Jumeau numérique à BIM WORLD : vision, acteurs, fracture numérique

BIM WORLD est l’événement annuel sur les enjeux de digitalisation de la chaîne de construction. C’est l’occasion de retrouver dernières nouveautés en terme d’innovation numérique et de durabilité des ouvrages. La réduction des émissions de gaz à effet de serre est devenue centrale au BIM. Les professionnels actifs dans tout le cycle de vie d’une construction se réunissent pour engager des gains de temps, de performance et de communication.

A cette fin, le BIM WORLD 2022 c’est aussi des échanges sur le jumeau numérique de l’ouvrage. GenieVision s’y est rendu de nouveau pour approfondir cet enjeux et pour appréhender les visions des constructeurs et leurs problématiques actuelles telle que la fracture numérique du chantier.

Dans cet article nous allons parler du BIM dans sa partie planification, exécution, gestion, exploitation et maintenance. L’utilisation du BIM dépend de l’emploi d’un jumeau numérique fidèle à la réalité du terrain. Plus celui-ci est à jour et plus la valeur de son utilisation est grande. Un modèle 3D à jour permet de collaborer autour de ce double numérique, sans quoi, vous aurez toutes les contraintes BIM sans ses gains !

La place du jumeau numérique dans le BIM

Qu’est-ce que le double numérique ?

Depuis le promoteur et l’architecte, à l’ingénieurs et opérateurs chantier, jusqu’au gestionnaire du bâtiment ; ces acteurs sont liées et forment une chaîne de collaboration où l’information est centrale. A ce but coopératif, le jumeau numérique est la pièce maitresse dans le BIM. Tous les acteurs s’y retrouvent et inscrivent des informations qui seront utiles à d’autres.

• Qui fait quoi ?
• Quels sont les matériaux ?
• A quelle date une exécution a été réalisé ?

Tant d’information qui permet aux constructeurs de documenter un ouvrage de manière complète une construction.

L’accès à l’information sur le chantier numérique

Cette organisation performante c’est la promesse d’un jumeau numérique efficace qui centralise les données du bâtiment, du design à la conception, de l’exécution à la maintenance. Lors de la phase de construction, l’enjeu est de faire transiter la donnée entre le chantier et le bureau d’étude afin de faire remonter les besoins du terrain. Une approche « bottom up » centrale qui représente un objectif important du BIM aujourd’hui. A cette fin, il est nécessaire d’alléger le double numérique et le BIM afin d’amener l’information nécessaire aux ouvriers. Une question de numérisation du chantier qui passe par l’accompagnement pragmatique des acteurs du chantier afin d’intégrer le jumeau numérique dans leur quotidien.

La digitalisation pour accéder aux bénéfices du BIM

La chaîne de construction verte avec des objectifs écologiques

A ce sujet, SBLM platform, présent aux BIM WORLD, est  un collectif passionné de la donnée qui œuvre pour qu’elle soit valorisée dans un objectif écologique sur tout le cycle de vie des bâtiments et des infrastructures.

Les promesses responsables et numériques du BIM sont soutenues par leurs ambitions vertueuses. Les entreprises de cet écosystème sont engagées écologiquement pour un secteur durable. Inspiré par le 0 déchet appliqué au bâtiment, l’objectif premier est de contribuer à la transition environnementale grâce à l’innovation technologique pour réduire, réemployer, réutiliser, refabriquer et recycler. Cela passe par une sensibilisation de la société, des acteurs de l’AEC (Architecture, Engineering et Construction), de l’immobilier et la stimulation de l’interopérabilité des solutions. Sans cet échange de données entre tous les acteurs de la chaîne de valeur et leurs outils respectifs, les promesses du BIM ne peuvent être tenues.

Cette tendance durable est visible dans toute la chaîne de valeur, une prise de conscience individuelle et collective au cœur d’un secteur qui cherche à se transformer.

Frédéric Gal, Directeur du projet de modernisation des projets indique « Chez Bouygues Construction, nous nous engageons à réduire nos émissions de 40% à l’horizon 2040. »

Il continu sur les bienfaits de l’adoption : « On observe d’ailleurs déjà les résultats de cette méthode, à savoir des réductions de temps de réalisation d’ouvrages allant de 10% à 40%. »

La gestion des matériaux : coûts, traçabilité et maintenance

Dans ces phases de vie du bâtiment, la plus risquée financièrement reste la construction : retard des travaux, présence de malfaçons, faible voire absence de rentabilité du chantier. C’est pourquoi la maîtrise des coûts et le suivi de chantier est primordial.

A ce sujet, nous avons rencontré Kabandy et leur solution d’anticipation et de gestion des coûts de. Le logiciel offre une vision macro de la gestion des matériaux d’un chantier, notamment sur les quantités et leur documentation. Directement relié à la maquette numérique, l’outil permet d’estimer les coûts d’un projet. Parmi ces aspects monétaire, Kabandy traite les estimations de quantité, la gestion des commandes et l’état d’avancement. Cela permet un pilotage simplifié de l’approvisionnement et aide le gestionnaire à réduire les imprévus.

La collaboration rime avec accessibilité au DMS

Enfin, la centralisation des données passe par une collaboration renforcée entre la maitrise d’œuvre et la maitrise d’ouvrage. Digitaliser le quotidien des travailleurs apporte deux atouts pour Cooperlink : l’accessibilité aux documents et le suivi des processus. Superposé aux outils de gestion quotidiens de projet, la transmission des documents et la validation des jalons est souvent une peine pour les entreprises. La documentation et la collaboration fluidifie les échanges d’information permettant de réduire les erreurs et d’accélérer les validations. Documenter le quotidien au sein d’un DMS puissant et collaboratif permet d’assurer la livraison d’un dossier TQC (tel que construit) au plus près de la conception.

Le DOE, remis à la maitrise d’ouvrage suite à la construction, doit correspondre à la demande du client sur le projet. Les normes environnementales sont prédominantes en France et sur le marché européen et elles demandent une attention toute particulière pour les entreprises de la construction. A cette fin, le BIM et sa centralisation de l’information permet à tous les acteurs de mieux collaborer et anticiper. Les alertes, l’anticipation et les validations quotidiennes, souvent perçues comme chronophages sur chantier sont ainsi facilités. Les entreprises garantissent une gestion des coûts et un suivi documentaire de qualité.

Le BIM face à la fracture numérique du chantier

Le jumeau numérique issu des architectes

La chaîne de valeur immobilière et de la construction est complexe et intègre de nombreux acteurs. Qu’ils interviennent en amont ou en aval de la construction, il sont très différents et appréhendent le digital à leur niveau avec les atouts que ce dernier leur apporte.

Dans la phase design, en lien avec le client du projet, la 3D semble être adoptée par les différents acteurs. Promoteurs et architectes l’utilisent pour s’aligner sur leurs besoins et améliorer leurs compréhensions. On a notamment vu se développer des services de réalité virtuelle afin de visiter le futur bâtiment et y apporter des modifications en temps réel.

Les bases de l’ouvrage sont ainsi posées, une première version de la 3D est réalisée et permet d’appréhender le bâtiment ou l’infrastructure dans son environnement.

 

Cette enveloppe 3D, qui ne détient pas les détails techniques, est ensuite fournie aux ingénieurs qui vont tester sa solidité et le rendre viable. C’est la phase de conception et le rôle des bureaux d’étude. En modélisant tous ces détails, la majorité des problématiques seront abordées en amont et permettra de réaliser la détection des conflits (clash détection) et des économies d’échelle.

Le transfert du BIM vers la phase d’exécution est bloqué

L’ouvrage est ainsi modélisé fidèlement par le bureau d’étude et correspond dans le détail à la future construction. Le jumeau numérique est prêt à prendre vie grâce aux entreprises de la construction qui s’engagent à le réaliser. Ce double numérique est ensuite complété avec les informations de construction sur les matériaux, le planning et la documentation.

Néanmoins, un problème de continuité du BIM surgit et en limite son utilisation sur chantier. Le jumeau numérique lors de la construction doit se retrouver à deux niveaux : la gestion de projet (BIM) et sur le chantier. Cette dépendance vis-à-vis de l’autre permet de faire vivre le jumeau numérique en simultané avec la vie du chantier.

5 raisons qui bloquent le BIM sur chantier

1. Le BIM ne passe pas la réunion de transfert entre la conception et l’exécution
2. Les gains de productivité attendus sur le chantier par le BIM ne sont pas atteints
3. Les plans 2D imprimés est une mise à plat du BIM
4. L’information de comment construire est manquante dans le BIM
5. Le détail de la confection n’est pas embarqué dans le jumeau numérique : qui fait quoi, à quel moment ?

Le numérique et la réalité du chantier

Lors de la transmission des plans, la 3D et le BIM doivent être conservés et utiles à la construction. Néanmoins, c’est ici que la fracture numérique commence. Les informations digitales doivent être transmises aux équipes du chantier mais les manière de faire sont encore peu digitales. Cette orchestration dépend de la collaboration entre les équipes et cette organisation est dûment mené entre les différents corps de métier et les conducteurs de travaux.

Les entreprises de la construction se son transformés et appréhendent aujourd’hui le BIM de manière pro-active. Elles peuvent compter sur des départements BIM structurés et financés, qui sont au cœur de la transformation digitale et, sur des conducteurs de travaux convaincus par le digital qui sont de réels ambassadeurs sur les chantiers et peuvent réaliser un niveau de BIM élevé.

Les logiciels de gestion du BIM sont présents et sont performants dans la gestion de l’information. Néanmoins cette information atteint trop peu le chantier pour permettre une collaboration entre les maitrise d’œuvre et les maitrise d’ouvrage. La sélection d’outils ergonomiques qui apportent des gains aux opérateurs est essentielle et permettra leur adoption. Cette transformation, dont GenieVision fait partie, prend vie mais demande compréhension des processus chantier par les entreprises technologiques et formation des ouvriers par les entreprises de construction.

Comment amener le BIM sur chantier auprès des ouvriers ?

Le jumeau numérique de la construction : quels bienfaits ?

Demain le jumeau numérique de la construction amènera une réponse à la question : comment je construis. Il sera une réelle aide avant la réalisation des ouvrages pour accompagner les différents corps de métier dans leurs organisation. Les erreurs de construction seront ainsi prévenu par une vérification de l’ouvrier lui-même qui pourra valider sa réalisation pour en notifier les personnes impactées. Une vérification accrue pourra aussi être menée par le conducteur de travaux qui aura les plans sur mobile et tablette et n’aura plus besoin de les connaitre par cœur.

Demain le jumeau numérique amènera une traçabilité accrue entre la maquette de l’architecte et le jumeau numérique de la construction. Grâce à une information remontant du chantier, « bottom up », les déviations seront documentés au fur et à mesure de l’avancée du chantier et consignés pour le DOE et le TQC. Le double numérique pourra être modifié par la maitrise d’ouvrage ou l’ouvrage adapté par la maitrise d’œuvre.

Demain le jumeau numérique créera ce lien entre la production, l’exécution et le digital qui  permettra d’atteindre les promesses durables du BIM dans la gestion des déchets, une meilleure planification et la construction de bâtiments plus performants.

La 3D pour meilleure compréhension des plans

Le jumeau numérique c’est aussi de l’information dans la 3^ème dimension : en relief ! Tout le bâtiment modélisé permet son optimisation dès sa conception : du temps de gagné et des économies de réalisées en rationalisant les matériaux. Ce double numérique est ensuite transmit aux équipes de construction qui, sur le terrain, s’engagent à réaliser l’ouvrage comme planifié !

En emportant le modèle 3D lors de la phase de construction, un nouvel univers de compréhension des plans s’ouvre. Les plans 3D amènent des informations numériques et en temps réel que les plans 2D ne peuvent pas atteindre. La 3D emporte avec elle les informations de gestion et de construction et aide ainsi à la collaboration entre la maitrise d’ouvrage et la maitrise d’œuvre.

Les 4 avantages d’utiliser les plans 3D dans la construction :

1. La mise en perspective des plans permet leur compréhension sans doute. Un zoom infinie sur les éléments en haute qualité et la rotation autour de ces derniers afin de comprendre leur agencement. L’opérateur appréhende plus rapidement l’ouvrage à réaliser, par exemple le nombre de gaines superposés et comment elles sont agencées.
2. La version des plans est toujours à jour. Les plans évolues tout au long de l’ouvrage et les versions de plan sont nombreuses, attention aux plans obsolètes sur chantier ! La 3D est mise-à-jour avec le jumeau numérique et garantit que tout le chantier travail avec une version à jour.
3. L’accès aux informations du BIM directement depuis les plans. Toutes les informations utiles aux opérateurs peuvent ainsi être accessible tel que sur les matériaux, les ouvrages exécutés et les points d’attention. L’information remonte depuis le chantier jusqu’au ingénieurs des bureaux d’études et permet la collaboration entre la maitrise d’œuvre et la maitrise d’ouvrage.
4. L’utilisation de technologies 3D comme la réalité augmentée (AR) et la réalité virtuelle (VR). Lors de la construction, la réalité augmentée semble plus appropriée car superposée à l’environnement réel. Cette nouvelle manière de voir les plans dans l’espace réel offre une simplicité pour comprendre les plans et les interpréter. Un simple scan de son environnement fait apparaitre tous les éléments du plan directement à leur place dans la pièce.

 

Ainsi, ces technologies du BIM doivent être accessibles quelle que soit le niveau d’expertise, l’équipement et le niveau d’intervention. Et c’est bien dans cet état d’esprit que GenieVision a été pensé, n’encombrant pas davantage les opérateurs chantiers avec des gadgets, mais seulement avec une application pour mobile. Cette continuité numérique est essentielle entre tous les acteurs de cette chaine afin d’accompagner le suivi du chantier. Les données documentée, retranscrite et accessible est essentielle à une bonne collaboration.

Comment modéliser un bâtiment existant pour profiter de son jumeau numérique ?

Enfin, un aspect du BIM n’a pas été abordé dans cet article et prend pourtant une place centrale dans l’utilisation du jumeau numérique : la modélisation de l’existant.

Les bâtiments existants ne peuvent bénéficier du BIM et d’une plateforme pour l’exploitation de leur bâtiment s’ils ne sont pas modélisés.

Au BIM WORLD, nous avons découvert une entreprise française qui permet de numériser l’intégralité d’un bâtiment ou chantier afin de le mettre à disposition des gestionnaires sur leur plateforme. My digital buildings c’est l’opportunité pour tout bâtiment d’avoir un 3D fidèle et exploitable grâce à une multitude de capteurs 3D.

Tous les types de capteurs sont utilisés pour modéliser au travers du moyen le plus adapté les bâtiment. Une offre sur-mesure qui comprends drone, robot, laser et, le plus étonnant, un squelette porté par un opérateur. Ces outils collectent un nuage de point qui délivrent un modèle 3D fidèle du bâtiment. Un jumeau numérique de votre bâtiment pour un usage en 2D, 3D, en réalité augmentée et réalité virtuelle !

Intéressant ! le niveau de spécialisation de l’entreprise est très grand et permet de mettre cette expertise à disposition des entreprises possédant un patrimoine immobilier. Leur croissance prend maintenant la forme d’un réseau national (et pourquoi pas Belge et international) pour offrir une réactivité en tous lieux.

La performance pour la construction

La mise en œuvre de la RE2020

En France, le secteur du bâtiment représente 44 % de la consommation d’énergie et près de 25 % des émissions de CO2.

En 2020, la France passe d’une réglementation thermique à une réglementation environnementale, la RE2020, plus ambitieuse et exigeante pour la filière construction.

Toute la chaîne de valeur est sous tension pour réussir la mise en œuvre de la RE2020 tout en maîtrisant les coûts et en garantissant la qualité des services.

Les orientations pour les filières sont définies afin d’atteindre la neutralité carbone en 2050.

5 leviers de performances pour la construction

1. Optimiser la conception et maitriser le coût global des ouvrages
2. Améliorer la productivité et la qualité de la construction
3. Piloter la performance des infrastructures et des assets immobiliers
4. Optimiser les usages, les impacts environnementaux et l’intégration urbaine
5. Organiser la continuité numérique et préparer les jumeaux numériques pour valoriser les données

cf. BIM WORLD 2022

Amener la 3D sur chantier avec GenieVision

GenieVision, expert du 3D sur chantier œuvre au partage d’une information bottom up qui alimente le jumeau numérique avec les informations du terrain. Notre outil sur tablette et mobile permet d’emporter le modèle 3D auprès de tous les ouvriers, les conducteurs de travaux et autres parties prenantes. Une légèreté du double numérique le rendant enfin à portée de main pour une utilisation renforcée sur chantier. Avec ses fonctionnalités de Réalité Augmentée, il n’a jamais été aussi simple de comprendre les plans et de les interpréter. Un simple scan de son environnement (comme si l’on prenait une vidéo de la pièce où l’on se trouve), fait apparaitre tous les éléments du plan directement à leur place dans la pièce et au-delà !

Chez GenieVision, acteur technologique, nous nous confrontons à l’enjeux d’adoption de notre application depuis des années. Avec nos partenaires nous avons œuvré à simplifier son utilisation et soutenons la valeur ajouté offerte aux opérateurs sur chantier grâce à nos services de proximité. Nous avons co-construit la solution avec nos clients et partenaires pour atteindre notre niveau actuel. A nos yeux, une digitalisation où l’humain est central dans la mise en place de nouveaux processus efficaces et adopté à l’utilisateur.