Soutenance mémoire
Le BIM en France
Plusieurs pays d’Europe ont une grande longueur d’avance sur la France avec déjà une expérience et une connaissance du BIM de plusieurs années voir pratiquement une décennie pour certain (comme la Finlande).
La France se devait de réagir, pour certain spécialiste elle n’est pas en retard « C’est un des biais de l’étude menée par McGraw-Hill Construction et le Conseil de l’Ordre des Architectes plaçant en 2010 la France en leader européen du BIM, devant l’Allemagne et le Royaume-Uni avec un taux d’adoption du BIM de 38 % » 7 mais elle n’est pas en avance.
C’est en 2014 que le BIM va prendre un coup d’accélérateur en France.
La directive Européenne
Le 26 février 2014 est adopté la directive Européenne 2014/24/UE sur les passations de marchés publics. Cette directive, votée par le parlement européen le 15 janvier 2014, était très attendu par les acteurs du bâtiment. Dans son article 22.4, la directive recommande l’utilisation du BIM pour les marchés publics. C’est-à-dire que tout état membre de l’union Européen pourra encourager ou obliger l’utilisation du BIM pour les projets publics.
Objectifs 2017
Suite à la directive européenne 2014/24/UE qui prodigue la maquette numérique (BIM), elle commence à faire son apparition dans les discours du gouvernement.
Dans son interview du 18 mars 2014, « Objectif 500 000 », l’ancienne ministre du logement et de l’égalité des territoires, Cécile DUFLOT, évoque les premières mesures sur la maquette numérique.
«Autre priorité issue de la concertation : inventer le bâtiment 2.0. Qu’entendez-vous par là ?
CD (Cécile DUFLOT): Le numérique va permettre aux acteurs de gagner en efficacité collective et en qualité. Je vais désigner un responsable national du déploiement du numérique dans le bâtiment. Il devra proposer un plan de marche pour fin 2014 et s’appuiera sur une équipe dédiée au sein du ministère. Je ferai en sorte de créer un signe de qualité pour valoriser les entreprises engagées dans le bâtiment 2.0.
Qu’y a-t-il dans le bâtiment 2.0 ?
CD : Il faut déployer la maquette numérique. C’est un excellent outil de travail collaboratif de la conception à l’exécution, en passant par la gestion du bâtiment. L’objectif c’est d’avoir demain une véritable Carte Vitale du bâtiment qui permet aux professionnels et aux habitants de conserver la mémoire de toutes les étapes de la construction et de la rénovation, ou encore de réaliser des économies de matériaux. Au-delà de la maquette numérique, il faut aussi favoriser le e-learning et mettre à disposition les règles de l’art en format numérique pour que l’artisan puisse les consulter sur son chantier.
Comment favoriser le déploiement de la maquette numérique ?
CD : Nous allons progressivement rendre obligatoire la maquette numérique dans les marchés publics d’Etat en 2017. Et je suis sûre que les collectivités suivront très rapidement.
Cela nécessitera-t-il d’adapter les procédures de passation des marchés publics ?
CD : Peut-être. En ce cas, nous identifierons les éventuels points de blocage et nous les traiterons. »
Extrait de l’interview de Cécile DUFLOT ancienne ministre du logement, le 18 mars 2014.
L’interview met en avant l’objectif du gouvernement de mettre en place le BIM en 2017 pour les marchés publics.
En juin 2014, Sylvia PINEL, nouvelle ministre du logement et de l’égalité du territoire, nomme Bertrand DELCAMBRE comme « ambassadeur du numérique dans le bâtiment ». Il est chargé par la ministre de réaliser un rapport sur la « mission « Numérique et Bâtiment » ». Ce rapport a pour but d’intégrer le BIM dans le bâtiment pour attirer les acteurs du bâtiment dans l’ère de la maquette numérique.
Il fut remis à la ministre le 2 décembre 2014. Il en ressort quatre grands axes 9:
• Axe 1: Convaincre et donner envie à tous les acteurs, et notamment aux maîtres d’ouvrage.
• Axe 2: Répondre aux besoins d’équipement et de montée en compétences numériques des acteurs, notamment des TPE/PME.
• Axe 3 : Développer des outils adaptés à la taille des projets.
• Axe 4 : Installer la confiance dans l’Ecosystème Numérique Français.
Où en sommes-nous ?
La maquette numérique est de plus en plus utilisée en France mais cette évolution reste assez timide comparée à nos voisins européens.
Jusqu’à présent la maquette numérique a surtout été utilisée pour des chantiers complexes qui nécessitent un visuel et une représentation intelligente en 3D qui permet d’appréhender et d’anticiper tous les problèmes de conception et de construction de l’ouvrage. Et ainsi éviter « toute mauvaise surprise » qui pourrait coûter très cher lors de la construction. Ce procédé a été utilisé, par exemple, pour la construction de la Fondation louis-Vuitton ou encore le Philharmonie de Paris.
Sur ce dernier la maquette numérique fut utilisé pour la phase de construction qui dû à sa structure géométrique complexe et à sa toiture inclinée (pentes supérieure à 30%)10 l’utilisation du BIM était une obligation. « L’outil 3D a joué un rôle essentiel pour remettre en cohérence les enveloppes architecturales avec les faisabilités des structures […] Avec des outils traditionnels, nous nous serions aperçus trop tardivement de nombreuses problématiques géométriques. » Jean-François Scheidt, directeur du projet pour Bouygues Bâtiment Ile-de-France.
La maquette numérique est aussi utilisée pour la gestion du patrimoine. La région bourgogne en est le précurseur dans ce domaine en France. Puisque cette région a fait réaliser une maquette numérique pour chacun de ses lycées (72 lycées) . Ces maquettes ont permis à la région de connaitre au mieux les surfaces et d’en avoir une meilleure gestion.
Ou plus récemment avec la tour super-Montparnasse, qui utilise le processus BIM pour une « requalification architecturale et thermique du bâtiment ».
Le 25 et 26 mars 2015, la ville de Paris accueillait le « BIM WORLD ». Cet événement a permis aux différents acteurs de la construction de se rencontrer et d’échanger autour du BIM sur différentes conférences. Cet événement montre l’envie de la France d’accélérer l’adaptation du BIM dans les futures constructions.
Le processus BIM n’a pas été conçu uniquement pour les projets de grandes envergures mais pour tout projet nécessitant un travail collaboratif. Il peut donc être utilisé pour des projets de constructions simples tels que les projets d’habitations. Le fait de privilégier l’utilisation du BIM permettra de réduire le coût de construction, de réduire l’impact environnemental, d’anticiper les besoins du bâtiment et d’avoir une meilleure gestion du patrimoine sur l’ensemble de la vie de l’immeuble.
Prenant l’exemple du projet de construction des 41 logements sociaux BBC13 et d’une brasserie à Pantin (93) qui a remporté un BIM d’Or en 2014. Ce projet mené par Vinci construction était une expérimentation, pour voir la mise en place du BIM à l’échelle d’un projet modeste mais qui néanmoins nécessite organisation et stratégie notamment en matière de coût. Et cela fut un succès, « ceux qui travaillaient en plans ont très vite été séduits et ont souhaité être formés au BIM », précise Jean-Baptiste Valette.
Le processus BIM applicable à différents types de maquette numériques
Dans le bâtiment il existe deux manières d’utilisation du BIM. La première, qui jusqu’à maintenant est la plus utilisée, est « Le BIM tel que conçu », dans celle-ci nous partons donc sur un projet futur. L’autre méthode qui commence petit à petit à prendre place dans la réhabilitation et la gestion du patrimoine est « Le BIM tel que construit ».
Nous allons donc étudier c’est deux de manières plus de manière précise, notamment en explicitant les enjeux des deux processus.
Le BIM «tel que conçu »
Comme son nom l’indique l’utilisation du BIM dans le « tel que conçu » consiste à réaliser la maquette numérique en amont du projet. Elle permettra aux différents acteurs d’étudier les différentes problématiques du bâtiment en réalisant des analyses telles que les analyses structurelles, thermiques et énergétiques et ainsi répondre à l’attente environnementale. Cette réunion de l’information en amont du projet permettra de mettre fin à toute incohérence qui pourrait coûter très cher lors de la construction. Cela permettra également d’anticiper les besoins du bâtiment et ainsi en déduire les coûts de celui-ci
Durant la phase de construction la maquette numérique est mise-à-jour par les différents acteurs de la construction au fur et à mesure de l’avancement des travaux. Cette utilisation de la maquette est encore peu utilisée en France au vu de la complexité à fédérer et à convaincre les intervenants lors de la construction.
Le maître d’oeuvre devra exiger un contrôle qualité à la fin des travaux. Cela consistera à relever l’ouvrage et mettre à jour la maquette numérique pour qu’elle soit en corrélation avec la réalité et ainsi fournir au client une maquette numérique reflétant la réalité pour une utilisation optimisée du BIM.
La maquette numérique est livrée au même moment que le bâtiment au maître d’oeuvre qui devra se charger par la suite des mises à jour de la maquette qui doit lui servir à maintenir et gérer son patrimoine, car ne l’oublions pas la maquette se doit d’être « la carte vitale » du bâtiment et ceux tout au long de sa vie, soit environ 50 ans.
Le BIM «tel que construit »
Le BIM « tel que construit » consiste à effectuer une maquette numérique d’un bâtiment existant. Contrairement au BIM « tel que conçu » où la maquette est créée par le maître d’oeuvre qui est généralement un cabinet d’architecte lors de la phase de conception. Dans le BIM « tel que construit », il faut effectuer un levé du bâtiment. Il y a donc une phase d’acquisition de la donnée qui sera définie suivant le niveau de détail demandé par le client et l’utilisation qu’elle en sera faite, par exemple l’acquisition des différents types de matériaux, des structures, l’emplacement des réseaux électriques et des canalisations, etc.
Ensuite, une phase de modélisation de l’existant où il faut intégrer toutes les données pour former une maquette numérique exploitable pour le client. Chaque objet ou chaque composant de l’ouvrage devra être entaché de donnée et d’informations liées à ses matériaux, son utilisation et sa maintenance.
Et pour finir c’est la phase d’exploitation qui est définie par le maître d’ouvrage ou le gestionnaire d’ouvrage. L’utilisation du BIM dans l’existant est un moyen d’optimiser l’entretien et la gestion d’un ouvrage tout au long de sa vie tout en maîtrisant les coûts.
Gestion du Patrimoine
Le BIM et la maquette numérique de par son aspect visuel et l’intelligence de son processus peut s’avérer un outil performant pour la gestion du patrimoine. Pour le gestionnaire d’ouvrage avoir un outil aussi performant que le BIM est une révolution et cela lui faciliterait la tâche au quotidien. Selon Bouygues construction, « 75% du coût d’un ouvrage est généré par son exploitation tout au long de ca vie ». C’est donc un enjeu de taille pour le gestionnaire et le maître d’ouvrage.
Des logiciels ont été créés pour pouvoir répondre à ce besoin comme ACTIVe3D qui est utilisé par le conseil général de bourgogne pour la gestion de leurs lycées ou encore la ville de Paris. Il y a aussi le logiciel ALLFA qui a été adopté par la région Alsace pour la gestion de leurs lycées.
Réhabilitation ou rénovation
L’utilisation de la maquette dans la rénovation va s’avérer primordiale car le principe du BIM est basé sur une connaissance précise d’un ouvrage mettant en lien des composants et des objets intégrés. L’intelligence de la maquette va permettre d’anticiper l’entretien et la maintenance de l’ouvrage de faire des choix sur le court, moyen et long terme tout en évaluant les coûts. Le BIM peut donc s’avérer un outil d’aide à la décision.
Les différents acteurs
Les maîtres d’ouvrages
Qu’il soit public ou privé, le maître d’ouvrage est la personne la plus importante dans la mise en place d’un BIM, car c’est lui qui établit le cahier des charges et donc décide de l’utilisation du BIM ou non.
Pour les constructions neuves la maquette numérique BIM, permet au maître d’ouvrage de visualiser le projet et décider des modifications en amont de la construction. La maquette numérique permet aussi de faire des économies notamment avec une meilleure gestion du planning des opérations. Limité les coûts est un bon argument pour la maîtrise d’ouvrage.
Un autre argument pouvant pousser le maître d’ouvrage à utiliser le BIM est la maîtrise de la gestion de son patrimoine, car réaliser les travaux avec une maquette numérique permettra une connaissance parfaite du bâtiment qui donc donnera la possibilité d’une gestion juste et intelligente de l’ouvrage notamment en matière de rénovation.
La maîtrise de la rénovation est d’autant plus nécessaire lorsque le gestionnaire est public tel que la ville de paris qui n’a pas moins de 5 millions de m² à gérer et dont le rapport prix/performance est exigeant.
Avec la directive européenne de février 2014 et l’objectif 2017 de l’Etat français, le maître d’ouvrage public pourra imposer l’utilisation de la maquette numérique pour les marchés publics. Ce qui amènera les maîtres d’oeuvre à utiliser de plus en plus le BIM.
La maîtrise d’oeuvre
La maîtrise d’oeuvre peut influencer le maître d’ouvrage à utiliser le processus BIM en lui expliquant les apports et les bénéficies d’une telle méthode.
Présent en phase de conception, le BIM permet à la maîtrise d’oeuvre d’avoir un échange avec le maître d’ouvrage. Ce processus prend plus de temps à mettre en place mais s’avère un outil efficace pour préparer les différends dossiers post-construction. Tel que le permis de construire avec des plans et des façades qui se font en « un clic » ou encore le Dossier de Consultation des Entreprises (DCE). La maquette numérique BIM permet aussi un calcul précis des coûts.
16 Source Rapport groupe de travail BIM et Gestion du patrimoine Un avatar numérique de l’ouvrage et du patrimoine au service du bâtiment durable : le « Bâtiment et Informations Modélisés » (BIM) TOM.
Un des corps de métiers du bâtiment dont il est important de parler, même s’ils sont généralement liés à la maitrise d’oeuvre, il s’agit des architectes.
Les Architectes
Les Architectes sont les acteurs du bâtiment les plus réceptifs au BIM. La maquette passe forcément entre leurs mains. Ils sont le point de départ de la modélisation de la maquette numérique.
Dans les constructions neuves, ce sont eux qui la réalisent à 90% en phase de conception. Certes elle prend plus de temps à mettre en place au début, puisque la maquette numérique BIM est une vraie méthode de travail qui diffère de celle d’aujourd’hui. Mais elle leur facilite la tâche par la suite, une modification du projet ne va pas changer tous les plans. La maquette numérique leur évite donc une perte de temps certaine Prenons l’exemple d’une fenêtre, déplacer une fenêtre sur AutoCAD demande du temps pour modifier les plans, les coupes. Alors que sur la maquette BIM, il suffit de déplacer l’objet fenêtre puis tout se mettra à jour automatiquement (plans, coupes, façades,…)
Nicolas Wendling du cabinet d’architecte « Oslo architectes », m’expliquait que la maquette numérique les forçait à être plus rigoureux dans leur façon de travailler et de modéliser le projet. Elle leur permet aussi de gagner un temps considérable pour réaliser les permis de construire. Le logiciel BIM fournit la nomenclature des objets utilisés dans la maquette numérique, ce qui permet à l’architecte de fournir précisément la liste des éléments (types de fenêtres, portes, câbles …) utilisés pour la construction et ainsi éviter le gaspillage des matières premières.
Les architectes, que j’ai rencontrés, sont les premiers convaincus de l’utilisation du BIM dans le futur de la construction.
Les entreprises
Ces acteurs sont présents lors de la phase de construction du bâtiment. La maitrise d’oeuvre fournit aux entreprises la maquette de conception pour permettre au BIM d’évoluer en même temps que la construction réelle. C’est eux qui alimentent la maquette numérique au fur et à mesure de la construction.
Elle leur permet de définir les différentes tâches à exécuter et d’avoir une meilleure organisation entre les entreprises qui interviennent sur le chantier. La maquette numérique est aussi une aide pour la compréhension des tâches à réaliser.
Après avoir vu les acteurs classiques qui interviennent tout au long de la durée de vie du bâtiment, on va s’intéresser à un nouveau métier qui est apparu avec le BIM.
Le BIM Manager
Il est le chef de projet de la maquette numérique. Ce nouvel acteur dirige la gestion des données et s’occupe des conflits entre les différents acteurs du BIM. Il est l’interlocuteur entre les différents acteurs qui intègrent leurs données dans la plate-forme BIM. Tout ce qui modifie la maquette passe par le BIM Manager. Il a le droit de demander une explication sur toute évolution de la maquette et peut la refuser si elle n’est pas justifiée.
Cependant, le BIM Manager n’est pas un expert informatique, il ne modifie pas les données dans la maquette numérique, il laisse ce travail au BIM Modeler.
Le BIM Manager est un nouveau statut qui commence à se développer avec l’apparition de la méthode BIM. Plusieurs Mastères sont créés dans toute la France pour répondre au besoin de BIM Manager qui est un acteur incontournable dans la mise en place d’un processus BIM.
Pour certain professionnel, le profil d’un BIM Manager repose sur l’expérience dans le bâtiment et de ce fait ne peut pas être confié à un jeune qui sort de l’école qui a peu fréquenté les chantiers et qui n’a pas d’expérience dans le milieu du bâtiment.
Le BIM Modeler
Le BIM modeler est complémentaire avec le BIM Manager, il s’occupe de la modification et de la rectification des données dans la maquette numérique. Il est un véritable expert des logiciels qui permettent la gestion des données et leur intégration dans la maquette numérique.
Le BIM un travail collaboratif
L’interopérabilité du BIM
L’un des atouts principal du processus BIM est l’échange entre les différents acteurs qui interviennent tout au long de la durée de vie du bâtiment. Aussi bien que durant les différentes étapes de la création du bâtiment que durant sa gestion.
Alors qu’aujourd’hui, les acteurs utilisent majoritairement des méthodes et des logiciels différents qui obligent la ressaisie des informations. Cela peut amener une perte de précisons et une perte de temps considérable pour les différents corps de métier. Quel géomètre-expert n’a jamais repris un plan d’architecte et inversement.
Le BIM est un travail collaboratif et il y avait une nécessité d’avoir une interopérabilité entre les différents logiciels utilisés pour l’élaboration d’un projet de construction. Cette interopérabilité permet de communiquer entre tous les acteurs tout en minimisant la perte de donnée.
Selon une étude17 réalisé par la FFB18, « les coûts des défauts d’interopérabilité sont, au minimum, de 35 €/m2 en construction pour les entreprises, 2,3 €/m2 /an en exploitation pour les Maîtres d’ouvrage et gestionnaire de patrimoine ».
Création de la norme IFC
Pour faciliter cette interopérabilité, l’association Building SMART, anciennement International Alliance for Interoperability (IAI), créait en 1997 la norme IFC (Industry Foundation Classes). Cette norme fut développée pour permettre un échange entre les acteurs. Elle leur permet d’avoir un format qui est exploitable entre tous les différents logiciels BIM (ArchiCAD, revit, All plan,..). Cela évite ainsi la ressaisie des données dans ces différents logiciels et donc un gain de temps pour les corps de métier de la filière.
L’IFC est un fichier texte qui est composé en différentes catégories qui comportent chacune des informations sur les différents objets que comporte la maquette numérique (mur, fenêtre,…). Cette norme ne contiens pas que des éléments pour la modélisation de la maquette, mais donne aussi les caractéristiques des objets (structure, architecture, thermique, …), les relations avec les autres objets du bâtiment et leur position dans la maquette numérique.
Le 1 mars 2013, la norme IFC a obtenu la norme ISO 16 739 et deviens une norme standards international. C’est l’unique standard reconnu internationalement qui traite du partage des données pour la maquette numérique d’un bâtiment. Cela permet une amélioration de la norme pour une meilleure interopérabilité entre les acteurs du BIM. Aujourd’hui les logiciels BIM utilise « IFC » depuis mars 2013 ce qui en fait la douzième version de l’IFC.
La plate-forme BIM
Création d’un server sur internet où est stockée la maquette numérique. Cette plate-forme est mise à disposition de tous les intervenants avec des droits d’accès pour chacun pour sécuriser la maquette. C’est la fin des emails avec des pièces jointes qui n’arrivent jamais ou qu’ils sont trop volumineux pour être envoyé. Tout sera centralisé sur la plate-forme BIM. Cela permet d’avoir une maquette numérique qui est à jour et disponible à n’importe quelle heure. Tous cela demande une très bonne organisation, d’où l’utilité d’un BIM Manager
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Table des matières
Remerciements
Liste des abréviations
Glossaire
Table des matières
Introduction
I L’ÉTAT DE L’ART DU BIM
I.1 DEFINITION DU BIM
I.2 LE BIMDANS LE MONDE
I.2.1 L’Amérique du Nord
I.2.2 L’Asie
I.2.3 L’Europe
I.2.4 Le Royaume-Uni
I.3 LE BIMEN FRANCE
I.3.1 La directive Européenne
I.3.2 Objectifs 2017
I.3.3 Où en sommes-nous ?
I.4 LE PROCESSUS BIMAPPLICABLE A DIFFERENTS TYPES DE MAQUETTE NUMERIQUES
I.4.1 Le BIM «tel que conçu »
I.4.2 Le BIM «tel que construit »
I.5 LES DIFFERENTS ACTEURS
I.5.1 Les maîtres d’ouvrages
I.5.2 La maîtrise d’oeuvre
I.5.3 Les Architectes
I.5.4 Les entreprises
I.5.5 Le BIM Manager
I.6 LE BIMUN TRAVAIL COLLABORATIF
I.6.1 L’interopérabilité du BIM
I.6.2 Création de la norme IFC
I.6.3 La plate-forme BIM
I.7 UNE SOLUTION COMPLIQUEE A METTRE EN PLACE
I.7.1 La difficulté technique
I.7.1.1 L’interopérabilité, un vrai problème
I.7.1.2 Un manque de formation des acteurs
I.7.1.3 Précisons de la représentation graphique et de la donnée intégrée
I.7.2 Un investissement considérable
I.7.3 Un caractère juridique approximatif
I.7.3.1 Les personnes responsables des données intégrées dans le BIM
I.7.3.2 Propriété intellectuelle de la maquette numérique
II LE GÉOMÈTRE-EXPERT DANS LE PROCESSUS BIM
II.1 L’APPORT DES COMPETENCES PROPRES DU GEOMETRE-EXPERT LORS DE LA REALISATION D’UN BIM
II.1.1 Compétences Juridiques
II.1.1.1 Détermination des limites des biens fonciers
II.1.1.2 Droits attachés à la propriété
II.1.2 Compétences techniques
II.1.2.1 Mesures en trois dimensions et leurs interprétations
II.1.2.2 Maitrise des logiciels
II.1.2.3 Le géoréférencement
II.2 LA PLACE DU GEOMETRE EXPERT DANS LE BIM
II.2.1 Dans le « tel que conçu »
II.2.2 Dans le « tel que construit »
II.3 LE GEOMETRE-EXPERT UN ACTEUR NON NEGLIGEABLE MAIS PAS INDISPENSABLE
II.3.1 Le BIM peut-il se passer du géomètre-expert ?
II.3.2 Le géomètre-expert à la conquête d’un nouveau marché
II.3.3 La plus-value des géomètres-experts par rapport aux topographes
II.4 LES UTILISATIONS QUE LE GEOMETRE-EXPERT PEUT FAIRE DU BIMDANS SES DOMAINES D’INTERVENTIONS
II.4.1 La copropriété
II.4.2 La division en volume
II.4.3 Gestion immobilière
Conclusion
Bibliographie
Table des annexes
Table des illustrations
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