Partagée par tous les intervenants d’un chantier, cette maquette 3D collaborative change radicalement la façon de concevoir, construire, maintenir et exploiter un bâtiment. Associé à l’internet des objets et au big data, le BIM ouvre aussi la voie à une pléthore de services innovants.
BIM. Trois petites lettres synonymes de véritable big bang pour le monde du bâtiment. Secteur traditionnel s’il en est, le BTP s’est jusqu’alors tenu à l’écart de la transformation numérique. Concept né aux Etats-Unis au mitan des années 90, le BIM, pour Building Information Modeling ou modélisation des données du bâtiment, modifie en profondeur la façon de concevoir, de construire mais aussi de maintenir et d’exploiter un ouvrage de génie civil.
Le BIM consiste à concevoir un jumeau numérique du bâtiment contenant toutes ses caractéristiques physiques, techniques et fonctionnelles. Cette maquette virtuelle peut être ensuite partagée par tous les intervenants, de l’architecte au client final, en passant par le bureau d’études, le maître d’œuvre ou l’exploitant. Elle couvre toutes les étapes du cycle de vie de l’édifice, y compris, en fin de chaîne, sa réhabilitation ou sa destruction.
Une vraie révolution sur les chantiers où les plans restent majoritairement sur support papier avec un nombre parfois impressionnant de versions. Toute modification peut alors entraîner une rupture dans la chaîne d’information aux préjudices difficilement mesurables.
Le BIM, ciment numérique du bâtiment
Dans sa phase de conception, le BIM offre une projection réaliste en 3D du futur bâtiment. En renseignant des données sur sa structure, ses matériaux, ce prototype permet de simuler différentes hypothèses avant sa construction. Lors de la construction, le travail en mode collaboratif doit, en assurant une meilleure coordination des acteurs, réduire les erreurs d’interprétation.
Le BIM permet aussi de répondre plus facilement aux contraintes réglementaires et aux normes environnementales. Mais, c’est paradoxalement une fois l’ouvrage sorti de terre que les gains sont les plus significatifs. « 75 % du coût global d’un bâtiment relève de son exploitation contre 5 % pour la conception et 20 % pour la construction », rappelle Jérôme Cornu, fondateur du cabinet BIM Partners qui associe le BIM au lean construction, démarche qui vise à chasser toute forme de gaspillage.
« Tout nouveau projet devrait à l’avenir intégrer le BIM, renchérit Emmanuel François, président et co-fondateur de la Smart Buildings Alliance. Il y a une perte d’efficience qui, à l’échelle du pays, se chiffre à des centaines de millions. » La construction pesant 125 milliards d’euros en France, soit près du 5% du PIB, les économies réalisées peuvent effectivement rapidement grimper.
Pas encore de « BIM bang » en France
Si les bénéfices du BIM sont connus, la France accuse un retard certain en dépit du lancement d’un Plan Transition Numérique dans le Bâtiment (PTNB). L’absence de de cadre coercitif est l’une des causes les plus souvent avancées pour l’expliquer. Après cinq ans de négociations, le Royaume-Uni a rendu obligatoire l’usage du BIM depuis le 1er avril 2016. L’Italie s’apprête à faire de même en 2018. La Scandinavie, l’Amérique du Nord, le Moyen-Orient et l’Asie du Sud-Est sont également plus matures sur le sujet que notre pays.
« Pour répondre aux appels d’offres, les groupes français qui disposent de filiales dans ces pays se sont mis au BIM », constate Jérôme Cornu. En revanche, il se dit plus inquiet sur le taux de maturité les artisans et des TPE-PME. « 95 % des entreprises du monde de la construction ont moins de dix salariés. En tant que sous-traitants ou co-traitants de grands groupes, ils seront pourtant obligés d’y venir. »
Adhérent à Mediaconstruct, chapitre français de BuildingSMART, l’expert lancera prochainement le groupe de travail « BIM pour tous » afin de porter la bonne parole auprès des petites structures. « Il faut démystifier le BIM. Cela ne nécessite pas nécessairement de grands investissements en outils ou en formations. »
A côté des progiciels comme Revit d’Autodesk, le plus connu d’entre eux, il existe des « viewers » gratuits comme Tekla BIMsight, BIM vision ou Solibri Model Viewer qui permettent à de petits acteurs de s’intégrer au continuum BIM. Ces outils répondant au format d’échange de données universel IFC (Industry Foundation Classes).
En revanche les petites entreprises générales de bâtiment, les installateurs électriciens et autres chauffagistes ne disposent pas de compétences informatiques en interne alors que les grands noms du secteur emploient de plus en plus de BIM managers. Des moutons à cinq pattes qui doivent non seulement maîtriser l’outil mais aussi avoir bonne connaissance de l’entreprise pour accompagner le changement.
A qui appartiennent les données ?
Directeur innovation & développement durable chez BNP Paribas Real Estate, Kevin Cardona se range à cet avis. A ses yeux, le BIM n’est pas seulement un outil, ce sont surtout des process derrière avec un enjeu de transformation pour la profession. « L’évolution est comparable au passage du crayon à AutoCAD pour l’architecte sauf que cela ne concerne pas qu’une profession mais l’ensemble des intervenants sur un chantier. »
Et comme celui qui maîtrise la maquette numérique maîtrise la conduite des opérations, des questions de gouvernance et de financement se posent. A la différence du modèle anglo-saxon, la façon de faire de l’immobilier en France implique un grand nombre d’intervenants. Qui va payer la maquette ? Selon lui, un promoteur n’a pas vraiment de raisons à réaliser cet investissement puisque ses interventions prennent fin à la livraison des clés.
En revanche, « les acteurs ayant la double casquette de constructeur et d’exploitant peuvent avoir intérêt à investir dans le BIM. Il y a une continuité de services, observe Kevin Cardona. Cela résout aussi le problème de la propriété. Il est en effet difficile d’exploiter des services sur une maquette qui ne vous appartient pas. »
Il se dit pour autant convaincu qu’à l’avenir les investisseurs voudront disposer, à la livraison d’un bâtiment, de son avatar numérique. BNP Paribas Real Estate réalise actuellement quatre projets en mode BIM de niveau 2. Soit le deuxième niveau de maturité.
Le BIM comptant trois niveaux de maturité. « Au niveau 1, la maquette de conception est partagée entre l’architecte et le bureau d’études, explique-t-il. Au niveau 2, on y intègre les données des équipements. Au niveau 3, ces données équipements interagissent en temps réel dans la modélisation des données en 3D. Ce qui suppose de numériser chaque lampe, chaque convecteur d’air conditionné. »
Arrivé à ce niveau 3 se pose la question de savoir qui est propriétaire des données. « Le fabricant de l’équipement ou celui qui l’agrège ? », interroge Kevin Cardona. Qui est, par ailleurs, responsable juridiquement en cas d’utilisation erronée de ces données ?
L’apport de l’IoT et du big data
Ce niveau 3 permet l’émergence de services innovants. Une fois numérisés et géolocalisables depuis leur code NFC, les équipements intégreront l’environnement numérique du BIM. Ce qui optimisera le parcours d’un technicien de maintenance, guidera le visiteur perdu dans un hôpital ou un immeuble social aux plateaux interchangeables.
Dotés de capteurs connectés, ces équipements remonteront aussi des informations en temps réel comme la consommation énergétique du bâtiment ou son taux d’utilisation. Quels bureaux sont vacants ? Quelle salle de réunion est libre ?
« Les données structurées du BIM viendront s’interfacer à des données plus hétérogènes, avance Emmanuel François. L’analyse croisée de ces données permettra de bâtir de nouveaux modèles derrière. » Pour le président du SBA, le BIM consacrera le mariage entre les acteurs traditionnels du bâtiment et ceux du monde du numérique comme SAP, Oracle, IBM ou Salesforce, apportant leur expertise du big data.
BIM + SIG = CIM
Du smart building à la smart city, il n’y a qu’un pas. Au-delà du bâtiment, la plateforme numérique peut prendre en compte tout son environnement, comme la nature du sol et le niveau de pollution ou ses interactions avec les infrastructures publiques. Ce concept a déjà un nom. On parle de CIM pour City information modeling qui est en quelque sorte le couplage du BIM et du SIG (Système d'information géographique).
Une table ronde était d’ailleurs organisée autour de ce « BIM city » lors de la dernière édition du BIM World qui s’est tenue fin mars à Paris. L’occasion de rappeler un certain nombre de réalisations très concrètes.
Le projet du Grand Paris a, par exemple, intégré le BIM dès le début. «Le BIM va aider à gérer un planning de travaux extrêmement contraint, expliquait Sylvie Cassan, responsable développement et déploiement BIM au sein de la société d’ingénierie Systra. Il permet aussi d’améliorer le positionnement du tracé en tenant compte de la nature du sol. Vu le volume de terre à extraire, l’évacuation des déblais est une question sensible. »
Le BIM sert aussi de vecteur de communication. Sur son site, le Grand Paris a mis en ligne une carte interactive en 3D issue de la modélisation des données. Les riverains peuvent visualiser ce que sera leur future gare et son contexte.
Le Moyen Orient est particulièrement à la pointe dans ce domaine. Dubaï fait appel au BIM pour simuler la gestion des flux dans son futur aéroport Al Maktoum, conçu pour être le plus grand du monde, mais aussi pour son projet Hyperloop, un train ultrarapide sous tube qui doit relier la ville à Abu Dhabi en 12 minutes.
Le BIM dopé à la réalité augmentée
Le BIM Word a aussi permis de rappeler que le BIM fait bon ménage avec la réalité augmentée. Bouygues Construction a présenté sa gamme de solutions Ramby. Ramby Animation rajoute une nouvelle dimension à la maquette 3D, le temps. Via une animation, le futur propriétaire voit le bâtiment grandir au fur et à mesure du projet.
Ramby Outdoor donne, lui, une expérience immersive in situ. Sur le chantier, tablette à la main, le maître d’œuvre visualise le bâtiment à venir dans son environnement. Avec Ramby Indoor, un technicien de maintenance voit l’intérieur du bâtiment, comme les câbles derrière un faux plafond ou des canalisations derrière un coffre.
FinalCAD teste, lui, la GMAO appliquée à HoloLens. Une fois toute l’usine digitalisée, le technicien de maintenance voit s’afficher dans le casque holographique de Microsoft les problèmes éventuels liés à un équipement et les procédures à appliquer.
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble