Qu’est-ce qu’un format de fichier BIM?

L’histoire des programmes de CAO (conception assistée par ordinateur) est relativement longue, mais ils permettent de créer des modèles détaillés en 2D et en 3D. C’est pourquoi de nombreuses entreprises ont recours aux logiciels de CAO depuis des années. Cependant, avec l’essor du BIM (Building Information Management) ces dernières années, beaucoup pensaient que la transition entre les deux serait aussi simple que de convertir les fichiers d’un format à l’autre.

Malheureusement, ce n’est pas si simple. Les différences entre la BIM et la CAO allant bien au-delà des formats de fichiers, la transition est bien plus compliquée que le simple processus de conversion des données. Même l’histoire de ces deux termes est complètement différente – et c’est par l’histoire que nous commencerons.

Histoire de la BIM

Le concept de BIM existe en tant que technicité depuis les années 1970, à peu près au moment où les outils logiciels de modélisation des bâtiments ont commencé à apparaître. Toutefois, ces outils étaient coûteux et inadaptés à une utilisation généralisée. Le terme « BIM » a été utilisé pour la première fois en 1992 dans un article de F.P. Tolman et G.A. van Nederveen. La BIM doit le début de sa vague de popularité à Autodesk, l’éditeur de logiciels ayant publié en 2002 un livre blanc intitulé « Building Information Modeling ».

Bien que la BIM ne soit pas aussi ancienne que la CAO, elle a toujours eu son créneau : l’architecture. Le principal public cible de la BIM est celui des architectes, car elle offre des fonctionnalités avancées et simplifie l’ensemble du processus de conception. Les autres avantages de la BIM sont une conséquence de son objectif initial, et elle a prouvé qu’elle fonctionnait bien. La popularité de la BIM ne cesse de croître, influençant régulièrement la manière dont les projets de construction sont conçus et exécutés.

Histoire de la CAO

La CAO a une histoire beaucoup plus longue que le BIM, bien qu’il n’y ait pas d’événement unique attribué à sa création. Deux événements différents sont souvent cités, l’un en 1957 et l’autre en 1960. En 1957, le Dr Patrick Hanratty a lancé Pronto, le premier système de programmation utilisant la commande numérique. Patrick est souvent appelé « le père de la CAO » parce que cet événement a eu lieu plus tôt que les autres. En 1960, Ivan Sutherland, un étudiant du MIT, a créé Sketchpad, le premier programme permettant de réaliser des dessins techniques à l’aide d’un ordinateur.

Le débat sur la véritable origine de la CAO se poursuit, mais tous deux ont contribué de manière significative à l’industrie et à la création de logiciels de CAO. Les logiciels de CAO continuent d’évoluer et de changer aujourd’hui, la technologie aérospatiale n’étant qu’un exemple de l’importance de la CAO pour les tâches de construction modernes. La CAO est devenue une norme de facto pour toute forme d’ingénierie et constitue une exigence professionnelle pour les ingénieurs.

CAO et BIM : la définition

CAD

La conception assistée par ordinateur (CAO) fait référence à l’utilisation de la technologie informatique pour créer des fichiers de conception et de la documentation. Elle est souvent utilisée pour des projets qui nécessitent l’assemblage de plusieurs pièces et composants différents. Les modèles 2D et 3D peuvent être créés à l’aide de la CAO. Le logiciel a évolué au cours des trente dernières années, ce qui permet de travailler plus facilement et plus rapidement sur des projets plus complexes.

L’adoption généralisée des logiciels de CAO a commencé il y a un certain temps. L’un des premiers facteurs décisifs a été la longue liste de directives de fabrication émanant des industries automobile et aérospatiale, qui ont contraint les fabricants à adapter leurs processus pour répondre à la demande. Cela a commencé il y a une vingtaine d’années, et aujourd’hui la CAO est une nécessité pour le marché industriel afin d’être au moins un peu compétitif par rapport aux autres acteurs.

Certains des avantages les plus significatifs de la CAO en tant qu’ensemble d’outils autonomes, sans comparaison avec la CAO BIM, sont présentés ci-dessous :

• Une communication plus facile – un moyen facile pour les différentes équipes de communiquer entre elles sur des parties spécifiques d’un projet et avec l’aide d’un modèle 3D existant.
• Retour d’information et contribution des utilisateurs – la capacité de la CAO à prendre les concepts les plus inhabituels et à les transformer en une conception complète en trois dimensions est un avantage considérable lors de la phase de conception qui ne peut être ignoré, permettant à différentes équipes et à différents spécialistes de donner un retour d’information dans leur domaine de travail spécifique.
• Visualisation – bien qu’il existe de nombreux avantages spécifiques à cette capacité particulière, le simple fait de pouvoir visualiser l’idée d’un projet dès les premiers stades de sa réalisation permet d’avoir une perspective et une vision beaucoup plus approfondies du sujet.
• Ingénierie structurelle – La capacité de la CAO à offrir des fonctionnalités spécifiques pour diverses industries en fait un outil très polyvalent qui peut couvrir de multiples approches différentes du sujet de la conception et de la planification.
• Des outils complets – La CAO peut offrir une multitude de fonctionnalités qui permettent une meilleure visualisation du projet tout en offrant un niveau de personnalisation sans précédent.

Comme presque toute technologie ou système existant, la CAO a aussi ses inconvénients – certains d’entre eux peuvent également figurer sur la liste des différences entre la CAO et la BIM. Pour une fois, la CAO est une technologie qui nécessite beaucoup de ressources, bien qu’elle existe depuis longtemps. L’une des conditions préalables à la CAO est la présence d’un serveur en nuage dans le système, ce qui rend le coût de la mise en œuvre de la CAO beaucoup plus élevé pour les entreprises les plus conservatrices.

En outre, les logiciels de CAO, malgré toutes leurs tentatives de convivialité, restent des logiciels relativement difficiles à prendre en main. Il y a une courbe d’apprentissage et un coût de formation. Cela limite également le nombre d’experts en CAO dans le domaine. Un autre problème de la CAO est la déconnexion avec la réalité lorsqu’il s’agit d’assembler différentes pièces – cela peut être fait dans la CAO avec facilité, mais dans la réalité, ces pièces devraient être soudées ou fixées ensemble, ce qui est tout à fait différent de la simple connexion d’un détail à un autre dans le logiciel de CAO.

De nos jours, la grande majorité des industries utilisent encore la CAO pour une myriade de raisons différentes, notamment le génie civil, la fabrication, la conception d’usines, l’industrie, etc. Les formats de fichiers les plus populaires en matière de CAO sont DXF, DWG, IGES, STEP, SAT, etc.

BIM

La gestion de l’information sur les bâtiments (BIM), quant à elle, est un processus entièrement nouveau de collaboration entre différentes parties pour concevoir et construire un projet en utilisant le même modèle à partir de la même base de données. L’étendue de la visualisation qu’offre la BIM permet aux départements d’analyser et de visualiser les différents choix de conception, ensemble et avant que le processus de construction ne commence.

D’un point de vue technique, la grande récession de 2008 a été l’un des principaux facteurs de l’adoption généralisée de la BIM aujourd’hui. Elle a entraîné le non-financement de nombreux projets de construction commerciale et en a suspendu d’autres pour une durée indéterminée, stoppant net l’ensemble de l’industrie. C’est à ce moment-là que les entreprises AEC ont pris l’initiative et ont commencé à remodeler leurs processus opérationnels pour inclure la BIM en tant que nouvelle approche de la conception et de la construction, en mettant l’accent sur la collaboration. Ce type de changement a également incité d’autres participants au projet à actualiser leur approche de la construction afin de pouvoir suivre la quantité d’informations que l’industrie AEC pouvait désormais fournir, tout en profitant de tous les autres avantages de la BIM en tant qu’approche totalement nouvelle du processus de construction.

L’un des principaux avantages de la BIM est que les fichiers BIM sont capables de montrer une représentation numérique de diverses installations potentielles avec des modèles riches en informations, y compris les systèmes électriques, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, divers éléments esthétiques tels que les fenêtres et les portes, etc. La pierre angulaire de la BIM est avant tout la collaboration.

Bien sûr, il existe d’autres avantages que la BIM peut offrir sans que l’on ait à l’esprit la comparaison BIM-CAD. Par exemple :

• Repérage des erreurs – l’analyse de la conception initiale avec l’aide de différentes équipes est beaucoup plus facile avec la BIM, car elle permet à toutes les équipes d’avoir accès à la même conception du projet dont tout le monde dispose.
• Un projet en tant que processus – Le logiciel BIM présente l’ensemble du processus de création d’un bâtiment comme une série d’étapes, ce qui permet d’effectuer différentes mesures et considérations le plus tôt possible afin d’éviter de devoir reconstruire l’ensemble du projet.
• Détection des collisions – d’un point de vue plus automatisé, la BIM peut fournir une détection des collisions pour de nombreux matériaux et types d’objets différents, jusqu’aux matériaux du sol, aux racines et aux rochers dans le sol qui pourraient interférer avec la création du projet.
• Au-delà de la 3D – Les solutions BIM peuvent inclure plusieurs dimensions d’un projet dans un seul processus de travail, qu’il s’agisse du calcul des coûts, des contraintes de temps, des propriétés thermiques et acoustiques, etc.

Comme la CAO, la BIM présente des lacunes et des problèmes. Le défi le plus important est le manque d’adoption généralisée dans l’industrie. Bien que la BIM soit devenue une approche plus populaire de la construction ces dernières années, de nombreuses entreprises hésitent encore à l’adopter. Cette réticence peut créer des problèmes inutiles lors des interactions inter-entreprises sur n’importe quel projet.

Cette hésitation est compréhensible, du moins en partie, car l’adoption de la BIM peut s’avérer coûteuse pour les entreprises qui ne l’ont jamais utilisée auparavant. Si les avantages à long terme de l’adoption de la BIM valent l’investissement, le coût massif ponctuel est un élément dissuasif majeur pour de nombreuses entreprises.

Un autre problème potentiel pour les entreprises qui adoptent la BIM est le fait qu’elle n’est pas encore la norme dans l’industrie. Le manque d’experts dans le domaine de la BIM, en particulier par rapport à des secteurs plus anciens comme la CAO, fait qu’il est difficile de trouver des spécialistes de la BIM pour former le personnel.

CAO vs BIM

Bien entendu, il n’y aurait pas de comparaison BIM-CAD si l’une d’entre elles était parfaite à tous points de vue. Même la BIM présente des problèmes potentiels qui pourraient survenir à l’avenir, à commencer par le problème que rencontre toute nouvelle technologie dans n’importe quel domaine : la compatibilité.

La BIM est incroyablement nouvelle et son adoption par les différentes entreprises est relativement lente. Il n’y a donc pas encore de compatibilité universelle pour toutes les branches possibles de l’industrie de la construction, même si des efforts sont faits régulièrement dans ce sens.

En outre, les entreprises qui ont déjà adopté la BIM peuvent éprouver des difficultés à décrire des concepts spécifiques à d’autres utilisateurs qui utilisent encore pour la plupart des logiciels ou du matériel plus anciens. Le nombre d’experts dans le domaine de la BIM est également relativement faible, et le nombre de consultants disponibles en cas de problème l’est encore plus.

Même si la définition de la BIM telle que nous la connaissons aujourd’hui est relativement récente, les maîtres d’ouvrage sont déjà très demandeurs d’un modèle BIM tel que construit à la fin du processus de construction, ce qui oblige les entreprises à effectuer la transition le plus tôt possible.

Bien que la CAO et la BIM soient des systèmes différents, il est courant qu’elles coexistent. La relation entre les deux est symbiotique, car la BIM a besoin d’un modèle détaillé pour travailler, et la CAO ne peut pas fournir autant d’informations sur tous les aspects d’un modèle que la BIM. Presque tous les logiciels de BIM comprennent des outils de CAO, et la plupart des logiciels de CAO ont maintenant des fonctions de BIM, ce qui a créé un lien étroit entre les deux systèmes. Cette connexion est susceptible de devenir encore plus étroite à l’avenir.

Spécificités des fichiers BIM et CAO

Il n’est pas rare que la CAO soit utilisée pour toutes sortes de conceptions industrielles d’assemblages divers, y compris les smartphones, les ordinateurs, les véhicules, les avions, etc. Le BIM, quant à lui, est un outil plus spécifique à la construction, souvent utilisé pour concevoir et construire des bâtiments (écoles, aéroports, bureaux, etc.), mais il est en passe de devenir la nouvelle norme industrielle en général.

Les informations supplémentaires incluses dans ces fichiers permettent la détection des collisions, la découverte des problèmes et plusieurs autres fonctions qui peuvent faciliter le processus de construction dès le stade de la conception.

Par exemple, la connaissance de la pression nominale d’une pièce spécifique permet de détecter l’absence du matériau adéquat pour cette pièce particulière afin de gérer ce type de pression. Naturellement, les diverses caractéristiques des modèles, en particulier les caractéristiques de performance, occupent beaucoup d’espace dans le contexte d’un fichier CAO et sont généralement supprimées lors du processus de conversion CAO-BIM.

Un autre exemple d’informations spécifiques au contexte est le comportement des composants réels. Un luminaire « sait » qu’il est censé être connecté à un système électrique, un conduit de chauffage, de ventilation et de climatisation sait qu’il doit être installé dans un mur, etc. La capacité de ces composants à s’ajuster en fonction de ces informations est ce qui rend cet exemple si utile.

Une différence importante entre les modèles CAO et la BIM est leur adaptabilité. Le plus souvent, les modèles CAO ne sont capables de présenter qu’une image très détaillée d’un modèle à un niveau de zoom spécifique. La BIM, en revanche, permet d’effectuer des zooms avant et arrière, des agrandissements, des rétrécissements, etc. C’est précisément pour cette raison que l’ajout d’un modèle CAO dans un système BIM est voué à poser des problèmes dès qu’il s’agit de faire un zoom avant ou un zoom arrière.

Formats de fichiers CAO et BIM et types de données

La réponse à la question « Qu’est-ce qu’un fichier BIM ? » est étroitement liée à la variété des formats de fichiers que les différentes plates-formes BIM peuvent ou ne peuvent pas utiliser. Il est plus facile d’assimiler ces formats en les divisant en deux groupes : les formats propriétaires et les formats non propriétaires.

Les formats de fichiers propriétaires sont ceux qui ne peuvent être lus que par le logiciel d’une entreprise spécifique. Le marché des logiciels BIM étant relativement vaste, il existe un grand nombre de ces différents formats. Passons en revue quelques-uns des plus populaires à ce jour :

• NWD est le format BIM propriétaire d’Autodesk Navisworks. Il ne peut être ouvert que dans Navisworks Manage ou Navisworks Freedom. Deux formats de fichier ayant une signification similaire sont NWC et NWF.
• RVT est le format propriétaire d’Autodesk Revit, il comprend également les formats de fichiers RTE et RFA.
• Les fichiers AutoCAD sont également dans leur propre catégorie avec le format de fichier DWG, mais ce dernier est également l’un des formats de fichier CAO les plus populaires, capable d’être ouvert dans la majorité des logiciels de CAO.

Un mythe populaire concernant le format DWG est qu’il ne peut fonctionner qu’avec des modèles 2D. Ce n’est évidemment pas vrai, puisque les objets 3D peuvent également être contenus dans ce format, soit par le biais de plans de base, soit en utilisant des composants/blocs complets. Il existe également le format DXF (Drawing Interchange Format) qui fonctionne avec les dessins BIM. Il est similaire au DWG, mais il est un peu plus grand et offre le même niveau d’interopérabilité avec la plupart des plates-formes de CAO.

Les formats de données propriétaires dans l’industrie créent des problèmes de coordination lorsqu’il s’agit d’interagir avec plusieurs formats de données propriétaires différents. Ce problème peut être résolu en convertissant le fichier dans l’un des formats non propriétaires, en utilisant des plugins de compatibilité, etc.

En ce qui concerne les formats non propriétaires, il s’agit de formats neutres par rapport aux fournisseurs, souvent à source ouverte, et développés grâce à la collaboration de la communauté internationale. En voici quelques exemples :

• COBie (construction operation building information exchange) est un format BIM qui permet de partager des données sur les actifs, plutôt que des données géométriques ou graphiques. Il peut être utilisé pour transférer des documents à travers les différentes étapes du projet, de la conception à la construction.
• IFC (industry foundation classes) est le format de fichier BIM non propriétaire le plus populaire. Il est pris en charge par de nombreux programmes, notamment Revit, Navisworks, Allplan, BricsCAD, etc. Le problème est que ce format de fichier est en lecture seule et ne convient pas à l’édition. Deux formats de fichier similaires à l’IFC sont ifcXML et ifcZIP. Il s’agit respectivement d’un fichier XML contenant les informations du fichier de données IFC et d’un fichier IFC compressé.

Un autre sujet intéressant lié à la CAO et à la BIM est la compatibilité et la conversion des données entre les deux. Bien qu’il soit techniquement possible de convertir des fichiers CAO en fichiers BIM, cela peut entraîner une perte partielle ou totale de données, en particulier lorsque l’on travaille avec des fichiers CAO avancés contenant de nombreux ensembles de données. Pour garantir une conversion sûre, il est préférable d’utiliser des logiciels du même développeur. Par exemple, Autodesk propose un processus de conversion facile d’AutoCAD vers Autodesk BIM 360 qui n’entraîne aucune perte de données du modèle CAO d’origine.

L’avenir de la BIM et de la CAO

Bien entendu, ce ne sont pas les seuls exemples de formats de fichiers BIM. Cependant, il s’agit d’un bon exemple de la variété des formats de fichiers et d’une source d’information compétente sur les différences entre les systèmes de BIM et de CAO, leurs fichiers et leurs principes.

Il est facile d’imaginer que la CAO et la BIM continueront à se développer l’une à côté de l’autre, en incorporant des technologies plus avancées pour rationaliser le processus de conception. Il est possible qu’à un moment donné, il ne soit plus nécessaire de rédiger un projet à partir de zéro. Au lieu de cela, un système pourrait pré-rendre automatiquement plusieurs options de construction s’il dispose d’informations telles que la capacité de charge et l’empreinte au sol optimale.

Les récentes avancées en matière d’intelligence artificielle, telles que ChatGPT, rendent ce type d’avenir plus possible. Les entreprises technologiques rivalisent actuellement pour ajouter l’IA à diverses parties de leurs produits et services. Par exemple, la version la plus récente de ChatGPT (version 4) peut fonctionner simultanément avec des requêtes textuelles et des images. Par conséquent, l’idée d’une IA capable de fournir un modèle CAO détaillé d’un bâtiment en quelques secondes ne semble plus farfelue.