Compétences en systèmes d’information géographique (SIG) indispensables pour les professionnels AEC et les projets de jumeaux numériques

Les Systèmes d’Information Géographique (SIG) ont révolutionné notre manière d’analyser, de planifier et de gérer le territoire. De la planification urbaine à la protection de l’environnement, de la santé publique à la logistique, le SIG est aujourd’hui une technologie clé pour interpréter le monde qui nous entoure de manière dynamique et intelligente.

Dans le secteur AEC (Architecture, Ingénierie, Construction), le SIG n’est plus seulement un support, mais une véritable compétence stratégique. Intégrer les données géospatiales dans les processus de conception permet de créer des modèles numériques intelligents, d’améliorer l’efficacité opérationnelle et de construire des jumeaux numériques capables de représenter fidèlement l’environnement construit.

Si vous êtes impliqué dans la conception, l’ingénierie ou la gestion du territoire, connaître et maîtriser les compétences en SIG est désormais essentiel. Dans ce guide, vous découvrirez quelles compétences sont vraiment indispensables aujourd’hui pour travailler avec le SIG de manière professionnelle et intégrée.

Qu’est-ce que les compétences en SIG et pourquoi sont-elles fondamentales aujourd’hui ?

Les compétences en SIG (Système d’Information Géographique) représentent aujourd’hui un véritable pilier pour ceux qui travaillent avec des données territoriales, surtout dans des secteurs techniques et stratégiques comme l’ingénierie, l’architecture, l’urbanisme et la logistique. Savoir utiliser un SIG ne signifie plus seulement créer des cartes : cela signifie analyser, intégrer et interpréter des données géospatiales de manière avancée pour soutenir des décisions complexes, planifier des infrastructures, gérer le territoire et concevoir des scénarios durables. C’est pourquoi ces compétences sont de plus en plus demandées dans le domaine AEC et au-delà.

Parmi les applications pratiques dans le secteur AEC des compétences en SIG, nous trouvons : 

• intégration entre modèles BIM et données territoriales pour la création de jumeaux numériques ;
• conception d’infrastructures géoréférencées et analyse de l’environnement environnant ;
• gestion du chantier avec soutien à la sécurité et à la logistique spatiale ;
• suivi des travaux dans le temps avec des données géospatiales mises à jour ;
• analyse de l’utilisation des sols, impact environnemental et consommation énergétique ;
• simulation de scénarios futurs pour la gestion des villes ;
• planification de la mobilité urbaine et optimisation des flux de trafic ;
• gestion des espaces verts urbains et des réseaux de services publics.

Il est donc évident qu’aujourd’hui le SIG est bien plus qu’un outil de cartographie : il est devenu une plateforme centrale dans les projets numériques, capable de connecter et d’harmoniser des données provenant de sources hétérogènes.

Ceux qui maîtrisent les compétences en SIG aujourd’hui sont capables de relever les défis futurs de manière multidisciplinaire, en exploitant les données, l’espace et le temps comme des atouts stratégiques. Voyons alors ensemble quelles compétences en SIG les techniciens et les concepteurs doivent maîtriser.

Compétences en SIG de base pour techniciens et concepteurs

Avec l’évolution continue du SIG et sa centralité croissante dans les processus décisionnels à l’échelle mondiale, les professionnels dotés des bonnes compétences en SIG sont de plus en plus recherchés.

Parmi les principales compétences de base en SIG, on trouve : 

1. création et partage de cartographies, avec couches, modèles, positions, lieux ;
2. travail avec des cartes et des niveaux, en gérant contenus et métadonnées ;
3. maîtrise de logiciels SIG, ArcGIS et QGIS offrant par exemple des fonctionnalités intuitives de conception de cartes et de larges fonctionnalités de manipulation des données ;
4. programmation informatique, avec Python ou JavaScript par exemple, car cela comble le fossé entre l’analyse spatiale traditionnelle et le monde dynamique du SIG web ;
5. modélisation en SIG, créant des représentations numériques d’objets ou de caractéristiques du monde réel, capturant leurs attributs et relations essentielles ;
6. développement d’analyses, avec superposition de cartes, union, outils statistiques spatiaux ;
7. réalisation de représentations graphiques, à partir de données géospatiales brutes. Cela est possible lorsqu’un technicien est capable de filtrer des ensembles de données complexes et de les transformer en graphiques clairs et stratifiés, facilement compréhensibles tant par les professionnels du SIG que par les profanes ;
8. intégration avec d’autres technologies comme le BIM ou les services web, pour garantir l’interopérabilité et une vision multidisciplinaire dans les projets territoriaux et infrastructurels.

Compétences en SIG de base

Intégration de BIM et SIG pour jumeau numérique : une nouvelle frontière

L’intégration BIM-SIG représente certainement l’avenir : l’utilisation de logiciels spécifiques BIM SIG permet l’intégration de cartes SIG avec modèles 3D, modèles openBIM, maillages structurés et nuages de points, permettant la gestion simultanée d’une grande quantité d’informations provenant de différents domaines disciplinaires au sein d’une seule scène.

Créer un jumeau numérique des infrastructures d’une ville avec un logiciel BIM signifie enrichir le modèle géométrique de l’œuvre avec les données SIG relatives au territoire dans lequel se trouve l’infrastructure (les informations sur la météo, les données sismiques, etc.).

Cela signifie qu’en ayant à disposition toutes les informations présentes dans les cartes SIG, les modèles d’information BIM peuvent améliorer les ressources environnementales, les économies d’énergie, la sécurité et bien plus encore. Une planification, conception, construction et gestion et maintenance plus intelligentes des biens infrastructurels nécessitent la simplification du flux d’informations entre les données de construction et celles opérationnelles, et cela est rendu possible par l’intégration BIM-SIG.

Cartes SIG intégrées processus BIM

Technologies 3D et formats de données avancés dans les SIG

Les données SIG sont disponibles sous de multiples formes et formats, généralement utilisés pour stocker et transférer des données géospatiales et peuvent être utilisés comme sources pour les couches dans les projets de cartographie.

Les formats SIG se distinguent principalement en formats vectoriels, qui représentent les différentes données comme des objets géométriques, en formats raster, qui représentent les données sous forme d’image, en formats tabulaires, qui regroupent les données dans des tableaux et en formats spécialisés.

Parmi les principaux formats vectoriels, on trouve : 

1. Geodatabase (.gdb), le principal format d’Esri «Environmental System Research Institute», pour le stockage et la gestion des données SIG. C’est un format qui gère efficacement de grands ensembles de données, supporte des modèles de données, des relations et des topologies complexes, gérant de manière avancée tous les différents attributs, mais il est principalement conçu pour les produits Esri, donc difficile à partager avec des utilisateurs non-Esri ;
2. Shapefile (.shp), développé par Esri, reste l’un des formats les plus utilisés grâce à sa simplicité et sa compatibilité. Il a en effet une structure simple et est largement supporté sur toutes les plateformes, mais il est limité en taille (2 Go) et est toujours associé à plusieurs fichiers (.shp, .shx, .dbf, etc.) ;
3. GeoJSON (.geojson, .json), format standard ouvert basé sur JavaScript Object Notation (JSON), particulièrement répandu pour les applications de cartographie web. Il est en effet bien supporté dans tous les environnements de programmation, mais n’est pas idéal pour les travaux avec de grands ensembles de données ;
4. KML/KMZ (.kml, .kmz), le «Keyhole Markup Language» et sa version compressée KMZ ont été développés par Google Earth et sont maintenant largement supportés par toutes les plateformes. Très adapté pour les représentations 3D, mais pas idéal pour les travaux analytiques.

Parmi les formats raster, on peut citer : 

• GeoTIFF (.tif, .tiff), la norme pour les données raster dans les SIG ; c’est un TIFF dans lequel des informations géographiques ont été intégrées;
• ERDAS IMAGINE (.img), spécialisé pour les données de télédétection ;
• JPEG 2000 (.jp2), très adapté pour les images aériennes et satellitaires car malgré la compression de l’image, il garantit une bonne qualité ;
• MrSID (.sid), garantit des taux de compression élevés tout en maintenant la qualité des images.

Parmi les formats tabulaires, on trouve : 

• Comma-Separated Values (.csv), fichiers texte simples avec des valeurs séparées par des virgules, faciles à créer et à modifier dans les applications de tableurs ;
• Microsoft Excel (.xlsx, .xls), format d’entreprise largement utilisé et supporté ;
• Tables de base de données (SQL Server, Oracle, PostgreSQL), qui permettent une gestion des données au niveau entreprise et un accès multi-utilisateur.

Enfin, il convient également de mentionner les formats spécialisés tels que : 

• Données LiDAR (.las, .laz), données du nuage de points qui fournissent des informations sur l’élévation 3D ;
• Formats CAD (.dwg, .dxf), qui garantissent une interopérabilité directe avec les projets d’ingénierie ;
• BIM, fournissent des informations 3D détaillées sur les structures;
• ArcGIS Online/Services du portail, services toujours à jour avec des ressources partagées ;
• WMS/WMTS (services de cartes Web), norme pour les images des cartes.

Modèles IFC : comprendre les classes de base du secteur et leur rôle dans les SIG

Les produits SIG d’Esri permettent d’importer et d’interagir avec les données IFC (Industry Foundation Classes), permettant aux utilisateurs de fournir des analyses et des visualisations géospatiales dans leurs projets de construction et d’infrastructure.

Cette intégration entre SIG et openBIM offre des avantages significatifs dans les processus de planification, de conception, de construction et de gestion des projets : en utilisant IFC, un format BIM ouvert et standardisé et en l’importation dans ArcGIS par exemple, il est possible d’utiliser les données 3D en coopération, améliorant la collaboration disciplinaire et optimisant le travail de planification géospatiale et urbaine.

Il est facile de comprendre comment les planificateurs peuvent enrichir les modèles urbains 3D avec des données BIM, portant au maximum niveau le développement urbain et pas seulement ! Tous les différents projets d’infrastructure s’amélioreront : l’analyse géographique réelle permet de prendre des décisions plus conscientes visant à une gestion optimale de l’environnement construit même à l’échelle mondiale.

Nuages de points : traiter et visualiser des données ponctuelles 3D

Les nuages de points ne sont rien d’autre qu’un ensemble de points spatiaux représentés comme coordonnées X, Y et Z. Les données peuvent être utilisées pour définir une surface 3D utilisable pour divers objectifs, y compris la cartographie d’éléments tels que le terrain, les bâtiments, les routes et d’autres éléments.

L’intégration de cartes SIG avec des modèles 3D, des modèles openBIM, des maillages structurés et des nuages de points, permet une gestion simultanée d’une grande quantité d’informations provenant de différents domaines disciplinaires au sein d’une seule scène. Cette intégration permet donc de donner vie à de véritables villes intelligentes, Digital Twin Géospatiaux, constitués de modèles BIM, IFC, nuages de points, associés avec le SIG.

Si vous souhaitez apprendre à traiter et visualiser des données 3D avec des plateformes SIG, nous vous recommandons de lire l’article «Intégration de nuages de points dans le SIG : une nouvelle frontière pour l’analyse spatiale» .

Nuage de points

Maillages texturés : intégrer des textures de surface détaillées dans les projets SIG

Les maillages texturés 3D permettent de créer des visualisations photoréalistes des territoires et des villes, et donc des bâtiments et des espaces 3D, fournissant une expérience immersive et permettant aux parties prenantes de mieux comprendre et visualiser l’environnement, simplifiant ainsi la communication et la collaboration sur divers projets.

Les maillages 3D texturés sont utilisés par les concepteurs pour : 

• créer des visualisations réalistes et immersives des zones urbaines avec des bâtiments, des routes et d’autres éléments urbains sous forme de maillages 3D texturés ;
• effectuer des inspections, des mesures et gérer les ressources ;
• gérer les urgences et les catastrophes naturelles, en intégrant des données géospatiales avec des données en temps réel. Dans un maillage 3D texturé, il est possible de visualiser les zones touchées, de planifier les entrées et sorties, d’évaluer les dommages et de simuler des scénarios de réponse aux urgences ;
• créer des jumeaux numériques basés sur des maillages. Le maillage 3D fournit la forme, la structure et l’apparence de l’objet, permettant une visualisation et une interaction réalistes au sein de l’environnement du jumeau numérique.

La puissance des jumeaux numériques géospatiaux

Un jumeau numérique géospatial est une représentation numérique fidèle à l’original d’un environnement réel, mise à jour en temps réel.
Pour la création d’un jumeau numérique géospatial, le SIG est essentiel car il fournit d’une part les données de localisation nécessaires pour cartographier une réplique numérique dans l’espace physique correspondant, et d’autre part des données en temps réel qui permettent de simuler les conditions changeantes du monde physique.

En effet, les jumeaux numériques géospatiaux sont un outil puissant dans la planification urbaine et régionale car : 

• ils représentent avec précision les systèmes complexes à travers des cartes fiables et des analyses spatiales basées sur la technologie des systèmes d’information géographique (SIG) ;
• ils reflètent les changements dans le temps, montrant des états historiques, actuels et futurs ;
• ils sont évolutifs et s’adaptent aux besoins changeants et aux divers systèmes construits et naturels ;
• ils permettent de prendre des décisions plus éclairées.

Par exemple, dans la planification urbaine détaillée, un jumeau numérique géospatial peut démontrer comment les nouveaux bâtiments influenceront le flux de trafic, l’éclairage public ou les réseaux d’approvisionnement en eau. L’utilisation de cette technologie permet de simuler différents scénarios avant d’entreprendre des interventions concrètes, permettant des décisions plus éclairées et durables.

Standards OpenBIM^® : garantir l’interopérabilité et la cohérence des données

Pour garantir l’interopérabilité et la cohérence des données et éviter que les modifications d’un modèle openBIM aient un impact direct sur le SIG, il est d’une importance extrême d’utiliser des plateformes pour la gestion de jumeaux numériques géospatiaux.

Ces plateformes permettent en effet : 

• l’actualisation en temps réel des informations géométriques et informatives sur la carte SIG, optimisant la gestion du projet et rendant plus efficace la collaboration entre ingénieurs, architectes et géomètres. On travaille ainsi avec des informations synchronisées toujours réelles ;
• l’interopérabilité, grâce à l’utilisation de formats ouverts et non propriétaires qui peuvent être ouverts et partagés sur plusieurs plateformes logicielles, optimisant la collaboration.

Améliorer les compétences en SIG avec des logiciels spécialisés

Comme déjà mentionné, pour améliorer les compétences en SIG, il est important d’utiliser des logiciels spécifiques capables de visualiser rapidement et efficacement les données du contexte géographique, améliorant ainsi la compréhension et l’analyse du site.

Sur le marché, il existe des logiciels qui permettent de visualiser directement sur le modèle tridimensionnel des informations géospatiales, comme usBIM.gis qui, de manière gratuite, permet d’intégrer les données géospatiales et celles relatives à la construction.

Avec usBIM.gis, vous pouvez créer et modifier des cartes SIG directement en ligne, sans avoir à installer de logiciel SIG spécifique, en dessinant des lignes, des polylignes et des polygones selon les besoins, en créant et en associant de nouveaux niveaux et en insérant des annotations directement sur la carte ; cela vous permettra d’améliorer vos compétences gratuitement ! 

Création de cartes SIG avec usBIM.gis

Outils d’intégration dynamique entre modèles BIM et données SIG pour la gestion des jumeaux numériques géospatiaux

usBIM.geotwin représente l’avenir de la numérisation et de la gestion géospatiale des bâtiments et infrastructures, qui naît de la connexion dynamique entre la plateforme usBIM d’ACCA et la technologie ArcGIS^® d’Esri.

Avec ce logiciel, vous pouvez visualiser vos projets dans un contexte géospatial unique : modèles et processus openBIM^® avec cartes, scènes et fonctions SIG sont intégrés pour créer et gérer des jumeaux numériques géospatiaux.

Il ne s’agit pas d’une importation statique de données d’un système à un autre, mais d’une intégration dynamique et bidirectionnelle des deux systèmes.

Toutes les informations BIM sont toujours disponibles sur le SIG et gérer des projets complexes comme ceux d’infrastructure devient plus simple sans limites dimensionnelles.

intégration entre openBIM et SIG avec usBIM.geotwin

Avec ce logiciel pour jumeaux numériques géospatiaux, vous pouvez : 

• gérer des projets à grande échelle avec une capacité de données illimitée ;
• utiliser des formats ouverts et une pleine conformité au RGPD sur la protection et la sécurité des données ;
• gérer la dynamique des données et la mise à jour à chaque étape du cycle de vie.

Avec usBIM.geotwin, gérez des modèles IFC/openBIM, BIM/3D, nuages de points, maillages texturés, le tout géolocalisé et intégré avec les SIG.

FAQ – Compétences en SIG pour les professionnels AEC et projets Digital Twin

Quelles sont les compétences fondamentales pour travailler avec les SIG dans le secteur AEC ?

Les principales compétences en SIG pour les techniciens et les concepteurs incluent : 

• Création et gestion de cartographies thématiques ;
• Maîtrise de logiciels comme ArcGIS ou QGIS ;
• Analyse spatiale et utilisation d’outils statistiques ;
• Programmation avec des langages comme Python ou JavaScript ;
• Modélisation SIG pour représenter numériquement des objets et des contextes réels ;
• Représentation visuelle et graphique des données géospatiales ;
• Intégration avec des systèmes BIM pour la création de jumeaux numériques.

Pourquoi les compétences en SIG sont-elles de plus en plus demandées dans le monde du travail ?

Parce que les SIG ne sont plus des outils sectoriels, mais des plateformes intégrées dans les processus de conception, de planification et de gestion du territoire. Dans le domaine AEC, les compétences en SIG permettent : 

• l’intégration avec des modèles BIM ;
• l’optimisation des infrastructures ;
• le support décisionnel grâce à des simulations basées sur des données réelles ;
• la création de jumeaux numériques pour le contrôle continu des ouvrages.

Quel rôle joue la modélisation territoriale dans les SIG ?

La modélisation en environnement SIG permet de créer des représentations numériques d’objets réels et de leurs attributs, aidant à capturer des relations spatiales complexes. Elle est essentielle dans la conception AEC car elle permet de : 

• analyser le contexte territorial ;
• intégrer des données environnementales, urbanistiques ou infrastructurelles ;
• supporter des décisions de planification durable.

Quelle est la différence entre les données raster et vectorielles dans les SIG ?

Les données raster (images, télédétection, photographies aériennes) représentent des surfaces continues, tandis que les données vectorielles (points, lignes, polygones) représentent des objets avec des géométries bien définies. Les deux sont fondamentales pour l’analyse et la visualisation dans les SIG et sont utilisées de manière complémentaire selon les objectifs du projet.

Quels formats de données sont les plus utilisés dans les projets SIG ?

Les formats les plus utilisés incluent : 

• vectoriels : Shapefile (.shp), GeoJSON (.geojson), Geodatabase (.gdb), KML/KMZ (.kml) ;
• raster : GeoTIFF (.tif), ERDAS (.img), JPEG2000 (.jp2) ;
• tabulaires : CSV, Excel, tables SQL ;
• spécialisés : données LiDAR (.las), CAD (.dwg), BIM, services WMS/WMTS.

Comment les SIG et le BIM s’intègrent-ils pour créer des jumeaux numériques ?

L’intégration entre les SIG et le BIM permet de combiner des modèles 3D structurés avec des données territoriales en temps réel, créant des représentations numériques (jumeaux numériques) d’infrastructures et d’environnements urbains. Cela permet : 

• une gestion intelligente et prédictive des ressources ;
• des analyses environnementales et des simulations ;
• une vision unifiée pour toutes les phases du cycle de vie de l’ouvrage.

Quel est le rôle des nuages de points et des maillages 3D dans les SIG ?

Les nuages de points représentent des surfaces 3D complexes via des coordonnées spatiales et sont utiles pour cartographier des bâtiments, des routes et des paysages. Les maillages texturés 3D permettent quant à eux des visualisations photoréalistes, utilisées pour : 

• des simulations d’urgence ;
• des analyses structurelles ;
• la création d’environnements immersifs dans les jumeaux numériques.

Pourquoi est-il important de savoir communiquer les analyses SIG ?

Parce que les décisions basées sur des données géospatiales doivent être comprises par des parties prenantes de formation variée. La capacité de créer des cartes claires, des visualisations efficaces et des représentations interactives rend les analyses plus accessibles et percutantes.