BIM, le bâtiment fait sa transition numérique

Le BIM, pour « Building Information Model », s'appuie sur la maquette numérique. La modélisation 3D d'un bâtiment n'est que l'un de ses atouts. Les outils informatiques BIM permettent en effet de partager toutes les informations concernant un bâtiment, de sa conception jusqu'à son exploitation. Un modèle BIM contient ainsi tous les objets composant le bâtiment, leurs caractéristiques et leurs relations entre eux. Le BIM lui-même est le processus de travail collaboratif qui s'organise autour de cette maquette, en général d'abord au sein d'une entreprise (« little BIM ») puis entre les intervenants d'un chantier - maîtrise d'ouvrage, architecte, maître d'œuvre, entreprises, exploitants et gestionnaires.

À La-Roche-sur-Yon (Vendée) Duret Promoteur a abordé un projet d'éco-quartier de 7 bâtiments collectifs comme un terrain d'expérimentation du BIM. Pour un premier immeuble de 31 logements, le Tamaris, le promoteur a réuni toutes les entreprises au sein d'un même comité de projet, avec l'accompagnement de la FFB. Cette démarche, qui ne s'est appuyée sur aucune maquette ni outil numérique particulier, a finalement valu au projet son nom de code de « BIM manuel ». « L'équipe est très constructive et cette approche a permis d'éviter complètement les fonctionnements en silos », se félicite Frédéric Rousselot, maître d'ouvrage de l'opération chez Duret Promoteur.

Avec l'immeuble suivant, actuellement en phase de conception, le promoteur a mis en place une deuxième expérience, avec sa maîtrise d'œuvre cette fois : architecte, économiste, bureaux d'études fluides et structure y ont participé. Des investissements ont été nécessaires pour mettre à jour les équipements informatiques, maîtriser des interfaces capricieuses, et surtout pour former les équipes. Ce deuxième projet anticipe aussi dès la phase de conception l'exploitation du bâtiment et les coûts de maintenance, en particulier ceux des interventions sur les réseaux et les équipements techniques. Parmi les premiers enseignements de cet essai BIM : « On peut collaborer sans avoir recours à un outil à la pointe de la technologie », constate Frédéric Rousselot. L'économiste a pu ainsi continuer à travailler sur son tableur, et ses données ont été réinjectées dans le BIM. « Cela fonctionnerait également avec des entreprises de finitions », imagine Frédéric Rousselot. Le promoteur compte aussi se servir du BIM comme d'un support à la vente : il pourra ainsi prendre en compte en temps réel les demandes de ses clients.

Dans les Landes, la rénovation de la Maison du Bâtiment de Dax a été l'occasion d'une expérimen-tation BIM, en collaboration avec le technopôle voisin Domolandes. L'idée : utiliser ce petit chantier (400 000 euros) tous corps d'état comme une vitrine et un test pratique afin de mieux former les adhérents à l'avenir. La Fédération entend également montrer que les petites entreprises ont toute leur place dans la dynamique BIM. La fédération départementale du Val d'Oise a mené un projet similaire en faisant de la construction de sa nouvelle Maison du Bâtiment un projet pilote et un démonstrateur BIM. L'ojectif est de permettre aux entreprises adhérentes, essentiellement des PME, de visualiser concrètement la démarche BIM. D'un budget de 2,3 millions d'euros, ce projet réparti en 17 lots en corps d'état séparés devait s'achever fin mars 2016. Parmi ses livrables, un dossier des ouvrages exécutés (DOE) numérique ainsi que d'autres fichiers, comme le plan de formation ou les protocoles d'échanges d'informations entre entreprises et maîtrise d'œuvre. Ces ressources seront ouvertes aux acteurs du secteur pour les aider à lancer d'autres projets BIM.

Particulièrement adapté pour les chantiers de rénovation, le scan 3D (voir le dossier de Bâtimétiers n° 35) optimise les relevés précis du bâti, permettant ainsi d'alimenter une maquette numérique dans le but de pré-fabriquer des éléments de construction, voire à terme d'imprimer en 3D des composants technologiques ou architecturaux. Cette technologie est actuellement utilisée dans le cadre du projet Réhafutur tranche 2 pour la rénovation énergétique de 6 logements du bassin minier autour de Lens.

Albizzati Père & Fils (Territoire de Belfort), entreprise de gros œuvre qui se spécialise sur les projets atypiques (voir Bâtimétiers n° 40), a intensifié au fil des chantiers son utilisation de la maquette numérique. Elle a fait son entrée progressive dans le BIM avec des partenaires très avancés comme le cabinet Renzo Piano Building Workshop. « À voir l'intérêt des architectes et des bureaux d'études pour le sujet, 2016 sera l'année de l'évolution du BIM en France, en tout cas dans notre écosystème », prévoit Jean-Louis Albizati, le directeur général de l'entreprise. À l'occasion d'un appel d'offres pour un bâtiment de logements haut de gamme, à l'architecture assez complexe en termes de niveaux, avec des piscines et des bétons architectoniques, Albizzati a converti le bureau d'études à l'usage du modèle 3D, commode pour s'épargner des coupes pléthoriques et des mises à jour pénibles. Le partenariat se prolonge actuellement sur un appel d'offres pour la rénovation d'un EHPAD en conception-réalisation, abordée cette fois dans une démarche collaborative maximale autour du BIM. « Nous nous répartissons la tâche : Albizzati s'occupe du modèle du bâtiment existant et le bureau d'études se charge de l'extension. Le BIM se développera beaucoup de cette façon : par l'apprentissage conjoint et la répartition de ces tâches qui peuvent être assez lourdes au début », analyse Jean-Louis Albizati. L'élaboration de plans de confinement pour les chantiers de désamiantage constitue une autre application. « Présenter un modèle 3D pour expliquer les phasages est indéniablement un atout pour convaincre les clients mais aussi l'inspection du travail. L'effort consacré à la construction d'un plan 3D est rentable. »

Doté de 20 millions d'euros, le plan transition numérique lancé par le ministère du Logement fin 2014 entend « accélérer le déploiement des outils numériques à l'échelle de l'ensemble du secteur du bâtiment ». Les trois grands objectifs de sa feuille de route :

• convaincre et donner envie aux acteurs du secteur de s'approprier le numérique;
• renforcer les compétences des professionnels du bâtiment et développer des outils adaptés « en accordant une attention toute particulière aux solutions BIM pour les petits projets »;
• créer la confiance dans le numérique en encourageant la normalisation et l'interopérabilité.

Isore Bâtiment, spécialiste de l'isolation basé en Mayenne, intervient en neuf et en rénovation dans tout le Grand Ouest, la région parisienne et le Nord. « Notre périmètre s'est beaucoup élargi ces dernières années et les échanges numériques vont nous aider à fluidifier nos communications », raconte Anne Manier, directrice technique adjointe d'Isore Bâtiment. « Nos chefs de chantier, très intéressés par cette dynamique de digitalisation, sont désormais tous équipés informatiquement. Notre objectif, à présent, est de déployer la maquette numérique sur le chantier; aller plus loin dans la collaboration et la dématérialisation permettra d'impliquer davantage les équipes de terrain. Notre idée a toujours été d'utiliser le BIM dans l'ensemble de l'entreprise. » Isore Bâtiment a prévu en 2016 de faire plancher sur ces sujets un groupe de travail transversal impliquant les équipes de chantier, le bureau d'études BIM, le service d'études de prix et d'autres services support. Objectif : le BIM sur chantier début mai avec un chantier test à Rennes. « Notre bureau d'études est désormais totalement équipé et nous employons le BIM pour les plans de calepinage et d'ossature. En interne, l'intérêt est évident, les réunions entre conducteurs de travaux et techniciens BIM se font plus facilement grâce à la 3D. Pour la rénovation, nous effectuons des relevés de nuages de points en 3D et gagnons là aussi un temps précieux. Il y a peu de vrais chantiers BIM, on en voit surtout dans les magazines. Si tous les corps d'état travaillaient en maquette numérique, nous gagnerions tous en qualité et en productivité. »

• Définition, analyse et vérification du programme : le BIM peut être utilisé très en amont pour définir un programme de construction, choisir un terrain, analyser les performances d'un site et ses contraintes.
• Analyse du site.
• Modélisation du site.
• Communication du projet : ce cas concerne notamment la vente d'un projet, il s'agit d'une visualisation avec un nombre limité de données techniques.
• Revue de projet.
• Production des livrables : des dessins aux fichiers STL pour l'impression 3D. La traçabilité des livrables peut aussi être organisée.
• Études analytiques : structure, lumière, performances environnementales…
• Planification 4D et 5D : les dimensions 4 et 5 font respectivement entrer dans le modèle le temps et les ressources.
• Extraction des quantités et valeurs significatives, y compris à partir d'un modèle 3D.
• Gestion de conflits à partir de maquettes numériques : synthèse géométrique et technique.
• Méthodes TCE : ce cas s'intéresse à l'organisation du travail entre les différents lots et corps d'état.
• Systèmes constructifs, préfabrication : le BIM permet de planifier la préfabrication et il est aussi concevable de l'utiliser (en 4D) pour planifier la préfabrication, émettre des alertes.
• Support à la logistique.
• Analyse des performances effectives de l'ouvrage.
• Dossier de consultation.
• Opérations préalables à la réception.
• Consolidation des DOE et DIUO (dossiers des ouvrages exécutés et dossiers d'intervention ultérieure sur l'ouvrage).
• Gestion des ouvrages et équipements.
• Gestion des espaces.
• Contrôle de conformité aux exigences réglementaires à partir de la maquette numérique.

Ce plâtrier alsacien a fait connaissance avec le BIM sur le chantier de la Fondation Louis Vuitton, pour lequel il a réalisé les lots plafonds acoustiques intérieurs et plafonds staff extérieurs. « En répondant à l'appel d'offres en 2012, nous n'avions pas forcément conscience du challenge dans lequel nous nous engagions », se rappelle Marie-Pierre Barthélémy, responsable du bureau d'études du groupe Werey Stenger. « La 3D était indispensable pour comprendre la géométrie du projet et nous a été très utile dans la conception pour le moulage d'éléments staff en double courbure. » Werey Stenger a aussi apprécié la collaboration avec la cellule de synthèse dans la finalisation de conception. « Cela a permis de repérer rapidement les clashs entre lots. » L'entreprise réalisait ses détails d'exécution et implantations en 2D, puis les transmettait au bureau d'ingénierie sur site pour modélisation en 3D et intégration dans le BIM. Elle consultait la maquette par le biais d'une visionneuse (viewer) 3D. Depuis, Werey Stenger a décroché un projet similaire pour lequel la cellule de synthèse travaillera à partir de fichiers 3D. « L'expérience de la Fondation Louis Vuitton nous permet d'aborder ce nouveau projet avec moins d'appréhension. » Si l'entreprise pratique aujourd'hui régulièrement le dessin en 2D et la modélisation en 3D, son objectif est de recruter un technicien BIM maîtrisant la modélisation et la dimension collaborative. »

« Le BIM aura aussi ses applications pour le second œuvre », signale Michel Droin, dont l'entreprise Batisol Plus (Vienne)est spécialisée dans les carrelages, les revêtements de sol et l'isolation. « Une maquette numérique permettra de faire coïncider les siphons de sol d'un carrelage sur le plan de l'architecte avec les attentes des tuyaux d'eau sur le plan des réseaux fluides du bureau d'études. » Batisol Plus change actuellement ses logiciels de gestion pour recevoir les données quantitatives émanant de la maquette 3D au format IFC directement lors de l'élaboration des devis. « Cela nous permettra demain de développer des plans d'exécution en 3D plutôt qu'en 2D et de générer les commandes de manière plus directe. Voire d'aller plus loin en prévoyant l'implantation des lés pour les revêtements de sol souples, afin de les recevoir prédécoupés. »

L'entreprise SEFRA (Société d'études, fabrications et réalisations d'Armor), spécialiste du métal, prépare ses chantiers en 3D depuis 15 ans. À l'occasion d'un chantier de 19 logements entièrement conçu en maquette numérique par l'architecte Claude Menier (BIM d'argent 2015), l'entreprise a fait l'expérience des échanges de données au format IFC. Elle a aussi utilisé une visionneuse BIM pour consulter la maquette 3D du projet directement sur le chantier. Plusieurs éditeurs proposent des « viewers » gratuits¹ qui peuvent être utilisés pour consulter une maquette numérique - une porte d'entrée vers le BIM.