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Maquette numérique : la quatrième dimension

Chacun en a entendu parler mais rares sont les acteurs de la construction à vraiment l’utiliser. Pourtant, malgré les obstacles techniques ou contractuels qui restent encore à surmonter, la maquette numérique devrait finir par s’imposer tant ses avantages sont manifestes.

Sur trois écrans géants, cinq maquettes issues de cinq logiciels différents se croisent pour finalement s’emboîter parfaitement sous les applaudissements d’un public averti. Le 7 octobre dernier, ingénieurs et responsables de Bouygues Construction se sont rassemblés à Challenger, le siège du groupe à Guyancourt (Yvelines), pour parler de « maquette numérique ». Ou plutôt de « BIM » tant l’acronyme anglais (Building Information Modeling) semble déjà adopté par tous. Jean-Michel Dupuyds, responsable de la recherche et du développement BIM du groupe, présente le projet de la Philharmonie de Paris : « Etant donné la géométrie très complexe du bâtiment dessiné par les Ateliers Jean Nouvel, la maquette numérique facilite énormément la compréhension du projet », affirme-t-il. Fait encore rare en France, l’interopérabilité est de mise. La plupart des acteurs de ce bâtiment travaillent sur un outil unique et partagé. L’architecte a fourni l’enveloppe à respecter. Le constructeur coordonne ses lots techniques (charpente, gros œuvre, étanchéité, façade), puise des informations dans la maquette puis les réintègre et les renseigne via le format d’échanges IFC (Industry Foundation Classes), commun à tous les acteurs de la construction. Très tôt, bien avant le début du chantier, les problèmes sont détectés. Ici un poteau mal placé, là un morceau de la structure métallique qui traverse un bloc béton. Ces conflits sont gérés par un model manager (gestionnaire de maquette numérique) qui les nomme et les hiérarchise.

Après réunion des différents intervenants, un ordre est envoyé via la maquette afin de résoudre le problème. Il est possible de faire des coupes à l’infini, ce qui évite les malfaçons et les mauvaises surprises lors les travaux. « La maquette permet de construire avant de construire », résume Jean-Michel Dupuyds. L’assistance de l’amphithéâtre de Challenger a même pu visiter virtuellement, en avant-première, l’intérieur du bâtiment de la Philharmonie en suivant un avatar, comme dans un jeu vidéo. On entendrait presque l’Orchestre national de Paris jouer Les Quatre Saisons de Vivaldi…

100 % sur maquette numérique

L’objectif du groupe est ambitieux. D’ici à 2016, il entend réaliser 100 % de ses créations à l’étranger sur maquette numérique. Son concurrent, Vinci, n’est pas en reste. « L’Arena 92, la Fondation Louis-Vuitton, la tour Odéon à Monaco… La plupart de nos projets dépassant les 200 millions d’euros sont désormais réalisés avec la maquette numérique », explique Louis Demilecamps, directeur des ressources techniques de Vinci Construction France, qui veut la généraliser aux projets de taille plus modeste. Les ingénieristes ont également pris le BIM à bras-le-corps. Ainsi, Oger International réalise un centre culturel de 100 000 m² à la géométrie complexe en Arabie saoudite. « Nous travaillons à l’anglo-saxonne. Tous les acteurs sont rassemblés sur un même projet, en temps réel, via un modèle unique », explique Jean-Charles Bangratz, directeur systèmes d’information de l’ingénieriste.

Frein culturel

Pour autant, tous les maîtres d’œuvre n’ont pas encore pris le train de la maquette numérique. « Environ 5 % des architectes utilisent le BIM », estime Pierre Mit, économiste de la construction et président de l’Union nationale des économistes de la construction (Untec). S’ils restent minoritaires, certains d’entre eux font partie de l’avant-garde. « Il y a un flou complet chez les architectes, reconnaît Jean-Noël Burnod, du cabinet d’architecte A234, qui a dessiné l’immeuble Basalte livré à La Défense, un gigantesque projet réalisé sur BIM. Mais modéliser nos bâtiments nous fait gagner un temps précieux, à toutes les étapes, et permet de visualiser le bâtiment très en amont. Un atout certain pour remporter des concours. » Pour autant, quand bien même la maquette numérique est utilisée, l’interopérabilité entre les différents acteurs reste rare.
Si aujourd’hui le BIM n’est plus de la science-fiction, les freins à sa généralisation sont nombreux. « Le vrai blocage est culturel, estime Cédric Dziubanowski, professeur de génie civil et converti de longue date au BIM. Certains architectes pensent avoir déjà fait leur révolution numérique avec le passage du papier à la conception assistée par ordinateur. » Le BIM, induisant partage d’informations et interopérabilité, peut faire craindre une atteinte aux prérogatives de chacun. « Il y a aussi un problème juridique, explique Thierry Parinaud, architecte au Studio 4. Il y a toute une chaîne de responsabilité à mettre en œuvre. Je pense que le chef d’orchestre doit rester l’architecte. » Autre son de cloche chez les ingénieristes. « Le model manager doit être porté par l’ingénierie, ou détaché par le maître d’ouvrage », juge-t-on chez Ingérop. « Etre model manager, c’est un métier », renchérit Valerio Bonora du bureau d’études Decode, spécialisé dans le BIM.
Mais les limites ne sont pas seulement culturelles ou légales, des problèmes techniques subsistent, notamment la mise en œuvre des formats d’échanges IFC dans les logiciels de modélisation. Pourtant les exemples à l’étranger prouvent qu’il est possible de généraliser le BIM. « Au Royaume-Uni, dans les pays nordiques ou au Moyen-Orient, les maîtres d’ouvrage exigent la livraison du BIM avec l’ouvrage, pour en assurer la gestion et la maintenance », assure Louis Demilecamps. Preuve que les maîtres d’ouvrage seront des vecteurs incontournables du développement de la maquette numérique.

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L'ingénieriste Serge Measso, directeur bâtiment et équipement chez Ingérop.

« Le BIM doit être une philosophie avant de devenir un outil »

« La Canopée des Halles est le seul projet dont nous réalisons le suivi, de la conception à la réalisation, sur BIM. Cela devient naturel sur ce genre de projet et évitera beaucoup de problèmes en phase de travaux. Plus tout est préconçu moins il y a de risque à l’exécution. Le BIM doit être une philosophie, puis une méthode et enfin un outil. Aujourd’hui, on peut parler de quatrième dimension. Cela va plus loin que la 3D. Tous les éléments sont renseignés. La maquette numérique commence à exister quand les acteurs veulent collaborer en temps réel. De fait, on la crée autour d’un socle élaboré par le model manager pour que chacun puisse récupérer les informations et travailler sur son logiciel métier. Ainsi les erreurs seront évitées et les risques d’exécution limités. »

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Le maître d'ouvrage - Michèle bransolle, chargée de gestion du patrimoine de Bourgogne,direction technique- cellule IFC.

« La Bourgogne, pionnière de la maquette numérique »

« Dès 2003, le conseil régional de Bourgogne a envisagé le choix des IFC, le fond documentaire se révélant quasi inexistant. Depuis, 70 % des lycées (environ 1 million de m²) ont été numérisés en BIM IFC. La région prépare le suivi (maintenance, énergie…) de ce bâti. L’appel à candidatures pour un projet de construction d’un internat au lycée de Chevigny-Saint-Sauveur (Côte-d’Or) fut l’autre expérience pionnière de la région. Les trois équipes retenues ont présenté leurs projets en maquette numérique. Les premiers échanges IFC ont fait apparaître des problèmes que les éditeurs ont finalement résolus. La région attend un document unique d’exploitation IFC du bâtiment. A terme, nous exigerons la maquette numérique pour tous nos appels d’offres de maîtrise d’œuvre. »

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L'architecte Olivier CELNIK, architecte-associé de Z.Studio - Bush Architecture, enseignant à l’Ecole nationale supérieure d’architecture Paris-Val de Seine.

« La maquette numérique, c’est automatique »

« Le BIM est notre méthode de conception et production du projet architectural, et non seulement de représentation finale 3D. Un projet évolue en permanence, il est nécessaire d’optimiser ce processus. La maquette numérique permet la mise à jour automatique de tous les documents du projet à chaque modification. L’autre avantage du BIM est l’interopérabilité, chacun pouvant apporter sa contribution, sans ressaisie, donc sans erreur ni perte de temps. Encore faut-il que les acteurs utilisent tous des logiciels partageant la logique BIM, et donc le format de fichier IFC. Nous sommes aussi attentifs aux aspects contractuels. Lorsqu’on échange la maquette du projet, qui en est propriétaire et auteur, qui devient responsable des éventuelles erreurs de saisie ou d’interprétation ? Rien n’est réellement codifié dans ce sens. Lorsque l’architecte fournit la maquette numérique, il facilite le travail des partenaires, mais quid pour lui du gain de temps et des honoraires qui vont avec ? Cela reste encore flou. En tout cas, si le BIM représente l’avenir pour certains, il est déjà une réalité quotidienne pour nous ! »

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L’efficacité énergétique comme accélérateur

La réglementation thermique 2012 (RT 2012) impose au maître d’ouvrage sa prise en compte dès le dépôt de la demande de permis de construire. Avec la maquette numérique (BIM), les architectes ont les moyens d’évaluer, dès la phase de conception, le profil thermique de leurs futures constructions. « Si le BIM permet d’optimiser les échanges de données entre architectes et bureaux d’études, il donne aussi les moyens à l’architecte de savoir s’il va dans la bonne direction », indique Bruno Slama, du bureau d’ingénierie BBS Slama. Le BIM permet d’intégrer les centaines de paramètres de la RT 2012 de manière automatique. Les études thermiques sont faites en temps réel, plus besoin d’attendre une ou deux semaines pour recevoir les résultats. L’architecte est sûr (ou presque) de travailler sur de bonnes bases. Le 10 octobre, lors des « Rencontres de la performance énergétique » à Paris, Jean-Christophe Visier, directeur du département Energie Santé Environnement du CSTB, a été catégorique : « alors que la RT 2012 va inciter à utiliser la maquette numérique, le bâtiment à énergie positive (RT 2020) la rendra incontournable ».

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