BIM 6D, analyse énergétique et durabilité de la construction

Comment gérer les informations sur l’analyse énergétique des bâtiments grâce à la modélisation BIM 6D

Dans cet article, nous approfondissons le BIM 6D, la dimension du BIM qui traite des aspects liés à la l’analyse énergétique des bâtiment, une question d’actualité tant débattue.

Quelles sont les dimensions du BIM ? Qu’est-ce que le BIM 6D ? Découvrez-les tout de suite.

BIM 6D analyse énergétique

BIM 6D analyse énergétique

Les dimensions du BIM

Par « dimensions du BIM », nous entendons tous les différents aspects supplémentaires et les relatives informations qui entrent en jeu dans le processus de numérisation d’un bâtiment et de ses données numériques.

Lorsqu’on se réfère à la représentation visuelle d’un bâtiment, les termes 2D (représentation bidimensionnelle du modèle à travers des plans, des élévations et des coupes) et 3D (représentation de la modélisation dans l’espace) sont couramment utilisés. La 2D et la 3D sont précisément des « dimensions » qui caractérisent la géométrie d’une modélisation.

Cependant, il existe d’autres dimensions du BIM (4D, 5D, 6D, etc.) qui indiquent d’autres caractéristiques de la même modélisation.

En effet, le BIM est bien plus qu’une simple modélisation géométrique 3D et englobe de nombreux autres aspects (ou dimensions) qui servent à ajouter des informations utiles au travail à créer ou à gérer.

Voyons quelles sont les dimensions du BIM : 

  • 3D – modélisation tridimensionnel du bâtiment
  • 4D – analyse des délais de construction des ouvrages
  • 5D – analyse des coûts
  • 6D – analyse énergétique
  • 7D – gestion des immeubles (facility management)

En plus des 7 dimensions réglementées, il existe actuellement un débat ouvert sur les trois « nouvelles dimensions du BIM » :

  • 8D – sécurité dans la phase de conception et de construction de l’ouvrage
  • 9D – construction légère
  • 10D – industrialisation des bâtiments.
Les 10 dimensions du BIM

Les 10 dimensions du BIM

Dans ce focus, nous nous concentrons sur le BIM 6D, l’analyse énergétique

La signification de BIM 6D

Le BIM 6D est la dimension du BIM qui ajoute des informations sur la durabilité au modèle géométrique du bâtiment.

Le concept d’analyse énergétique peut être décliné en : 

  • durabilité environnementale – capacité à améliorer l’environnement
  • durabilité économique – capacité à générer des revenus et du travail
  • durabilité sociale – capacité à générer du bien-être pour les humains.

Qu’entend-on par durabilité ? 

Le rapport Bruntland de 1987 à la Commission mondiale sur l’environnement et le développement définissait la durabilité comme : 

« Un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre les possibilités des générations futures de répondre à leurs propres besoins ».

En termes simples, la sixième dimension du BIM permet d’analyser et d’estimer la performance énergétique du bâtiment déjà en phase de conception, d’adopter des solutions techniques adaptées pour assurer une consommation d’énergie plus faible et d’évaluer la correspondance des caractéristiques du bâtiment par rapport à des performances prédéterminées.

Il s’agit essentiellement d’un ensemble d’informations intégrées telles que des données sur le fabricant, des programmes d’entretien, des besoins énergétiques, des données sur la disposition de chaque composant du bâtiment, etc. Cette méthode nécessite une  approche interdisciplinaire car les  solutions technologiques et de construction doivent être basées sur l’interrelation maximale entre l’organisme du bâtiment, le système environnemental et le système d’installation.

Tous ces aspects convergent dans un seul modèle BIM qui simule le comportement réel de tous les aspects impliqués.

Le processus de numérisation des informations permet d’ajouter des données sur la consommation d’énergie, les émissions de gaz à effet de serre, la recyclabilité des matériaux utilisés sur le chantier et ceux produits lors de la démolition, ainsi que de nombreuses autres informations qui peuvent également être mises en œuvre lors de la maintenance du bien.

Modèle énergétique d'un bâtiment BIM 6D issu du logiciel TerMus-PLUS

Modèle énergétique d’un bâtiment BIM 6D issu du logiciel TerMus-PLUS

Le but de la modélisation BIM 6D est de déterminer des estimations énergétiques complètes et précises déjà en phase préliminaire pour obtenir une réduction globale de la consommation énergétique du bâtiment sur l’ensemble de son cycle de vie et pour créer un bâtiment entièrement durable.

Le BIM 6D va au-delà de l’approche conventionnelle qui se concentre uniquement sur les coûts initiaux du projet mais permet d’estimer l’intégralité du coût de possession d’un actif pour répondre à certains critères de l’analyse énergétique.

Les avantages du BIM 6D

Les avantages de la 6D dans la conception BIM sont : 

  • des processus décisionnels rapides et précis dès les premières étapes de la conception
  • un meilleur flux de communication et échange d’informations entre les différents intervenants impliqués dans le processus
  • la possibilité d’évaluer rapidement différentes solutions
  • moins d’impact du bâtiment sur l’environnement
  • la réduction de la consommation d’énergie
  • l’analyse détaillée de l’impact sur les aspects économiques et opérationnels tout au long du cycle de vie de l’actif
  • plus d’économies sur tout les changements en chantier
  • une meilleure gestion du bâtiment après la livraison
  • une gestion plus consciente et planifiée des flux d’investissements sur l’actif.

BIM 6D et la durabilité

Le concept de durabilité définit l’équilibre optimal entre l’homme et la nature : de l’utilisation des ressources naturelles, au développement des technologies et des produits, au développement des villes et à l’utilisation du territoire.

Parmi les enjeux les plus importants du développement durable, un rôle fondamental est assumé par le monde de la construction.

Souvent dans la construction, la durabilité n’est associée qu’aux besoins énergétiques d’un bâtiment : une intervention de construction n’est définie comme durable que lorsqu’elle conduit à des économies d’énergie.

La durabilité, quant à elle, englobe de multiples aspects et concerne la réalisation d ‘un équilibre durable entre la satisfaction des exigences économiques, environnementales et sociales.

Le BIM peut représenter le cadre d’union entre tous ces aspects en offrant la possibilité de gérer de manière intégrée un système d’information complexe, faisant référence aux différents systèmes technologiques, aux composants du bâtiment et aux différentes phases de son cycle de vie.

À cet égard, l’intégration des Analyses du Cycle de Vie (ACV) et du BIM vise précisément à évaluer l’impact environnemental des ouvrages de génie civil tout au long de leur cycle de vie « du début à la fin » (de la production de matériaux à la construction et jusqu’au démantèlement).

La méthodologie BIM se prête à la gestion d’une grande quantité de données complexes et multidisciplinaires (comme dans le cas des études d’impact environnemental avec analyse ACV), orientant le processus décisionnel dès la phase de conception.

De plus, la rapidité des procédures BIM et la certitude de l’exactitude des informations obtenues directement à partir du modèle permettent d’évaluer rapidement différentes alternatives qui assurent une économie de ressources et la satisfaction des demandes des utilisateurs.

BIM 6D, le modèle énergétique et la  durabilité du bâti

L’un des aspects prédominants de la modélisation 6D est constitué par le modèle énergétique du bâtiment, avec lequel il est possible d’étudier des alternatives possibles pour améliorer l’efficacité énergétique, le confort et le bien-être des utilisateurs et inclure également d’autres formes de l’énergie (comme les énergies renouvelables).

L’élaboration de modèles utiles pour vérifier la faisabilité du projet de construction et la conformité des travaux aux exigences nécessite une approche interdisciplinaire. En effet, les solutions technologiques et constructives utilisées doivent assurer l’interrelation entre l’organisme du bâtiment, le système environnemental et le système bâtiment-installation.

La qualité d’un bâtiment est défini comme suit : 

« L’ensemble de propriétés et de caractéristiques des entités du bâtiment ou de ses parties qui leur confèrent la capacité de satisfaire, par la performance, des besoins exprimés ou implicites »

et se divise en 7 champs : 

  • fonctionnelle spatiale
  • environnemental
  • technologique
  • technique
  • opérationnel
  •  utile
  • maintenance.

L’objectif de la modélisation BIM doit être précisément d’offrir un outil d’évaluation d’une pluralité de solutions analysées sur la base d’une série d’indicateurs de qualité et de paramètres définis par la norme, selon le concept de performance based building design( PBBD).

Logiciel de modélisation BIM 6D

Pour gérer la modélisation BIM 6D, un logiciel spécifique est nécessaire pour créer la modélisation tridimensionnel des bâtiments et insérer des objets paramétriques avec des données et des informations relatives à la performance énergétique de chaque élément (fenêtres, enveloppes, installations, etc.), en utilisant bibliothèques d’objets mis à jour et personnalisables.

Ce type de modèle est également connu sous l’acronyme de BEM (Building Energy Modeling) et permet : 

  • d’obtenir le calcul automatique des ponts thermiques et des dispersions thermiques
  • de contrôler le comportement thermodynamique du système bâtiment-installation
  • de surveiller, mettre à jour et mettre en œuvre les données relatives aux caractéristiques de performance du bâtiment tout au long de son cycle de vie
  • d’évaluer les solutions de conception les plus efficaces
  • d’analyser les effets d’ombrage et l’effet de l’éclairage naturel
  • de réaliser des simulations énergétiques en mode statique ou dynamique.

Si vous cherchez un logiciel de modélisation BIM 6D, téléchargez gratuitement et utilisez TerMus-PLUS ,le logiciel BIM pour l’analyse et de simulation d’énergie dynamique des bâtiments et la conception d’interventions d’efficacité énergétique.

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