Le BIM pour faire face aux coûts des incohérences de conception, d’étude, de construction et d’exploitation d'un bâtiment !!!
Difficile de chiffrer, en France le montant du aux défaillances liées aux phases successives de conception, d’études, de construction et d’exploitation voire de démolition se chiffrerait probablement à plusieurs milliard d’euros.
En effet, lors de sa conception, la définition de l’édifice impose différentes étapes. Hors, en France, le secteur est fragmenté, c’est à dire que le système d’acteur est marquée par la séparation des fonctions depuis la conception jusqu’à l’exploitation. Formant un cloisonnement discontinu qui entraine des visions relativement à court terme.
Sur un processus traditionnel, une quantité d'information importante est perdue entre chaque étape car en général les acteurs ne sont pas les mêmes et n'utilisent pas les mêmes outils et donc pas les mêmes formats de données.
Par ailleurs, d’autres facteurs aggravent le coût de ses incohérences, comme le simple fait que ces informations soient en général saisies plusieurs fois par différents corps de métiers : l'électricien, le plombier, l'équipementier réseau, le chauffagiste, le Bureau d’Étude structures... Ils saisissent tous les mêmes données géométriques du même bâtiment avec parfois des interprétations différentes débouchant sur des résultats quelquefois contradictoires. On estime que les informations relatives à un bâtiment sont saisies en moyenne sept fois. Ces saisies multiples sont sources d'incohérences, de retards de livraisons et d'augmentation du coût de l'ouvrage bâti.
Pourtant le rapprochement de ces angles de vue entraînerait une meilleure cohérence entre la conception et l'exploitation, entre les choix d’investissement, les charges et les activités des utilisateurs. La prise en compte du cycle de vie démontre bien toute l'importance à accorder à l’usage du bâtiment, car les coûts d'exploitation-maintenance sont prépondérants face aux coûts de construction. Ils représentent en effet jusqu’à 75% dans l’immobilier tertiaire. Or, les coûts différés sont souvent inscrits dans les choix techniques en phase de conception et de construction.
En prenant comme hypothèse un bâtiment tertiaire dont le coût d’investissement initial représente 1, les coûts différés pour l’exploitation et la maintenance pendant sa durée de vie représentent 5. La valeur économique de ce qu’il abrite pendant cette même durée de vie (la fonction accueillie et notamment les charges de personnel, qualité de vie, ambiance de travail, confort et santé) représente 200.
Peu exploité en France, un processus de production et de gestion des données de construction tout au long des phases de conception, étude, construction et exploitation voire démolition d'un bâtiment , intitulé BIM (Building Information Modeling) repose sur une « approche plus holistique à la conception des bâtiments ». Elle rassemble les principaux partenaires et professionnels de la conception, tels que les propriétaires, gestionnaires, promoteurs, architectes, ingénieurs, experts-conseils et occupants, en une équipe au rôle fondamental, qui collabore et interagit à toutes les étapes du projet, de la planification initiale jusqu’à l’occupation du bâtiment.
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Cette modélisation fournit des représentations numériques fiables du bâtiment – qui servent ensuite à prendre des décisions éclairées, à produire des documents de construction de grande qualité, à prédire la performance, à estimer les coûts et à planifier la construction, voire même, éventuellement, à gérer et exploiter le bâtiment.
Le fait que ce processus ne soit que trop peu répandu en France provient du fait que les acteurs se montrent prudents et hésitent à aller de l’avant à cause du temps et de l’investissement financier que cela suppose.
Et pourtant que d’avantages, en retour…
L’expression « modélisation des données du bâtiment » (Building Information Modeling – BIM) a été inventée par Autodesk pour décrire la « CAO en 3D, orientée objet, particulière à l’AEC (architecture, ingénierie, construction) ». Leader mondial de logiciel de design/architecture et de contenu numérique en 2D et 3D, elle a donc, grâce à l’intégration de technologies innovantes dans son offre, permi aux entreprises et aux cabinets d'architecture de modeliser leur information CAO par l'ajout de logiciel dessin 3d.
La modélisation des données d’un bâtiment est la représentation en format numérique des données du bâtiment, qui facilite l’échange d’information en format numérique.
La BIM est beaucoup plus qu’une transition de la conception sur papier vers la conception électronique. Les données paramétriques résultant de la BIM permettent de réaliser des estimations, des simulations, des calendriers, des tableaux et des analyses énergétiques plus précis. En outre, la BIM facilite la coordination avec les ingénieurs, les fabricants et les constructeurs. Une des raisons les plus convaincantes pour adopter la BIM est l’avantage de la représentation en trois dimensions (3D) des données de la conception et de la documentation d’un projet par rapport à leur représentation en deux dimensions (2D). Les représentations en 3D permettent à l’équipe de conception de mieux comprendre, visualiser et résoudre les problèmes de conception tout au long de l’élaboration du projet. Il est beaucoup plus facile de coordonner un projet conçu en 3D qu’un projet en 2D qui comporte de multiples documents. Le logiciel conception 3d prévient de nombreuses « erreurs » de conception (notamment celles qui découlent d’une piètre coordination), ce qui fait qu’il y a moins de changements pendant la construction. Après la période initiale d’implantation, la BIM permet aux architectes d’offrir des documents de plus grande qualité et, au bout du compte, d’améliorer la qualité des bâtiments.
Liste non exhaustive des avantages de la BIM :
• la BIM fonctionne selon le mode de pensée des concepteurs et utilise le langage commun pour les éléments du bâtiment (mur, porte, plancher, etc.);
• la BIM améliore et simplifie la coordination des documents. La modélisation des données d’un bâtiment offre des vues et des détails cohérents et coordonnés qu’il est facile de choisir pour la mise en page et l’impression d’un plan;
• les clients s’attendent maintenant à visualiser les projets en 3D. Les plateformes pour la modélisation des données du bâtiment permettent de réaliser des images en 3D de différentes nuances de gris, des coupes en 3D et des rendus photoréalistes, sans avoir à utiliser des logiciels spécialisés ou posséder des compétences particulières;
• la plateforme des logiciels de modélisation des données du bâtiment simplifie la collaboration avec les autres architectes, designers et consultants du projet;
• les modèles peuvent être exportés en formats usuels des dessins (comme .dwg ou .dxf) et en tableurs, pour créer des tableaux (caractéristique inestimable pour évaluer les coûts, calculer les quantités de matériaux, etc.).
L’adoption de la BIM au sein d’un processus de conception intégrée aide les équipes de conception à déterminer et à comprendre les divers objectifs de conception et leur fournit un mécanisme pour les atteindre. Une équipe de conception dont les participants travaillent tous avec la BIM, seuls ou en réseaux, est plus apte à visualiser les problèmes, à analyser les éléments potentiellement conflictuels, à offrir des solutions créatrices et, finalement, à éviter les « erreurs » de conception.
L’adoption de la BIM pose certains défis communs à tous les bureaux d’architectes, quelle que soit leur taille, notamment :
• elle oblige les employés à quitter le confort des outils qu’ils maîtrisent bien pour en apprendre de nouveaux;
• elle entraîne un investissement financier lié au changement des plateformes de logiciels;
• elle oblige à convaincre la direction d’explorer un nouveau paradigme;
• elle s’accompagne d’une baisse de productivité pendant la formation et à l’étape de la transition;
• elle entraîne le développement de bibliothèques de composantes et de détails;
• elle suppose l’établissement de normes pour le bureau.
Certains défis, toutefois, sont particuliers à la taille du bureau. Ainsi, les petits bureaux trouveront sûrement l’investissement financier plus important que les plus gros bureaux qui ont plus de ressources et une plus grande capacité de financement. Ils auront peut-être aussi plus de difficulté à absorber la baisse de productivité du personnel pendant la phase d’apprentissage et de transition. Les petites équipes ont un réseau limité d’utilisateurs expérimentés de la BIM pour soutenir et conseiller les nouveaux utilisateurs. Si seulement un ou deux employés sont spécialisés dans l’utilisation du logiciel, ils risquent d’être moins productifs, car ils seront souvent interrompus dans leur travail pour répondre aux questions de leurs collègues.
Les plus gros bureaux quant à eux auront peut-être de la difficulté à convaincre leurs diverses directions d’adopter un logiciel de modélisation et de changer leurs façons de faire. L’inertie qui caractérise souvent les grandes organisations peut faire en sorte d’étirer le déploiement du logiciel sur des années plutôt que sur des mois. Si la firme réalise généralement des projets d’envergure et de grande complexité, elle peut aussi avoir de la difficulté à choisir un projet d’une échelle appropriée pour implanter la BIM. Elle peut aussi avoir de la difficulté à identifier les employés qui sont très ouverts au changement de leur mode de travail. De plus, si la firme a plusieurs bureaux dans différentes villes, elle aura peut-être de la difficulté à partager les connaissances et les procédures entre les divers bureaux et elle devra recourir à une stratégie de déploiement plus approfondie. Finalement, elle devra peut-être modifier ses stratégies et ses normes pour s’adapter aux contextes locaux, surtout si elle exerce ses activités dans divers pays et juridictions.
La durabilité pose un défi urgent aux professionnels de la conception et heureusement, la BIM offre de nouvelles possibilités pour la modélisation et l’analyse énergétiques. Les analyses énergétiques actuelles font souvent partie du mandat des ingénieurs en mécanique et électricité. Les architectes ont peu d’outils pour réaliser leurs propres analyses, et s’ils en ont, ils sont très coûteux. Le programme d’analyse énergétique intégré au logiciel de BIM ou compatible avec ce logiciel permettra aux architectes d’étudier plus à fond la consommation énergétique d’un bâtiment.
La modélisation énergétique d’un bâtiment à l’aide de la BIM offre de multiples avantages. Des services Web permettant à l’équipe de conception d’examiner l’impact énergétique des premières décisions de conception en téléchargeant un fichier exporté gbXLM. Avec un certain nombre de projets pilotes qui comparent les méthodes de modélisation énergétique réalisées à l’aide d’un logiciel de modélisation des données du bâtiment et leurs résultats à des pratiques plus conventionnelles de modélisation énergétique.
Des programmes offrant de diverses analyses comme les simulations thermiques, la ventilation par déplacement d’air, les analyses énergétiques requises pour la certification LEED, les analyses d’éclairage naturel et d’éclairage électrique, les analyses de technologies d’énergie solaire, les études de flux d’air interne et externe à l’aide de la dynamique des fluides numériques (CFD) et les études d’évacuation des occupants. L’intégration d’un programme d’analyse à une plateforme de logiciel de modélisation des données du bâtiment facilitant encore davantage l’utilisation du logiciel et inciter les architectes à réaliser un plus grand nombre d’analyses énergétiques.
Il est donc clair qu’une conduite de projets adoptant les principes de développement durable oblige à instruire de nouvelles modalités de décision et de raisonnement avec un retour sur le performanciel. La prise en considération du cycle de vie a, par exemple, favorisé le développement du commissionnement. Cette approche consiste à vérifier et à valider le fonctionnement global de l’ouvrage en suivant une démarche structurée. Débutant avant la livraison et se prolongeant pendant les premiers mois d’exploitation, elle rappelle la nécessité de garantie de performances sur le cycle de vie de l’ouvrage et démontre les avancées d’une collaboration entre conception, gestion et utilisation.
