Comment réaliser un chantier BIM pour le rendre plus sûr

L’importance de l’implémentation du BIM dans la conception du chantier pour optimiser les processus de production et augmenter le niveau de sécurité des travailleurs : l’exemple de l’hôpital Stella Maris à Pise

Le BIM (Building Information Modeling) est une méthodologie de travail qui permet de gérer toutes les informations concernant un projet de construction de manière intégrée et numérique. Le Construction BIM est une approche innovante qui intègre le BIM à la numérisation du chantier, permettant de créer le chantier numérique 4.0.

Dans cet article, nous verrons comment exploiter la méthodologie BIM à l’aide de logiciels orientés BIM (notamment un logiciel BIM de gestion de chantier) afin d’optimiser les processus de production et d’augmenter le niveau de sécurité des travailleurs à travers la réalisation d’un prototype numérique du chantier qui en simule les conditions, l’organisation spatiale et l’avancement dans le temps.

Chantier BIM – Rendu en temps Réel

Qu’est-ce que l’organisation du chantier BIM ?

Organiser le chantier BIM signifie planifier toutes les activités de construction d’un ouvrage en terme d’espace et de temps et de les associer au modèle géométrique 3D du projet.

Le résultat est un modèle d’information complet qui contient des informations relatives à l’ensemble du cycle de vie de l’ouvrage : de la conception, à la réalisation, de la maintenance à la déconstruction.

Une mauvaise organisation du chantier peut avoir un impact négatif sur la productivité et entraîner des retards dans la livraison des travaux, en augmentant également les coûts prévus en phase de conception.

Pour gérer au mieux le chantier, il est possible d’utiliser des modèles BIM qui simplifient la planification et la logistique, conduisant à une gestion optimale du projet et de sa réalisation.

BIM et organisation du chantier

Comment le BIM permet-il d’organiser le chantier ?

Le BIM met à disposition des outils avancés pour l’organisation du chantier, permettant de coordonner les activités de conception, de construction et de gestion de manière efficace et intégrée. Certains des principaux avantages du BIM pour l’organisation du chantier sont les suivants :

planification des activités basée sur les modèles 3D et les informations du projet ;
coordination des ressources humaines, des engins de chantier et des matériaux ;
suivi et contrôle des activités en temps réel ;
gestion des modifications et des avenants du projet ;
collaboration entre les différents acteurs impliqués dans le projet grâce à l’utilisation de plateformes cloud et d’applications intégrées pour améliorer la communication et l’échange d’informations, en organisant des visio-conférences en ligne et des groupes de discussion.

Pour gérer la coordination des activités, le suivi des temps, des tâches et des responsabilités de chaque acteur impliqué dans le processus de construction, un logiciel de gestion de la construction est nécessaire. De cette façon, il est possible de gérer de manière simple et efficace les problèmes, les imprévus ou les variantes de projet en suivant leur évolution jusqu’à leur résolution.

Quels sont les avantages de la gestion du chantier avec le BIM ?

La gestion du chantier BIM offre de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles. Par exemple :

un meilleur rendement de la planification et de l’exécution des travaux ;
la réduction des gaspillages et des coûts ;
l’amélioration de la qualité des constructions ;
l’augmentation de la sécurité sur le chantier ;
la facilitation de la communication et la collaboration entre les différents acteurs impliqués dans le projet.

Le BIM est-il utile pour la modélisation du chantier ?

Parmi les différents avantages et utilisations du BIM, nous retrouvons également la gestion de la phase d’exécution du projet. En effet, la méthodologie BIM peut être utilisée pour modéliser le chantier en 3D et 4D à travers des logiciels BIM spécifiques et générer de véritables maquettes numériques utiles pour l’étude de la sécurité, la simulation des activités et la formation des travailleurs.

Le modèle du chantier est intégré automatiquement aux plans de sécurité et permet de :

comprendre l’évolution du chantier suite aux différents travaux prévus ;
vérifier les chevauchements dans l’espace et dans le temps des travaux ;
mettre en évidence les risques imprévus générés par l’organisation logistique et spatiale ;
gérer les différentes phases d’exécution avec représentation 4D des modèles et des interférences spatiales des activités ;
produire des plans d’exécution (plans, coupes, élévations, planimétries et dessins) toujours à jour et liés au modèle (à chaque modification du modèle, les dessins sont mis à jour automatiquement) ;
réaliser des rendus en temps réel du chantier et des modèles à naviguer en ligne et en réalité virtuelle immersive pour effectuer des visites virtuelles du chantier ;
partager le modèle du chantier au format IFC dans le cloud ;
simuler des scénarios de risque utiles à la formation des travailleurs.

Toutes ces activités peuvent être gérées avec un seul logiciel BIM de gestion de chantier avec lequel concevoir en toute sécurité, en prévenant les risques et en intégrant dynamiquement le modèle BIM aux plans de sécurité.

BIM et plan de chantier

Comment réaliser des plans de chantier à partir de modèles BIM 3D

Grâce aux modèles BIM 3D, il est possible de créer des plans de chantier précis et détaillées, qui permettent d’optimiser l’organisation du chantier et de prévenir d’éventuels conflits entre les différentes activités. Le processus de création du plan de chantier à partir de modèles BIM 3D se compose des étapes suivantes :

création du modèle BIM 3D de l’ensemble du projet avec un logiciel de conception de bâtiments BIM ;
définition des zones de travail et des zones de stockage ;
positionnement des équipements et des moyens de transport ;
planification des parcours de circulation à l’intérieur du chantier ;
vérification et validation du plan de chantier.

BIM et sécurité sur le chantier

Comment améliorer la sécurité sur le chantier grâce au BIM

Le BIM peut contribuer de manière significative à la sécurité sur le chantier, grâce à sa capacité à fournir des informations détaillées et à jour sur le projet et sur les conditions du chantier.

Parmi les principales stratégies pour améliorer la sécurité sur le chantier à travers le BIM, l’on peut citer :

l’identification et la prévention des risques grâce à l’analyse des modèles 3D ;
la planification des mesures de sécurité dans le plan de chantier ;
la formation du personnel par le biais de simulations et de la réalité virtuelle ;
le suivi et le contrôle des conditions de sécurité en temps réel.

Comment utiliser le BIM pour la formation concernant la sécurité sur le chantier

Lorsque le chantier est virtualisé, la scène virtuelle devient le contexte et la réalité virtuelle devient le meilleur outil pour former les travailleurs et les préparer à la connaissance et à la gestion du chantier et des activités qu’ils devront effectuer.

Une approche « learning by virtually doing » qui permet aux travailleurs de connaître les risques et de savoir les gérer, ainsi que d’avoir virtuellement accompli l’activité qu’ils devront réellement effectuer en optimisant également le temps de construction.

Le BIM peut donc également être utilisé pour la formation du personnel en matière de sécurité, à travers l’utilisation de modèles 3D, de simulations et de réalité virtuelle. Cela permet de :

décrire les procédures de sécurité de manière claire et compréhensible ;
simuler des situations d’urgence et de risque ;
former le personnel sur les bonnes modalités d’intervention et de comportement sur le chantier ;
vérifier l’efficacité des mesures de sécurité prises.

Chantier BIM – réalité virtuelle appliquée à la formation du travailleur

BIM et gestion du temps sur le chantier

Comment suivre le 4D BIM et toutes les phases d’exécution sur le chantier à travers le BIM

Le BIM 4D est le processus qui crée des liens intelligents entre le modèle numérique 3D (qui définit la géométrie de l’ouvrage) et les informations relatives au temps d’exécution des différentes activités nécessaires pour réaliser l’ouvrage. De cette façon, l’on obtient une véritable simulation des phases de construction de l’ouvrage, ou de ses éléments, en fonction du temps, ainsi que de l’espace.

Ces modèles offrent des affichages réalistes du projet complet et de l’ensemble des séquences de réalisation des ouvrages. En outre, toutes les informations utiles au déroulement des travaux (schémas de pose, fiches techniques, manuels de montage, etc.) sont associées au modèle géométrique.

Dans le cas de variations en cours de réalisation, le modèle BIM est modifié et toutes les vues et les documents sont automatiquement mis à jour en temps réel. Il est également possible d’analyser les conséquences dérivant des modifications effectuées sur la séquence d’activités, sur les délais de livraison finale de l’ouvrage, sur les dépenses, etc.

Le modèle numérique facilite la collaboration entre les principales parties prenantes qui peuvent comprendre clairement les phases, les séquences, la logistique et leur impact sur le chantier. Tout problème critique peut être identifié à l’avance et être corrigé avant le début de la construction effective de l’ouvrage.

Grâce à l’environnement 4D-Gantt, il est possible de :

créer une séquence temporelle détaillée des activités de construction ;
simuler l’évolution du chantier en prévoyant des interférences et des chevauchements ;
prévoir et prévenir les retards et les conflits entre les activités ;
surveiller l’avancement des travaux en temps réel ;
évaluer l’impact des modifications apportées au projet sur les délais d’exécution.

Organisation du chantier BIM – planning de chantier

Exemple d’un chantier BIM : Nouvel hôpital Stella Maris de Neuropsychiatrie de l’Enfant et de l’Adolescent à Pise

La conception intégrée, soutenue par une méthodologie et des outils orientés BIM, lance au concepteur du chantier et de la sécurité un défi extrêmement important, qui vise à optimiser les processus de production et à augmenter constamment le niveau de sécurité des travailleurs.

Tout cela grâce à la possibilité de construire, lors de la phase de conception, un prototype numérique du chantier qui simule les conditions, l’organisation spatiale et sa progression dynamique dans le temps, en fournissant aux responsables du projet et de la construction ainsi qu’aux Coordinateurs de la Sécurité, la possibilité d’envoyer et de résoudre préalablement les problèmes, d’estimer les temps de construction, d’évaluer et de réduire les risques pour les travailleurs, de préparer le contenu et les données nécessaires au suivi du chantier.