Définition et signification du BIM. Qu’est-ce que le BIM ?

La modélisation des données du bâtiment (BIM) devient de plus en plus importante dans la construction moderne. Dans de nombreuses régions, elle devient obligatoire pour garantir l’efficacité du processus de construction de tout objet à toutes les étapes de la construction, de la planification et de la conception jusqu’au processus de construction proprement dit.

Même si la BIM peut sembler être une technologie relativement nouvelle, elle existe depuis suffisamment longtemps pour que l’on puisse en interpréter le sens de différentes manières. L’une des significations les plus neutres de la BIM la décrit comme un processus hautement sophistiqué qui tire parti de vastes possibilités de collaboration pour permettre aux parties prenantes et aux professionnels de divers domaines de travailler ensemble au sein d’un même modèle 3D. Cette définition du BIM construction implique que les spécialités des divers professionnels de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction sont utilisées pour prendre des décisions très efficaces et efficientes sur la base d’informations accessibles et en temps réel sur le projet en question.

Les origines du BIM

Avant que la BIM ne voie le jour, les plans et dessins traditionnels permettaient d’exprimer différentes informations sur un plan de construction spécifique. Visualiser les dimensions exactes et les exigences plus particulières n’était pas une tâche facile dans les frontières de cette approche 2D, d’autant plus que les modèles changeaient.

Lorsque la CAO (conception assistée par ordinateur) est devenue populaire, la numérisation des plans de construction auparavant sur papier a vu le jour. La CAO s’est transformée en 3D et a résolu un problème supplémentaire : l’ajout de la troisième dimension, qui permet d’obtenir des plans de construction plus réalistes.

C’est alors qu’est apparu le BIM, un nouveau processus qui porte la 3D à de nouveaux sommets en ajoutant des informations et une coopération à la signification de base du BIM.

La BIM elle-même fonctionne avec des composants spécifiques appelés objets BIM. Les objets BIM sont les composants fondamentaux d’un modèle BIM, chacun d’entre eux ayant une géométrie spécifique et des données uniques. La modification de l’un de ces objets entraîne des changements dans l’ensemble du modèle pour tenir compte de la différence soudaine de paramètres, ce qui permet aux modèles BIM d’être plus précis tout au long du processus de construction. Ces modifications ultérieures permettent aux experts de différents domaines – architectes, ingénieurs, concepteurs, entrepreneurs, etc. – de participer plus facilement au processus de construction sans perturber le travail de quelqu’un d’autre.

Les composants de la technologie BIM

L’une des façons de comprendre la définition de la BIM dans son intégralité réside dans la compréhension de son nom, « Gestion des informations sur le bâtiment ». Nous commencerons par le « bâtiment », et nous poursuivrons rapidement.

Le bâtiment. Il ne s’agit pas seulement d’un bâtiment au sens d’une structure ayant quatre murs et un toit, mais la BIM peut s’appliquer à d’autres domaines que les bâtiments traditionnels, comme l’infrastructure, l’aménagement paysager, le génie civil et bien d’autres choses encore. De ce fait, la définition implique l’objectif initial de la BIM en tant que processus : « construire » quelque chose.

L’information. L’inclusion de « l’information » dans le processus et la manière dont elle est incorporée est ce qui rend l’ensemble du processus « intelligent ». En l’état actuel des choses, chaque projet est accompagné d’une pléthore d’informations et de types de données différents. Rassembler toutes ces informations en un seul endroit, les rendre accessibles et les gérer en temps réel, voilà ce qu’est l' »information » dans le cadre de la BIM.

Modélisation. L’origine de la modélisation implique que vous construisez essentiellement l’ensemble du projet à partir de la base avant de commencer la construction proprement dite. C’est la réponse directe à la question « Qu’est-ce que la modélisation BIM ? » Le modèle détaillé et efficace d’un bâtiment ne doit pas seulement servir de référence pour la phase de construction, mais aussi pour les propriétaires du bâtiment longtemps après la fin du processus de construction.

Partage d’informations dans le BIM

Informations sur la manière dont les différents objets et modèles BIM sont partagés au sein d’un environnement spécifique appelé CDE (Common Data Environment). Les données qui ont été transférées au sein du CDE sont appelées modèle d’information. Ces modèles peuvent être utilisés à tous les stades du processus de construction, depuis la planification et la mise en place initiale du projet jusqu’aux étapes finales de la construction et même la phase de rénovation.

Cette approche approfondie de l’information repose sur l’un des principes fondateurs de la BIM : l’importance du « I », c’est-à-dire de l' »information », dans la définition de la BIM. Beaucoup s’accordent à dire que l’élément le plus important et le plus utile de la BIM est l’information échangée, car il ne s’agit pas d’une simple donnée qui ne sert qu’une fois, mais d’une donnée actionnable en tant que telle.

Différents spécialistes peuvent utiliser ces données pour réduire les problèmes de coordination, fournir des informations utiles pour l’avenir, exprimer l’intention nécessaire pour la construction en question, améliorer la précision globale du projet, et bien plus encore.

Niveaux BIM – de 0 à 6D

Bien entendu, il serait injuste de supposer que toutes les entreprises vont soudainement adopter la BIM comme principale méthode de construction/planification et l’utiliser pleinement, surtout si elles ne connaissent pas la définition de la construction BIM. C’est pourquoi il existe différents niveaux de BIM. Chacun de ces niveaux exprime un degré particulier d’efficacité des différentes technologies de l’information utilisées dans le processus de construction.

Le niveau 0 est le premier niveau de BIM. Le « zéro » dans le nom représente le niveau de coopération et de collaboration au sens de la BIM, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de collaboration du tout. Les signes les plus courants d’un niveau 0 de la BIM sont l’utilisation de la CAO en 2D (et non en 3D) et l’utilisation d’impressions et de dessins numériques comme principale option pour divers projets et plans. Bien que de nombreux professionnels soient encore réticents à l’idée de modifier leurs principes de construction immuables, on peut affirmer sans risque de se tromper que la majeure partie du secteur est aujourd’hui au-dessus du niveau 0 en ce qui concerne la collaboration et la gestion de l’information sur les bâtiments.

Le niveau 1 est le niveau de collaboration actuel de la majorité des entreprises de construction et représente l’utilisation de la CAO 3D pour les concepts, mais toujours la CAO 2D pour les projets d’information sur la production et la documentation ultérieure. Ce niveau est couvert par la norme BS 1192:2007, où il est normal que seul l’entrepreneur ait accès aux données du CDE. À ce niveau, chaque partie prenante dispose de ses propres données cloisonnées qu’elle peut publier et gérer, et le degré de collaboration est très faible.

Le niveau 2 est également très populaire, principalement parce qu’il a été rendu obligatoire par le gouvernement britannique pour tous les projets faisant l’objet d’un appel d’offres public. À ce niveau, la CAO 3D est utilisée par tous les membres de l’équipe participante. Cependant, des problèmes se posent car différents modèles peuvent être utilisés pour différents groupes de spécialistes. L’un des principaux changements à ce niveau est l’utilisation de formats de fichiers communs.

À ce niveau, les parties prenantes sont tenues d’échanger des informations en utilisant le format de fichier standard partagé. La combinaison de données dans les mêmes formats de fichiers présente plusieurs avantages, notamment la réduction des coûts, le gain de temps, etc. En même temps, la nécessité d’utiliser un format de fichier commun signifie que le logiciel de CAO doit être capable de travailler avec des formats de fichier spécifiques, comme COBie ou IFC (Construction Operations Building Information Exchange et Industry Foundation Class, respectivement).

Le niveau 3 est celui où la BIM commence à montrer ses vraies couleurs – pas de séparation des modèles 3D, mais un seul modèle à partir duquel tout le monde peut travailler, la réponse directe à la question « Qu’est-ce que la BIM du point de vue technologique ? Ce modèle 3D BIM doit exister dans un environnement accessible et partagé. Un tel environnement est appelé Open BIM, et sert de niveau de protection supplémentaire contre les conflits de décisions au milieu de la planification du projet, entre autres choses.

La BIM, en tant que norme industrielle, est là pour rester. Il existe une liste claire des avantages qui découlent de sa mise en œuvre, et une grande partie des inconvénients supposés proviennent du côté conservateur du marché qui ne veut pas mettre en œuvre de nouvelles technologies et évoluer avec l’industrie. Il est également évident que la BIM se complique d’année en année et que l’ajout de 4D, 5D et 6D n’est plus très loin.

Le débat sur les différentes « dimensions » supérieures au niveau 3 de la BIM n’en est qu’à ses débuts. Certains participants refusent carrément d’accepter certaines parties de cette idée. Cependant, il est toujours utile de savoir ce que signifient les BIM 4D, 5D et 6D.

Le BIM 4D représente le travail en 4 dimensions dans l’environnement BIM, ajoutant essentiellement la quatrième « dimension » – le temps – aux trois dimensions déjà connues. L’idée de la BIM 4D tourne autour de la possibilité pour les participants au projet d’interagir avec différentes activités dans le processus de construction en général, y compris :

• L’atténuation des risques;
• Surveillance des activités;
• Séquencement de l’activité physique;
• Visualisation du chemin critique comme conséquence d’une série d’événements, et plus encore.

La BIM 4D peut être représentée comme une modification des diagrammes de Gantt ou des calendriers CPM traditionnels connus. Il existe parfois des exemples d’utilisation de ce type de technique dans le cadre de grands projets, mais ils sont limités en raison des coûts associés à leur mise en œuvre. Néanmoins, les progrès globaux de la technologie BIM facilitent progressivement l’utilisation du développement 4D dans d’autres domaines, tels que les processus de fabrication, etc.

La BIM 5D est encore plus complexe. Elle prend l’image déjà compliquée du projet en 4 dimensions et l’intègre à diverses informations relatives aux coûts, faisant ainsi du « coût » la « 5e dimension » de la BIM. Cette technique permet d’améliorer différents aspects de la BIM, quelle que soit l’échelle. L’idée n’en est encore qu’à ses débuts et il faudra peut-être attendre un peu avant que le temps et les coûts soient considérés comme des dimensions distinctes dans le contexte de la BIM.

La BIM 6D est la dernière « dimension » de la BIM et représente l’interaction entre les composants 3D classiques et tous les aspects qui composent le cycle de vie du projet. Le modèle 6D est souvent utilisé comme représentation finale du projet de construction lorsqu’il est officiellement achevé. Il se présente sous la forme d’un modèle BIM contenant une multitude d’informations relatives au bâtiment, notamment des données de garantie, des informations sur les fabricants, des spécifications, des manuels et d’autres détails susceptibles d’être utiles dans le cadre de l’utilisation ultérieure du bâtiment au fil des ans.

L’aide à l’exploitation et à la maintenance de l’installation finale est l’objectif principal de ce type de modèle. Il est moins utilisé au Royaume-Uni, car il n’ajoute pas directement une autre dimension à l’échelle globale, et est souvent remplacé par Asset Information Requirements ou Asset Information Model (AIR et AIM, respectivement).

Les normes BIM

Bien entendu, la BIM dans son ensemble ne serait pas devenue aussi populaire et efficace sans la mise en place de normes spécifiques. Il convient de mentionner que plusieurs pays ont des normes spécifiques à leur région en matière de BIM. Il est toutefois possible de distinguer un certain nombre de normes acceptées et reconnues au niveau international. Ces normes définissent la structure d’information de la BIM, les processus BIM, etc.

• ISO 23386:2020 – “Building Information Modeling and other digital processes used in construction – Methodology to describe, author and maintain properties in interconnected data dictionaries.”
• ISO 16739-1:2018 – “Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management issues – Part 1: Data schema.”
• ISO 19650-1:2018 – “Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modeling (BIM) – Information management using building information modeling – Part 1: Concepts and principles.”
• ISO 12006-2:2015 – “Building construction – Organization of information about construction works – Part 2: Framework for classification.”

Comme nous l’avons mentionné, certains pays utilisent ces normes internationales comme base de référence pour leurs réglementations BIM. Par exemple, le cadre BIM britannique s’appuie sur les normes de la série ISO 19650 pour créer son ensemble de règles pour ce secteur spécifique – la série UK PAS 1192.

Images erronées sur le BIM

Il est assez surprenant de constater que de nombreuses idées fausses circulent à propos de la BIM, dont beaucoup pourraient être les principaux facteurs influençant son adoption. Voici quelques-unes des idées fausses les plus répandues sur la BIM :

1. La BIM est une solution tout-en-un qui fonctionne dès la sortie de la boîte.

Cette idée fausse n’est pas aussi répandue que l’autre, mais elle n’en est pas moins présente. Beaucoup de gens pensent que le Logiciel BIM lui-même fonctionne à sa pleine capacité dès le départ. S’il est vrai que de nombreux logiciels BIM peuvent être déployés et fonctionner en peu de temps, la seule chose que vous obtiendrez immédiatement est la modélisation 3D, et c’est tout.

La BIM, en tant que processus de construction, implique de modifier et d’adapter la majorité de vos processus existants pour tenir compte de la manière innovante dont la BIM met en œuvre l’information et la collaboration dans tous les aspects du processus. Ce n’est pas un processus facile, mais le jeu en vaut la chandelle à long terme.

2. La BIM n’est qu’une évolution de la CAO en tant qu’outil de conception..

S’il est vrai que l’un des principaux objectifs de la BIM est la modélisation 3D – tout comme la CAO – il est important de faire la distinction entre les deux. Au sens figuré, la modélisation 3D n’est que la partie émergée de l’iceberg lorsqu’il s’agit des nombreuses fonctionnalités de la BIM, notamment l’interaction, la collaboration, l’exécution du projet, l’exploitation des informations disponibles pour chaque projet, etc. En résumé, vous pouvez parfaitement créer un modèle CAO 3D avec un logiciel BIM, mais vous ne pourrez pas profiter de la majorité des avantages liés à la BIM en utilisant un logiciel CAO 3D.

Il est également essentiel d’établir une distinction claire entre un modèle 3D qui peut être créé à l’aide d’un logiciel de CAO et un objet BIM. Le premier ne contient généralement que des informations géométriques sur l’objet réel et peut être créé à l’aide de vos outils de CAO habituels. Le second est un objet 3D contenant une multitude d’autres informations importantes sur cet objet particulier, telles que des informations techniques complètes.

Les objets BIM sont nécessaires pour que la modélisation 3D en tant que processus soit aussi proche que possible des situations réelles ; sinon, il n’y a aucun intérêt à modéliser des projets. L’inclusion d’informations techniques et autres permet également de détecter plus facilement les conflits entre différents objets et de prévoir d’autres conflits potentiels dès la phase de conception du projet.

3. La BIM est réservée aux architectes.

Il s’agit d’une idée reçue concernant la plupart des « outils de conception », et pas seulement la BIM. Un grand projet de gratte-ciel au milieu de la ville est probablement l’exemple le plus évident de l’utilisation de presque tous les outils de conception, mais ce n’est pas tout, loin de là. La question « Qu’est-ce que la BIM en architecture ? » est également très répandue. Cependant, c’est beaucoup plus compliqué que cela.

Le fait que les secteurs de la construction et de l’architecture aient été les premiers à adopter la BIM en tant que technique a peut-être jeté de l’huile sur le feu, ce qui explique pourquoi tout le monde pense que la BIM ne peut s’appliquer qu’aux bâtiments.

En réalité, la BIM peut être adaptée pour travailler avec une grande variété de structures différentes, y compris l’ingénierie routière, l’ingénierie ferroviaire, l’architecture du métro, les structures énergétiques, le génie civil, et bien plus encore.

Cycle de vie de la BIM

Le fait que la BIM soit bénéfique à l’ensemble du cycle de vie du projet peut être représenté par un diagramme ci-dessous – il permet de voir combien de choses sont d’autant plus pratiques et commodes avec l’inclusion de la BIM dans ces processus. En sachant ce qu’est la technologie BIM dans son ensemble, il est facile de comprendre pourquoi la BIM peut être considérée comme une pierre angulaire de la transformation numérique pour un certain nombre d’industries – la gestion des installations, la gestion des bâtiments, l’industrie AEC et le domaine de l’immobilier commercial, pour n’en nommer que quelques-unes.

Ce type d’influence est relativement évident, car ces secteurs tirent de nombreux avantages d’informations précises, opportunes et pratiques sur leur sujet. Si l’on ajoute à cela le fait que les données sont considérées comme la ressource la plus importante d’une organisation à l’heure actuelle, il est facile de comprendre comment la BIM a pu avoir une telle influence sur l’ensemble du secteur de la construction.

L’adoption du BIM et les tendances de l’industrie de la construction

L’influence de l’adoption généralisée du BIM a généré un certain nombre de « vagues » dans l’industrie de la construction, lançant de nouvelles tendances et poussant les tendances existantes vers l’actualisation. Sachant ce qu’est le BIM en premier lieu, il est facile de comprendre comment il a engendré autant de changements et de nouvelles tendances. En fait, ces tendances sont si nombreuses qu’elles peuvent faire l’objet d’une liste distincte :

BIM et Intelligence Artificielle

Il est relativement courant de voir un modèle BIM collecter une grande masse d’informations tout au long du projet, du début à la fin. Ces informations peuvent être utiles pour le projet lui-même, et elles peuvent également devenir une expérience d’apprentissage pour les projets futurs. Cependant, ce type d’informations est souvent difficile à interpréter et à analyser manuellement, et c’est là que l’intelligence artificielle entre en jeu. L’utilisation de l’intelligence artificielle à des fins d’analyse BIM est la première tendance à venir sur cette liste, offrant une analyse des données beaucoup plus rapide et efficace par rapport aux méthodes d’analyse manuelles. Les données BIM peuvent être utilisées pour aider l’IA à apprendre des modèles et à identifier des problèmes potentiels avec une précision bien plus grande qu’auparavant.

Accès à l’information en temps réel

L’utilisation de la BIM comme source unique et unifiée d’informations pour l’ensemble du projet est déjà une tendance, offrant des avantages considérables par rapport aux méthodes traditionnelles de partage des données. L’utilisation de services en nuage à des fins d’accessibilité dans la BIM facilite grandement la collaboration, la résolution des problèmes et la compréhension des détails spécifiques du projet, ce qui permet de réduire les retards, d’améliorer les performances, et bien plus encore.

L’impression 3D dans le secteur de la construction

Étant donné que l’impression 3D est testée dans de nombreuses applications différentes dans le monde entier, il est tout à fait naturel qu’elle soit également testée dans le secteur de la construction. De nombreux rapports font état de maisons entières créées uniquement grâce à l’impression 3D, et les avantages de cette technologie sont considérables. Les matériaux utilisés pour l’impression 3D dans la construction de bâtiments peuvent être du ciment, des matériaux recyclés et même des restes de processus de construction traditionnels. L’impression 3D dans le secteur de la construction permet de réduire considérablement les quantités de déchets de construction, d’améliorer le recyclage dans son ensemble et d’offrir une liberté architecturale encore plus grande qu’auparavant.

Durabilité

La durabilité et l’efficacité énergétique sont une tendance depuis un certain temps déjà, et il est tout à fait naturel que le secteur de la construction y soit également impliqué. Des réglementations de plus en plus strictes en matière de construction sont acceptées chaque année, et il existe déjà de nombreuses certifications de construction durable qui se concentrent sur la durabilité de différents types de projets (GreenBuilding, LEED, BREEAM, etc.). Cependant, la création d’objets durables de la taille d’un bâtiment nécessite de nombreux calculs précis – une tâche pour laquelle la BIM sera toujours plus performante que le travail manuel. La BIM peut aider à réduire les émissions, à choisir des matériaux plus durables, à analyser le futur cycle de vie du projet, etc.

Jumeaux numériques

Le concept de jumeau numérique semble extrêmement utile sur le papier, et il fait déjà son chemin pour devenir une pratique courante dans l’industrie de la construction. L’idée qui sous-tend ce concept est au cœur même de la BIM – une source centralisée d’informations sur le projet sous la forme d’un modèle 3D. Cependant, un jumeau numérique du projet se développe également en même temps que le bâtiment réel en utilisant diverses technologies et sources d’information. Un jumeau numérique peut utiliser l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle pour fournir des informations pratiques sur l’état actuel et futur du projet. Les modèles BIM devraient également pouvoir accepter les informations de gestion des installations et être suffisamment évolutifs pour couvrir une ville entière et non un seul bâtiment. Toutefois, ces avancées sont encore attendues dans un avenir proche.

La légalité des modèles numériques

Une autre tendance émergente pour la technologie BIM est la reconnaissance officielle des modèles BIM au même titre que la documentation classique du projet au format 2D .PDF. Ce type de reconnaissance est nécessaire pour que la BIM devienne encore plus une norme pour l’ensemble de l’industrie, avec la possibilité de faire de la BIM une pratique courante dans un avenir proche.

La robotique dans le secteur de la construction

L’existence d’informations centralisées incroyablement précises sur l’ensemble du projet facilite grandement la transition de l’ensemble du secteur vers la prochaine étape évidente de l’évolution de l’industrie de la construction : l’utilisation de la robotique pour créer des bâtiments. Jusqu’à présent, les robots ne sont pas très répandus dans le secteur de la construction, mais l’introduction et la popularité généralisée de la BIM ont permis de passer beaucoup plus facilement du fantasme à la réalité.

Construction modulaire et préfabrication

La technologie BIM offre de nombreux avantages différents, mais son principal avantage sous la forme d’informations cohérentes et détaillées sur le projet est déjà suffisant pour donner naissance à une variété de tendances et de courants dans le domaine. Un autre exemple est la construction modulaire et la préfabrication, qui ont toutes deux gagné beaucoup de terrain depuis que la BIM est devenue populaire. La fabrication repose en grande partie sur la précision des informations préexistantes, ce qui rend généralement difficile la fabrication à l’avance de sections entières d’une structure. Toutefois, la BIM et la précision de ses informations ont pratiquement résolu ce problème, permettant à la préfabrication et à la construction modulaire de gagner en popularité à une vitesse fulgurante.

Réalité augmentée, réalité virtuelle et réalité mixte dans le secteur de la construction

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Les trois technologies susmentionnées sont extrêmement utiles dans le secteur de la construction – et ce n’est que l’introduction de la BIM et sa précision dans les données qui l’ont rendue possible en premier lieu. La réalité augmentée peut être utilisée sur place pour ajouter des informations numériques à un chantier de construction réel, ce qui facilite la planification des différentes parties du projet – telles que la ventilation, la plomberie, etc. La réalité virtuelle, quant à elle, permet aux utilisateurs de parcourir le modèle 3D lui-même avant qu’il ne soit créé, à l’aide de lunettes de réalité virtuelle spéciales. Elle peut être utilisée à des fins de construction et de promotion, offrant à ses utilisateurs une précision et un niveau de détail extrêmement proches de ce à quoi ressemblerait l’ensemble du projet dans la réalité. La réalité mixte combine les deux : elle utilise un modèle de projet virtuel très détaillé. Elle l’ancre dans le monde réel, ce qui permet de se déplacer sur place et de comprendre plus facilement à quoi ressembleront les différentes parties d’un futur bâtiment. Il s’agit également d’une excellente technologie pour le secteur de l’installation, qui offre une plus grande liberté en termes de personnalisation pour les clients et les entrepreneurs.

Conclusion

La BIM est un processus hautement sophistiqué qui peut prendre du temps avant d’atteindre son plein potentiel. La technologie BIM est encore relativement nouvelle, et ses avantages sont de plus en plus évidents au fur et à mesure que les entreprises l’adoptent. Il est important de se rappeler que l’adaptation à la BIM n’est pas un processus instantané, mais que le jeu en vaut la chandelle. Qu’est-ce que la BIM dans la construction ? Il y a les avantages supplémentaires de la coopération et de la collaboration, la facilité générale d’interaction et l’inclusion de différents détails dans le projet, et bien plus encore – les avantages de la BIM sont presque infinis.

Il existe un dernier avantage commun à la progression : l’objectif global de réduction des déchets dans le processus de construction. En éliminant ou en réduisant considérablement la possibilité d’erreurs de construction grâce à la BIM, les entreprises perdent moins de temps et de matériaux de construction à retravailler les erreurs. En fin de compte, la BIM a un impact direct sur les inefficacités de la chaîne d’approvisionnement, ce qui rend l’ensemble du projet et du processus plus efficace et durable.