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  3. Analyse et construction de la maquette BIM
Extrait - Le BIM Sa mise en oeuvre à l'heure du chantier numérique
Extraits du livre
Le BIM Sa mise en oeuvre à l'heure du chantier numérique Revenir à la page d'achat du livre

Analyse et construction de la maquette BIM

Introduction

Si le chapitre suivant décrit l’approche collaborative proposée en lien avec le BIM ainsi que toutes les perspectives commerciales et sociétales qui peuvent y être liées, ce chapitre décrit la maquette BIM en tant qu’objet informatique.

Il est très important de bien appréhender en quoi la définition informatique de la maquette numérique a été guidée par des impératifs en termes collaboratifs. Ainsi la maquette numérique BIM se définit comme une maquette 3D orientée objet, constituée par une agglomération d’objets pouvant être apportés et modifiés directement par les spécialistes métiers, grâce notamment au principe d’interopérabilité. Ce procédé de modélisation est semblable à celui choisi dans d’autres secteurs d’activité utilisant de la 3D comme les industries aéronautiques et automobiles. D’une manière similaire dans ces industries, ce choix de technique de modélisation 3D s’est fait dans une recherche d’optimisation de la collaboration par la création d’une base de données unique et centrale.

Pour plus d’information sur cet exemple des industries aéronautiques et automobiles, rendez-vous au chapitre Histoire du BIM : enjeux et chronologie...

« M » pour « Modeling » : la modélisation orientée objet et paramétrique

Il est très fréquent que la signification de chaque lettre de l’acronyme B.I.M. soit interprétée de manière différente. Cela illustre les multiples facettes que recouvre le processus BIM du fait de son côté central et transversal.

Considérer la maquette BIM comme un « modèle » est surtout intéressant dans la mesure ou le choix de la technique de modélisation permet d’aboutir à un ensemble qui reproduit un « comportement » plutôt qu’à une simple représentation graphique en 3D.

1. Du plan au système 3D

L’acte de bâtir requiert la création de documents de « représentation du réel » qui serviront de support de concertation et de suivi des travaux. Historiquement sous la forme de plans papier, de nombreux outils numériques et informatiques ont été développés pour optimiser ce travail de « représentation du réel » par l’introduction de logiciel de création de plans sous format numérique : logiciels de Conception Assistée par Ordinateur (CAO, ou Computer Aid Design, CAD). Ainsi, tout le monde connaît le logiciel de référence AutoCAD, et il ne faut pas oublier bien sûr toutes les alternatives libres qui peuvent exister, y compris les applications directement accessibles depuis un navigateur web.

Les logiciels CAO/CAD permettent d’optimiser la production de plan en réalisant sur ordinateur un travail similaire de représentation du réel par des éléments graphiques tels que des lignes, des symboles, des arcs… Afin de pouvoir utiliser ces informations dans un cadre de gestion de projet, un système de calques est fréquemment utilisé afin d’afficher ou de masquer des informations en fonction des métiers des spécialistes réunis, tout en se raccrochant à la structure géométrique matérialisée par la représentation graphique des murs. Mais, peu de fonctionnalités permettent dans ce cas de représenter d’une manière suffisamment...

« I » pour « Information » : les informations de la base de données

1. Le « I » pour Information au centre de l’acronyme BIM

Le BIM est un processus collaboratif qui cherche avant tout à optimiser les flux d’informations nécessaires à un projet de construction et à la maintenance du bâtiment. L’accessibilité à une information fiable, dont on est certain de l’actualité par le principe d’unicité de la donnée, et trouvable intuitivement par tous grâce à la visualisation 3D, constitue le centre de la valeur ajoutée du BIM. L’information, centre de la valeur ajoutée, comme le « I » de BIM est au centre de l’acronyme.

Pour savoir en quoi la maquette BIM, par son côté visuel, constitue un véritable système d’information autonome, rendez-vous au chapitre Le processus collaboratif BIM : un enjeu sociétal - section Une visualisation intuitive pour un système de communication autonome.

La modélisation orientée objet et paramétrique supporte très naturellement la création d’une base de données. Les informations de chaque objet sont agglomérées à mesure que les objets sont eux-mêmes agglomérés. La réunion...

Les standards et formats de fichier

Les paragraphes précédents ont décrit les étapes historiques et les concepts informatiques qui ont dirigé la création d’un standard commun au secteur de la construction, sous la forme d’une modélisation orientée objet et paramétrique. Une maquette BIM consiste en une agglomération d’objets 3D dont les relations entre chaque objet sont explicitées informatiquement (contraintes). L’agglomération des objets supporte naturellement une base de données composée des informations de chaque objet. La base de données est organisée selon une arborescence spatiale site/bâtiment/niveau/pièce.

Si le format IFC, véritable clé de voute du processus BIM, est présenté ici, d’autres formats de données utilisés dans l’écosystème du BIM sont également présentés.

1. La clé de voute du BIM : le format IFC

Un travail très exhaustif a été requis afin que ce système de modélisation soit rendu « interopérable », c’est-à-dire permettant une utilisation par tous les acteurs du BTP sans restriction d’outil logiciel ou numérique. Il a ainsi été nécessaire de créer un « standard » qui agit comme un langage commun. Il suffit à n’importe quel acteur de pouvoir « parler » ce langage pour participer à la modélisation d’un bâtiment en association avec d’autres professionnels. De cette façon, cet acteur n’a pas pour obligation, pour participer au chantier, d’installer un logiciel imposé par le maître d’ouvrage ou la maîtrise d’œuvre. Le standard garantit son indépendance.

Le standard de fichier Industry Foundation Class (IFC) est créé selon ces concepts. Il est rendu ouvert au monde entier afin de constituer un standard international. Le standard IFC est étudié pour pouvoir échanger efficacement l’intégralité d’une maquette numérique BIM. En tant que standard organisant un modèle de donnée orienté objet, le standard IFC est créé par la définition...

Spécifier la maquette BIM

1. Se fier aux documents du BIM

En tout état de cause, il est nécessaire de faire référence aux documents du BIM avant de démarrer tout travail de spécification de la maquette BIM. En effet, les paramètres liés aux projets sont prédominants et peuvent modifier très sensiblement le travail à réaliser. Plus qu’une fin en soi, une maquette BIM constitue un système d’information déterminant pour tout le cycle du bâtiment, et son utilisation par le maître d’ouvrage nécessite que celle-ci soit créée selon des principes de modélisation et des nomenclatures bien précises.

Pour plus d’informations sur les documents classiques d’un processus BIM, qui spécifient la maquette BIM à créer, rendez-vous au chapitre Le processus collaboratif BIM : un enjeu sociétal - section De la charte BIM à la convention, l’articulation des documents du BIM.

2. Spécifier le niveau de détail en fonction des besoins

Si de nombreux progrès sur l’intuitivité des logiciels de modélisation ont été réalisés, il reste toujours nécessaire de fournir un effort de modélisation, partagé au niveau d’un chantier mais tout de même conséquent. Il est important de spécifier précisément le degré de complexité de la maquette numérique afin que cet effort ne soit pas prohibitif. Il est également rappelé qu’une des valeurs ajoutées centrales dans le BIM est l’accessibilité au plus grand nombre et que, dans ce sens, une qualité de détail trop élevée aboutit fréquemment à une perte de fonctionnalité de la maquette.

Le concept de LOD - Level Of Detail est un concept hérité de la discipline de modélisation 3D en général, c’est-à-dire pas forcément appliqué au secteur du BTP. En effet, il apparaît évident que tout travail de modélisation 3D verra la quantité d’effort qu’il est nécessaire de fournir pour le réaliser être directement déterminé par la précision et le niveau de détail choisi...

Techniques de modélisation en BIM

1. Démarrer une modélisation d’un bon pied

Ce paragraphe décrit les points particuliers à considérer lorsqu’on débute une modélisation de zéro, une fois la maquette BIM correctement spécifiée par rapport aux documents du BIM et au niveau de détails. Il s’agit ici de conseils d’ordre général qui trouvent surtout leur pertinence du fait du caractère synthétique de ce manuel. Je vous conseille de prolonger ces informations, par exemple, en regardant des tutoriels vidéo, qui seront plus précis et surtout, adaptés au logiciel que vous utilisez.

a. La possibilité de réaliser un « témoin virtuel »

Afin que tous les acteurs concernés puissent apprécier et valider le travail de modélisation prévu pour la constitution de la maquette BIM, il est possible de réaliser un « témoin virtuel », comme cela se pratique en physique sur le chantier. Ce témoin virtuel représentera une maquette finie, par exemple fidèle aux spécifications du DOE numérique, mais pour une toute petite partie du bâtiment. Il est intéressant de tester les fonctions automatiques, par exemple d’export de quantitatifs, sur le témoin virtuel.

Cette possibilité ne doit pas être négligée dans le sens où la maquette BIM est destinée à être utilisée par un grand nombre d’acteurs pour des usages différents. Envoyer à tous ces acteurs un premier témoin peut être une bonne idée pour faire valider les choix spécifiques au travail de modélisation comme à l’exécution du processus BIM, par le partage d’un exemple visuel. Une telle action aura également l’avantage de mobiliser tous les acteurs sur le sujet de la maquette BIM le plus en amont possible, ce qui est une des raisons d’être du BIM.

b. Choisir un modèle ou gabarit adapté

Les logiciels de modélisation proposent pour la plupart un système de fichiers modèles, appelés également « gabarits » ou « templates », qui sont pré-paramétrés...

Analyser, vérifier ou faire vérifier une maquette

Le travail de création de maquettes BIM est très optimisé dans le sens où les techniques de modélisation sont conçues pour l’efficacité et qu’un effort conséquent est fourni pour proposer une offre logicielle complète et accessible.

Lorsque les processus de création sont simplifiés, cela génère souvent mécaniquement un grand besoin de vérification. Certaines fonctionnalités des logiciels permettent de modéliser « en quelques clics », mais il est possible qu’il reste des petites erreurs non décelées durant le court instant de modélisation. Par exemple, l’intuitivité des logiciels de dessin par ordinateur repose beaucoup sur « l’accrochage magnétique » qui permet de dessiner une géométrie précise en se basant sur d’autres tracés numériques. Très utile en 2D, cette fonctionnalité peut se révéler périlleuse en 3D, par exemple lorsque sont affichés les tracés des étages inférieurs.

Il est également important de savoir que les processus d’export et d’import au format IFC sont susceptibles de générer des artefacts, par exemple la triangulation de surfaces.

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