyau passe dans un toit ou un mur.
    • La réalité mixte (RM) est un mélange de réalité virtuelle et de réalité augmentée. L’objet virtuel en question est si bien fait qu’il semble faire partie du monde réel, tel un hologramme. Avec cette technologie, un maître d’ouvrage peut se rendre sur son site, mettre ses lunettes et voir se réaliser son bâtiment encore en construction. Vous pouvez voir à quoi il ressemblera si vous procédez à quelques ajustements ou zoomer pour voir plus de détails. Vous pouvez même entrer dans le bâtiment et le découvrir avant sa construction, voir la vue depuis différentes fenêtres, vérifier comment le déplacement d’un mur changerait la pièce ou regarder une section transversale du mur. Cette technologie va également jouer un rôle important pour les installateurs.

Transfert efficace des données

« Le BIM (Modélisation des informations du bâtiment) en tant que méthodologie a naturellement de nombreuses incidences différentes sur l’industrie du bâtiment mais, en fin de compte, je pense que toutes se résument au fait que chacune des parties participant au projet de construction a la possibilité d’accéder à toutes les données dont elle a besoin et de les utiliser et ce, à chaque étape du projet, éliminant ainsi les doublons et les répétitions inutiles. Cela nécessite bien sûr un transfert efficace des données entre les participants au projet, dans un format auquel chacun peut accéder et utiliser d’une étape à l’autre. »

Jan Behrens, responsable du support projet chez Lindab