Le BIM et l’utilité de la simulation au service de la construction

Le logiciel au service de la conception dans le secteur de la construction grâce à la simulation. Voici un aperçu général

La technologie progresse à grands pas et le monde de la construction tente de s’adapter à ces changements avec des solutions de plus en plus innovantes.

Plus précisément, le BIM (Building Information Modeling) est l’une des méthodes de conception collaborative les plus utilisées au monde dans le domaine de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction (secteur AEC). Il permet d’optimiser les phases de planification, de construction et de gestion des bâtiments grâce à l’utilisation de modèles 3D virtuels, générés par des logiciels, qui contiennent toutes les informations sur ses éléments.

Maquette architecturale 3D d’un bâtiment issue de Edificius

Le logiciel  BIM de simulation désigne cette catégorie d’outils qui vise à créer des modèles virtuels qui simulent la réalité.

Ces modèles contiennent une multitude d’informations relatives à toute la durée de vie du bâtiment, depuis sa conception jusqu’à sa construction et son entretien, jusqu’à sa démolition.

En gérant la modélisation 3D, les différents intervenants impliqués dans le cycle de vie du bâtiment pourront lire toutes les informations qui lui sont associées et y ajouter celles relatives à leur discipline et à leur intervention : de cette façon, les informations ajoutées au modèle virtuel de l’œuvre sont toujours disponibles et consultables, ce qui réduit le risque de perte de données dans la coexistence du temps.

Dans cet article, nous expliquons comment la technologie fonctionne pour simuler la réalité dans divers domaines du bâtiment et nous vous montrons comment vous pouvez optimiser votre travail avec différents logiciels BIM.

Les jumeaux numériques et l’IdO (Digital Twin et IoT)

Dans le monde de la construction, il a toujours été nécessaire de réduire les erreurs qui résultent de la conception d’un ouvrage, afin de réduire les coûts et les délais.

Pour minimiser le risque d’erreur, le Jumeau Numérique et l’IdO viennent à la rescousse, des outils qui transforment littéralement la façon dont nous concevons, gérons et pensons un bâtiment. Ci-après nous vous expliquons brièvement ce que sont les Jumeaux Numérique et l’IoT, ce qu’ils représentent pour le monde actuel et les avantages que vous pouvez obtenir de leur utilisation.

Le Jumeau Numérique

Le Jumeaux Numérique (Digital Twin ) est la reproduction virtuelle d’un bâtiment existant et présent dans un environnement physique réel. Il est le résultat d’une série d’études menées sur le bâtiment lui-même et qui ont pour objectif de contrôler et de gérer au mieux la vie de l’ouvrage. Fondamentalement, il s’agit d’un bâtiment virtuel contenant toutes les informations liées au cycle de vie d’un bâtiment, depuis sa conception à sa réalisation, en passant par sa gestion / maintenance, jusqu’à son démantèlement.

Représentation du concept du jumeau numérique

De là, vous pouvez voir l’immense potentiel qui peut découler de ce système, à tout point de vue. En fait, il existe d’innombrables utilisations qui peuvent être faites : 

• une organisation d’interventions de maintenance plus précises;
• une identification et une prévention d’éventuelles dommage résultant d’une mauvaise gestion ou d’une mauvaise conception ;
• le contrôle de consommation ;
• vérification de l’efficacité des différents systèmes (structure, installation, performance énergétique, etc.).

Cette liste ne peut représenter qu’une partie de l’énorme potentiel de l’utilisation du Jumeau Numérique dans le monde de la construction.
En effet, en plus de gérer un seul bâtiment, ce système peut également s’appliquer à un ensemble de bâtiments jusqu’à des villes entières, afin de pouvoir mieux contrôler et gérer les différents aspects (pensez au contrôle des émissions polluantes, la gestion du trafic , etc.).

L’IdO (en anglais IoT)

L’IdO (Internet des Objets), représente une technologie qui vous permet de connecter des objets via réseau, permettant un échange de données utile pour surveiller un système spécifique. En substance, c’est un système qui relie le monde réel au monde virtuel, permettant aux objets de communiquer entre eux et avec les humains.

Pour mieux comprendre le mécanisme de tels technologies, il suffit de penser aux capteurs qui sont connectés en permanence, via Internet, à un ordinateur qui collecte et traite les données. Cela signifie qu’un système est toujours sous contrôle et, par conséquent, des choix ciblés peuvent être faits pour augmenter l’efficacité.

Schématisation du concept IdO

En résumé, nous pouvons dire que l’IdO est l’ensemble d’outils qui nous permettent de détecter et de transmettre des données, tandis que le Jumeau Numérique est le résultat du traitement de ces informations.

A titre explicatif, nous imaginons devoir vérifier la performance énergétique d’un bâtiment en contrôlant, par exemple, la transmission de chaleur des enveloppes externes. Dans ce cas, des capteurs connectés au réseau (IdO) sont utilisés, qui collectent les données et les envoient à un ordinateur central. Ce dernier peut les traiter et les associer à une maquette numérique (Digital Twin) utile pour le contrôle et la gestion d’éventuelles travaux de maintenance.

Le logiciel de simulation pour la conception 3D

Il existe de nombreux logiciels de simulation architecturale BIM qui permettent d’obtenir plus ou moins facilement le jumeau numérique d’un bâtiment.

Parmi ceux-ci, nous vous mentionnons les principaux : 

• Edificius
• Revit
• Archicad
• AllPlan

Logo des différents logiciels de conception architecturale BIM

Nous nous étendons sur les fonctionnalités de Edifcius (je vous rappelle que vous pouvez télécharger et utilisez gratuitement Edificius en cliquant ici), ce qui vous donne la possibilité d’obtenir d’excellents résultats rapidement et facilement. En effet, dans une seule solution il permet d’intégrer : 

• conception architecturale 2D et 3D ;
• reclassement de bâtiments historiques ;
• filtres pour croquis à la main;
• bibliothèque d’objets BIM ;
• photo montage ;
• vidéo ;
• rendu en temps réel ;
• VRiBIM (réalité virtuelle immersive) ;
• BIM voyager (partage en ligne des modélisations 3D ).

Une perspective dans l’interface Edificius, avant de lancer le rendu

En outre, vous pouvez profiter de l’interopérabilité avec d’autres logiciels de ACCA et aussi avec d’autres éditeurs de logiciels, grâce à l’intégration directe ou par le biais du format IFC.

De cette manière, vous abordez tous les aspects de la conception, tels que

• calcul des structures ;
• conception architecturale ;
• calcul des coûts ;
• santé et sécurité ;
• analyse de la performance énergétique ;
• dessin et modélisation 3D ;
• collaboration lors des processus BIM avec les plateformes de gestion BIM (ECD – Environnement Commun des Données) ;
• évaluation de la durabilité (BIM 6D).

La Réalité Virtuelle (VR)

La réalité virtuelle est un outil qui permet de simuler la réalité en vous donnant la possibilité de naviguer dans la maquette, en visitant les environnements avant même la réalisation. Il est très utile pour le large éventail de possibilités qu’il offre, en augmentant l’efficacité de l’ensemble du processus de conception dans différents domaines.

Vous pouvez profiter de cette technologie : 

• dans la phase de conception ;
• pour revoir le travail effectué ;
• pour présenter votre idée au client.

Cela améliore votre façon de concevoir et réduit considérablement les erreurs, les coûts et le temps de conception.

Interface de la réalité virtuelle issu de Edificius

La fonctionnalité de la VRiBIM intégrée dans Edificius vous donne la possibilité d’exploiter ces potentialités en vous permettant de : 

• naviguer la modélisation ;
• soumettre à une vérification minutieuse, y compris avec la maîtrise d’ouvrage ;
• modifier la conception, le mettre à jour et temps réel;
• intégrer le modèle BIM avec la technologie AR (Réalité augmentée) en augmentant les possibilités dans la phase de maintenance du bâtiment.

Ci-dessous vous pouvez télécharger :

• la version d’essai de Edificius ;
• le fichier d’exemple pour commencer à utiliser les potentialités du logiciel.

Le logiciel, la simulation et la production de rendu et Rendu en Temps Réel

Avec le terme rendu, on fait référence à une image, résultat d’une opération complexe de calcul (rendu en temps réel). Dans le domaine du bâtiment, le rendu est utilisé, dans la plupart des cas, dans la conception architecturale pour : 

• avoir une vue d’ensemble de votre travail ;
• vérifier certaines incohérences par rapport à vos choix ;
• présenter la conception à la maîtrise d’ouvrage.

De nombreux outils sur le marché, vous permettent d’obtenir de bons résultats, la limite réside dans les temps d’attente très long et la surexploitation des ressources de votre ordinateur au point de rendre l’ensemble du processus peu rentable et de se contenter de résultats peu satisfaisants.

Rendu réalisé avec AIrBIM issu de Edificius

Avec Edificius, vous travaillez dans un environnement dédié au Rendu en Temps Réel, où vous pouvez facilement et rapidement régler tous les paramètres pour obtenir d’excellents résultats.

Grâce au nouveau moteur Rendering Ray Tracing AMD Radeon™ ProRender (réalisé en collaboration avec AMD), vous obtenez de superbes rendus en quelques minutes. Ce système exploite la puissance de l’Intelligence Artificielle pour éliminer tous les défauts d’une image partiellement rendue, réduisant ainsi considérablement le temps nécessaire au rendu d’une image.

Il est également possible d’utiliser des textures (présentes dans la bibliothèque de Edificius) à affecter aux mobiliers et objets qui garantissent une meilleure qualité du résultat final.

Les avantages sont donc multiples : 

• la simplicité des réglages ;
• la vitesse de calcul ;
• aucune perte dans la qualité du rendu ;
• équilibrage des performances de votre ordinateur, avec optimisation des ressources ;
• l’utilisation des matériaux les plus avancés.

Ci-dessous, vous avez la possibilité de télécharger : 

• la version d’essai de Edificius ;
• le fichier d’exemple pour commencer à utiliser les potentialités du logiciel

Le logiciel et la simulation pour le calcul des structures

Les logiciels de simulation BIM sont également très utiles dans le cadre du calcul structurel, car ils permettent une simulation réelle de la réponse structurelle d’un bâtiment dans certaines conditions de charge, comme un tremblement de terre.

Le calcul correct de tous les paramètres pouvant affecter la structure garantit un dimensionnement correct, par exemple de l’armature ou la juste quantité de béton à utiliser.

Modèle de calcul des structures d’un bâtiment en acier issu EdiLus

Il existe de nombreux logiciels de simulation BIM liés au calcul des structures.

Parmi ceux-ci, nous vous mentionnons les principaux : 

• EdiLus
• Revit structure
• Tekla

Logo des différents logiciels de calcul des structures

Un aperçu rapide sur EdiLus, le logiciel qui vous permet de mener à bien toutes les opérations, concernant le calcul des structures.

 Le logiciel et la simulation pour l’estimation des coûts

Dans tout type de projet, l’estimation des coûts est très importante et donc la prévision de toutes les dépenses qui affectent la réalisation de l’ouvrage.

A ce stade, il est essentiel de garder sous contrôle tous les détails des travaux à effectuer, de manière à obtenir un résultat qui se rapproche le plus possible de la réalité.

Pour le métré et le chiffrage des travaux, PriMus est le logiciel qui peut le plus vous aider. ACCA met à votre entière disposition son expérience dans ce domaine pour vous garantir un excellent résultat en peu de temps et avec une simplicité d’utilisation.

Interface du métré et du bordereaux et sous détails des prix issu de PriMus

Le logiciel et la simulation pour l’analyse des temps

La gestion des temps (BIM 4D) dans un contrat de construction c’est l’un des points faibles de l’ensemble du processus de production dans le secteur. Nous connaissons bien l’histoire des travaux publics qui ont duré indéfiniment. Dans le cadre du contrôle des délais d’exécution, le BIM fournit des données qui peuvent être utilisées par des applications dédiées à la gestion du contrat, permettant ainsi d’optimiser la planification et la gestion des projets et l’exécution du chantier.

Structure WBS dans une ligne du temps dans un diagramme de GANTT issue de Edificius

Dans la section GANTT de Edificius, vous pouvez gérer tous les aspects de la planification, de la gestion et de l’optimisation du temps dans les différents processus de construction.

Avec se logiciel vous pouvez : 

• vérifier quelles activités sont réalisées et les délais respectifs ;
• développer des scénarios d’analyse pour des activités et des durées d’exécution spécifiques ;
• obtenir un panorama constamment mis à jour des états d’avancement des travaux ainsi que de leurs temps ;
• planifier et gérer le contrat avec une approche 4D ;
• créer une ligne du temps ;
• analyser visuellement les projets lors des différentes phases des travaux ;
• apporter des modifications.

Utilisez la grande potentialité de cet outils : 

• la version d’essai de Edificius ;
• télécharger le fichier d’exemple