Interopérabilité et BIM : diffusion et collaboration dans l’étude de cas RecycleBIM

Adopter la méthodologie BIM dans son activité professionnelle signifie s’orienter vers des processus numériques avancés, collaboratifs et multidisciplinaires, basés sur des modèles d’information capables de représenter de manière intégrée toutes les caractéristiques physiques et fonctionnelles d’une œuvre. Le BIM n’est pas simplement une évolution du CAD, mais un véritable changement de paradigme dans la gestion des informations au cours du cycle de vie d’un bâtiment ou d’une infrastructure.

Au fil du temps, les concepts sous-jacents au BIM se sont consolidés, évoluant d’une idée initiale centrée sur un unique modèle géré par un seul logiciel, vers une fédération de modèles interopérables, capables de dialoguer entre eux même s’ils ont été développés avec des outils et des disciplines différents. C’est ici que le concept clé de l’interopérabilité entre en jeu.

Pour comprendre pleinement comment ces thématiques se traduisent en applications pratiques, nous analyserons dans la suite de l’article le cas d’étude RecycleBIM, un projet européen qui aborde l’interopérabilité BIM en relation avec la gestion circulaire des matériaux de construction, illustrant une approche concrète à travers la production de modèles IFC interopérables, développés dans des environnements Revit et Archicad.

Pour approfondir, lis également : 

• RecycleBIM : un pas en avant vers la circularité des matériaux de construction ;
• Product Data Template et spécifications LOIN dans le projet RecycleBIM ;
• Exchange Information Requirements : qu’est-ce que l’EIR dans le BIM ? ;
• BIM Execution Plan (BEP) : qu’est-ce que c’est et quel est son but ?

Les niveaux de maturité BIM : vers l’iBIM

Dans le paysage de la numérisation de la construction, on identifie différents niveaux de maturité BIM, chacun représentant une phase de croissance dans la capacité à gérer et échanger des données : 

• Niveau 0 : utilisation exclusive du CAD 2D.
• Niveau 1 : introduction d’éléments 3D mais sans réelle collaboration.
• Niveau 2 : fédération de modèles séparés avec échange contrôlé d’informations, souvent via des formats ouverts comme l’IFC.
• Niveau 3 (iBIM) : gestion intégrée des données avec pleine interopérabilité, accès partagé aux données et automatisation avancée des processus.

Le niveau 3, promu par exemple par le plan britannique Digital Built Britain, ne bouleverse pas le concept de modèle fédéré, mais vise à améliorer la qualité de l’échange de données et l’efficacité opérationnelle tout au long du cycle de vie de l’œuvre.

Ci-dessous, nous présentons le diagramme sur les niveaux de maturité du BIM qui représente le niveau de diffusion, d’utilisation et surtout d’exploitation des potentialités du BIM.
On part du CAD, qui représente le niveau le plus bas (niveau 0), jusqu’à atteindre le niveau 3 correspondant à l’iBIM.

Niveaux de collaboration et diffusion du BIM

Il niveau 2 est déjà caractérisé par un certain degré de capacité d’échange de données entre des modèles distincts, chacun relatif aux principaux domaines professionnels.

L’étape suivante, niveau 3, qui se réfère à un degré mature d’utilisation, et qui sera atteinte à travers 4 phases distinctes (selon ce qui est indiqué dans le document du Gouvernement du Royaume-Uni “Digital Built Britain – Level 3 Building Information Modelling – Strategic Plan”), ne modifie pas l’idée actuelle du modèle virtuel comme fédération de modèles, mais mise tout sur un niveau plus élevé de qualité d’échange des données entre eux.

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Vue détaillée du niveau 3 de collaboration et de diffusion de l’Interopérabilité BIM

La qualité de l’échange des données est donc la direction vers laquelle se concentre le plus grand effort en vue de la diffusion de l’Interopérabilité BIM, tant du point de vue procédural que des outils logiciels.

L’émission de normes internationales, de lignes directrices, d’indications avec la codification des documents clés pour le déroulement organique des procédures et les modalités pour leur rédaction et leurs contenus minimaux sont les efforts qui sont faits pour adapter la méthodologie BIM aux différents cas réels.

Il est évident que le thème de la superposition des modèles et leur capacité de dialogue sans perte d’informations, c’est-à-dire l’interopérabilité, représente l’aspect central pour la réelle possibilité d’utilisation de la fédération des modèles.

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BIM et interopérabilité : la clé du succès du secteur de la construction

Par interopérabilité, on entend la capacité d’échanger des données entre des applications, logiciels BIM et plateformes, permettant d’uniformiser les flux de travail et visant à faciliter leur automatisation.

Cela est particulièrement important dans un environnement BIM, où chaque objet contient non seulement de la géométrie, mais aussi des données techniques, environnementales, temporelles, économiques, de gestion, etc.

Il ne s’agit pas d’un concept nouveau : depuis toujours, le besoin de dialogue entre des applications destinées à des fins spécifiques mais appartenant à la même chaîne de production a représenté une nécessité ; pensons, par exemple, à l’affirmation du format DXF pour le transfert de données graphiques en format vectoriel entre des applications de différentes maisons de logiciels.

L’urgence de cette nécessité, cependant, revêt une importance primordiale dans le cas de la méthodologie BIM, où l’intégration des différentes informations est l’essence même de l’innovation.

De plus, la qualité des informations à échanger va bien au-delà de la simple donnée graphique, car l’utilisation des objets permet la gestion et le transfert d’informations relatives également aux matériaux, aux quantités, aux coûts, aux délais, aux analyses énergétiques et structurelles, etc.

Le thème de l’échange de données, donc, au fil du temps, a été l’objet d’une grande attention et d’efforts de la part d’organismes de recherche, d’associations de producteurs de logiciels, d’industries, etc., constituant une véritable technologie à part entière, qui a évolué avec le développement des logiciels applicatifs et de leurs besoins.

Des formats comme IFC (Industry Foundation Classes), développés par buildingSMART, sont fondamentaux pour garantir la communication entre différentes applications. L’interopérabilité n’est pas une valeur accessoire, mais représente la condition nécessaire pour réaliser pleinement le potentiel du BIM, en termes de durabilité, d’efficacité et de numérisation.

Le cas RecycleBIM : interopérabilité au service de l’économie circulaire

Un exemple concret et avancé de l’application de l’interopérabilité BIM est représenté par le projet européen RecycleBIM. Le projet aborde un thème d’actualité : la gestion des matériaux de construction dans une optique circulaire, c’est-à-dire en favorisant le réemploi et le recyclage grâce à des outils numériques basés sur le BIM.

Pour soutenir les professionnels, le projet a produit un document technique essentiel, le Training kit for interoperability, un guide complet et opérationnel pour la modélisation et l’exportation correctes de modèles BIM au format IFC, avec une attention particulière aux informations sur les matériaux et à leur traçabilité.

Un kit opérationnel pour la modélisation IFC

L’équipe de travail propose une approche méthodologique pratique pour garantir l’interopérabilité et la qualité informative dans les modèles BIM, en ligne avec les exigences environnementales et de circularité. Parmi les contenus principaux de la documentation relative à l’interopérabilité, nous trouvons : 

• Classification des cas d’usage pour la représentation des matériaux
  Le document identifie 5 stratégies de modélisation selon la nature du composant de construction et le type de matériau : 
  • Objets monomatériaux (ex. maçonnerie, cloisons) ;
  • Éléments stratifiés (ex. dalles, toitures) ;
  • Composants composites (modélisés par parties ou décrits alpha numériquement) ;
  • Objets complexes mesurables par m² ou m³ (ex. menuiseries) ;
  • Objets gérés par unité (ex. portes, éléments préfabriqués).

Cas d’utilisation Recycle BIM | Stratégies de modélisation BIM pour l’interopérabilité

Une paroi multi-couches, lorsqu’elle est représentée comme un seul élément, peut être décomposée en ses couches matérielles en utilisant l’entité IfcBuildingElementPart.

L’objet principal (la paroi) contient les propriétés spécifiques de l’élément (selon la WBS), tandis que chaque partie (couche de matériau) contient les propriétés spécifiques du matériau.

Si certaines couches sont identifiées comme réutilisables (par exemple, un revêtement de façade sur cadre conçu pour la déconstruction), l’entité correspondante (qu’il s’agisse d’IfcBuildingElementPart ou d’un objet spécifique comme IfcWall ou IfcCovering) héberge les propriétés spécifiques de l’élément.

Cette classification permet d’uniformiser la représentation numérique des matériaux, facilitant leur lecture dans différents logiciels et la traçabilité lors de la démolition ou du réemploi.

• Modélisation et exportation avec Revit et Archicad
  Le chapitre dédié à la modélisation et à l’exportation avec les logiciels BIM Revit et Archicad illustre un flux de travail complet et détaillé pour garantir que le modèle BIM respecte les exigences d’interopérabilité prévues par le projet RecycleBIM. L’objectif est double : assurer l’exportation correcte au format IFC4 et inclure dans le modèle toutes les informations nécessaires à la gestion circulaire des matériaux de construction. Le document fournit des instructions détaillées pour deux environnements BIM très répandus : 
  • Autodesk Revit : 
    • Modélisation à partir de nuages de points ;
    • Définition d’éléments multi-couches (ex. murs avec couches structurelles, isolantes et de finition) ;
    • Attribution de propriétés requises pour la gestion des déchets (code EWC, densité, recyclabilité, etc.) ;
    • Exportation au format IFC4 avec mapping personnalisé (CDWMgmt_Pset) ;
  • Graphisoft Archicad : 
    • Importation des nuages de points au format .e57 ou .xyz ;
    • Création de jeux d’exportation personnalisés via IFC Translator ;
    • Mapping des propriétés aux matériaux et composants, avec décomposition des couches ;
    • Exportation selon les spécifications RecycleBIM, avec vérification des données contenues ;
• Vérification du modèle IFC
  Il est enfin recommandé de vérifier les fichiers IFC via des logiciels viewer (comme BIMVision), pour s’assurer de la présence des propriétés requises, de la correcte classification des éléments et de la qualité géométrique du modèle. En particulier : 
  • contrôler la correcte attribution des niveaux aux objets ;
  • vérifier la présence des jeux de propriétés requis (en particulier CDWMgmt_Pset) ;
  • identifier d’éventuelles erreurs géométriques, distorsions ou manques d’exportation ;
  • explorer visuellement la structure du fichier IFC avant d’autres validations.

Création et validation du modèle BIM avec Edificius et usBIM.IDS

L’interopérabilité n’est pas seulement un défi technique, mais un requisito fondamental pour garantir efficacité, traçabilité et valeur ajoutée tout au long du cycle de vie d’une œuvre. Un exemple pratique d’implémentation efficace vient du rôle clé d’ACCA software dans le projet européen RecycleBIM, dans le développement d’un modèle d’information BIM destiné à la gestion des déchets de construction et de démolition (CDW), à la planification d’une déconstruction sélective et à l’évaluation LCA/LCC.

Réalisé dans Edificius, le modèle se distingue par son niveau élevé de cohérence avec les principes de l’openBIM, grâce à l’utilisation du format IFC 4.3 et à la structuration d’un ensemble d’informations personnalisé, aligné avec les normes du projet.
Pour garantir une interopérabilité réelle, il est nécessaire d’une gestion précise du cahier des charges informatif (EIR), d’une modélisation cohérente avec les niveaux d’exigence d’information (LOIN) et d’un mapping précis des propriétés et des entités. En ligne avec ces principes, le modèle développé par ACCA a prévu l’intégration d’objets paramétriques stratifiés, avec des propriétés environnementales, quantitatives et fonctionnelles utiles pour soutenir les analyses LCA et les prévisions énergétiques.

Grâce à l’utilisation de property set personnalisés (ex. CDWMgmt_Pset) et au respect des normes IFC, chaque composant de construction a été enrichi d’informations sur les matériaux utilisés, sur les épaisseurs des différentes couches, sur les performances physiques telles que la conductivité et la densité, ainsi que sur le potentiel de réutilisation ou de recyclage. Le tout a été validé à travers les normes IDS, qui ont permis de vérifier la conformité des données par rapport aux exigences informatives du projet.
Cette expérience démontre comment un processus de modélisation informative guidé par les données peut se traduire par un modèle interopérable et prêt à être intégré dans les flux numériques de l’économie circulaire.

Le travail réalisé par ACCA software se présente comme un cas d’application réussi qui valorise et met en œuvre concrètement les lignes directrices méthodologiques développées par l’équipe de l’Université de Minho. Grâce à une modélisation informative basée sur des critères d’interopérabilité, de durabilité et de traçabilité, il a été possible de démontrer comment les principes théoriques peuvent se traduire en outils opérationnels réels. L’interopérabilité BIM, en effet, ne doit plus être considérée comme un concept abstrait, mais comme un requisito indispensable pour générer des modèles numériques fiables, intelligents et intégrables dans les processus décisionnels et de gestion de la chaîne de construction.

De l’interopérabilité à la durabilité : la valeur ajoutée de RecycleBIM

Le travail effectué dans le cadre du projet RecycleBIM démontre comment la bonne application de la norme IFC, associée à une modélisation consciente, peut transformer le BIM en un outil concret d’économie circulaire. Non seulement la conception et la construction, mais aussi la déconstruction sélective, la récupération et la valorisation des matériaux peuvent être gérées numériquement.

Grâce à une approche cohérente, le Training kit for interoperability aide les professionnels BIM à produire des modèles d’information complets, interopérables et adaptés à de multiples applications : de l’LCA/LCC aux plateformes de marketplace pour matériaux réutilisables.

Conclusions

Le cas d’étude RecycleBIM démontre concrètement comment il est possible de relever avec succès les défis liés à l’échange et à l’utilisation des données BIM, en améliorant l’interopérabilité grâce à la bonne transformation des modèles au format IFC. La modélisation d’un bâtiment témoin avec des logiciels différents, en suivant des exigences d’information précises et des lignes directrices structurées, a permis de valider une approche robuste à la modélisation BIM, parfaitement alignée avec les objectifs du projet.

Adopter cette méthode permet d’obtenir des fichiers IFC cohérents, complets et réutilisables, réduisant les erreurs de transmission des données et favorisant la collaboration entre acteurs et outils hétérogènes. Les actions mises en place par RecycleBIM fournissent aux professionnels BIM des outils pratiques et des compétences techniques pour produire des modèles interopérables de haute qualité, fondamentaux pour la transition vers une chaîne de construction plus numérique, efficace et orientée vers la circularité.

Pour soutenir la mise en œuvre de la méthodologie, un tutoriel vidéo est également disponible, accompagnant le document technique et offrant un outil opérationnel supplémentaire pour ceux qui souhaitent appliquer directement ce qui a été illustré.