Composition de la stratigraphie et solutions pour l’enveloppe du bâtiment

Comme nous le savons, la gestion des stratigraphies des enveloppes de bâtiments opaques revêt une importance extrême car la stratigraphie doit répondre à des valeurs et caractéristiques prédéfinies telles que : résistance au feu, isolation thermique, isolation acoustique, etc.

Dans cet article, je vais vous expliquer comment travailler de manière simple et rapide pour gérer les stratigraphies de votre projet.

Avec l’aide d’un logiciel de conception de bâtiments 3D/BIM, voyons comment définir les stratigraphies de toutes les enveloppes (murs, dalles, toits, etc.) et établir, dès la phase de conception, une série de caractéristiques et critères des différentes couches (configuration de la hiérarchie des couches, diagramme de Glaser, etc.).

Voyons comment tirer le meilleur parti des fonctionnalités de cet outil.

Interface pour la gestion de la stratigraphie issu du logiciel Edificius

Qu’est-ce que l’enveloppe du bâtiment et comment s’intègre-t-elle à la modélisation BIM

L’enveloppe du bâtiment n’est pas simplement la « peau » d’un bâtiment ; c’est un système complexe et dynamique qui sert de filtre principal entre l’environnement intérieur et extérieur. À une époque où l’efficacité énergétique et le confort de vie sont des impératifs réglementaires et moraux, l’enveloppe joue un rôle crucial : elle doit garantir l’isolation thermique, la protection contre les intempéries, le contrôle de l’humidité et l’isolation acoustique, tout en maintenant une cohérence esthétique avec le projet architectural.

L’intégration de ce système avec la modélisation BIM représente un saut de qualité fondamental par rapport à la conception CAD traditionnelle. Dans le BIM, l’enveloppe cesse d’être une simple ligne ou un hachurage sur un plan 2D pour devenir un « objet intelligent » riche en données.

Lorsque nous modélisons une enveloppe dans un environnement BIM, nous ne définissons pas seulement la géométrie (épaisseur, hauteur, position), mais nous associons à cet élément une série d’informations paramétriques vitales : conductivité thermique, masse superficielle, résistance à la vapeur et comportement structurel. Cette intégration permet d’anticiper les problèmes lors de la conception, de simuler le comportement énergétique du bâtiment avant même que la première pierre ne soit posée et de garantir que les informations circulent correctement vers le format ouvert IFC, essentiel pour l’interopérabilité entre les différentes disciplines (structurelle, technique, architecturale).

Composants clés d’une enveloppe de bâtiment dans la conception architecturale

Pour comprendre comment gérer correctement l’édition d’un fichier IFC ou la modélisation native, il est essentiel de décomposer l’enveloppe en ses composants fondamentaux. Dans le langage BIM, ceux-ci ne sont pas de simples « couches », mais des entités avec des propriétés physiques et fonctionnelles distinctes qui doivent être correctement mappées pour éviter des erreurs d’exportation ou des pertes de données.

Les composants clés qui définissent la qualité et la fonctionnalité de l’enveloppe incluent : 

• couche structurelle (Core Layer) : c’est l’âme porteuse du mur ou de la couverture (ex. béton armé, maçonnerie porteuse, panneaux XLAM). Dans le BIM, cette couche est souvent définie comme « Core » et sert de référence pour l’alignement des joints entre murs et dalles;
• isolation thermique : fondamentale pour le bilan énergétique. Sa définition correcte dans le modèle (épaisseur, conductivité, etc.) est critique pour les analyses énergétiques ultérieures. Une erreur courante est de ne pas spécifier correctement la continuité de cette couche, créant des ponts thermiques virtuels dans le modèle;
• barrières et freins à la vapeur : souvent négligés dans la modélisation géométrique parce que « fins », ils sont en revanche décisifs dans les calculs hygrométriques (comme le diagramme de Glaser). Ils doivent être présents sous forme de données informatives ou de couches dédiées pour une analyse correcte de la condensation interstitielle;
• revêtements et finitions (internes et externes) : au-delà de la fonction esthétique, ils protègent les couches internes. Dans un fichier IFC, la distinction entre finition et élément structurel est vitale pour le calcul métrique estimatif (Quantity Take-off), permettant de calculer séparément les mètres carrés d’enduit par rapport aux mètres cubes de maçonnerie;
• systèmes d’ancrage et sous-structures : en particulier dans les façades ventilées, la gestion de ces éléments dans le modèle BIM nécessite un équilibre entre détail géométrique (LOD – Level of Development) et poids du fichier. Souvent, on opte pour une représentation géométriquement simplifiée mais riche en métadonnées.

À cet égard, je vous recommande de lire l’article approfondi « Stratigraphie murs : qu’est-ce que c’est et comment la calculer » dans lequel tout ce que vous devez savoir sur ce sujet est expliqué en détail.

Qu’est-ce que la stratigraphie et pourquoi est-elle essentielle dans les enveloppes de bâtiments ?

Dans le contexte de la conception BIM et de la gestion des fichiers IFC, le terme « stratigraphie » (ou Material Layer Set dans le langage technique IFC) ne se réfère pas simplement à la représentation graphique d’un mur sectionné. C’est, à tous égards, la carte d’identité technologique de l’élément constructif.

La stratigraphie est l’organisation logique et séquentielle des différents matériaux qui composent un élément de l’enveloppe (murs, dalles, toits). Son essence réside dans le fait qu’elle transforme un volume géométrique générique en un composant constructif réel. Sans une stratigraphie correctement définie, un mur dans le modèle BIM n’est qu’un parallélépipède vide ; avec la stratigraphie, il devient un système capable d’interagir avec l’environnement.

Pourquoi est-elle si critique ? 

1. précision du calcul (QTO) : si la stratigraphie est définie correctement, le logiciel peut interroger le modèle pour savoir exactement combien de mètres cubes d’isolant sont nécessaires, les séparant des mètres cubes de briques. Une erreur ici se traduit directement par des erreurs de budget;
2. analyse énergétique : les moteurs de calcul énergétique ne « voient » pas le mur, mais lisent la séquence des matériaux et leurs propriétés physiques. Une stratigraphie erronée (ex. matériaux inversés ou propriétés thermiques manquantes) invalide toute simulation énergétique;
3. interopérabilité IFC : lorsque nous exportons en IFC, la stratigraphie est traduite en classes spécifiques (IfcMaterialLayerSet). Si cette structure est désordonnée à l’origine, celui qui reçoit le fichier (par exemple, l’ingénieur structure ou l’ingénieur technique) se retrouvera avec des données inutilisables ou géométriquement incohérentes.

Que comprend la stratigraphie : couches et matériaux de l’enveloppe

En entrant dans le détail opérationnel, une stratigraphie bien construite n’est pas une simple liste à puces. Chaque « couche » à l’intérieur du paquet mural ou de la couverture doit porter avec elle un ensemble spécifique d’attributs qui définissent le comportement de l’ensemble du système.

Lorsque nous analysons ou créons une stratigraphie, nous gérons trois niveaux d’information pour chaque couche : 

Identité du matériau

Il ne suffit pas d’appeler une couche « Isolant ». Il faut spécifier s’il s’agit de Laine de Roche, XPS ou EPS. Dans le BIM, cela signifie associer à la couche un matériau spécifique présent dans la bibliothèque du logiciel, qui à son tour possède un remplissage graphique pour les sections et une texture pour les rendus 3D.

Propriétés géométriques (épaisseur variable vs fixe)

Chaque couche a une épaisseur. Cependant, la distinction fondamentale est entre les couches à épaisseur fixe (comme un panneau de plâtre ou un manteau thermique) et les couches à épaisseur variable (comme les chapes de pente ou les coulées de finition). Définir correctement cette propriété est vital pour gérer les pentes dans les couvertures ou les raccords entre murs irréguliers sans « casser » le modèle.

Propriétés physico-techniques

C’est ici que le BIM montre sa véritable puissance. Chaque matériau à l’intérieur de la stratigraphie doit inclure les paramètres pour le calcul : 

• conductivité thermique (λ), pour le calcul de la transmittance U;
• densité (ρ), pour le calcul de la masse et de l’inertie thermique;
• facteur de résistance à la diffusion de la vapeur (μ), essentiel pour vérifier si le mur « respire » ou si de la condensation se formera;
• capacité thermique spécifique (c), pour évaluer l’accumulation de chaleur.

Gestion des stratigraphies avec un logiciel BIM

Pour obtenir un modèle BIM complet de toutes les informations, il est important de définir correctement toutes les couches du bâtiment, afin de faire correctement les choix de conception. Voyons maintenant comment il est facile de créer avec Edificius de nouvelles stratigraphies, ou même de personnaliser celles déjà présentes dans la riche bibliothèque proposée par le logiciel.

Avant de commencer, nous vous rappelons que :

• si vous avez déjà le logiciel et que vous ne pouvez pas voir ces fonctionnalités, vous devez effectuer la mise à jour qui est entièrement gratuite. Pour le faire : 
  • accédez à votre espace personnel sur my.accasoftware.com;
  • utilisez la fonction «Mises à jour depuis Internet» qui se trouve dans le menu «?» ou sur la page d’accueil du logiciel
• si vous n’avez pas encore le logiciel, téléchargez la version gratuite de Edificius

Ajouter, supprimer, modifier ou déplacer des couches de matériaux

Pour créer des stratigraphies personnalisées et adaptées à votre cas spécifique, vous pouvez modifier les stratigraphies existantes ou en ajouter de nouvelles facilement avec Edificius.

Voyons en détail comment procéder pour ajouter, supprimer, modifier ou déplacer des couches de matériaux de manière simple et rapide.

Tout d’abord, entrez dans l’éditeur d’enveloppe (mur, plancher, toit, etc.) en sélectionnant l’élément d’intérêt, puis la commande de l’éditeur d’objets de la bibliothèque BIM () dans la section «Propriétés » à droite de l’écran.

À l’ouverture de l’écran, cliquez sur la commande «Modifier» présente sur la barre d’outils. À ce stade, accédez à la nouvelle fenêtre où, en sélectionnant individuellement les éléments présents dans la stratigraphie, vous pouvez modifier les propriétés dans les champs appropriés.

En outre, ce que vous pouvez faire dans cette section est :

• ajouter de nouvelles couches à droite ou à gauche d’une couche sélectionnée () ;
• assigner un matériau à une couche existante () ;
• déplacer une couche vers la droite ou vers la gauche () ;
• enlever une couche ().

Dès que vous avez terminé avec les modifications de la stratigraphie, vous pouvez également :

• afficher le diagramme des températures () ;
• afficher le diagramme des pressions () ;
• visualiser toute la stratigraphie avec et sans les grilles ().

Enfin, vous pouvez cliquer sur la commande «Terminer » pour confirmer et enregistrer toutes les modifications apportées.

Gérer les stratigraphies des murs avec Edificius logiciel BIM

Hiérarchie des matériaux de la stratigraphie

Une fois la stratigraphie créée et affectée aux enveloppes du modèle, vous pouvez vous consacrer à la gestion des détails, pour rendre votre travail précis et conforme à la réalité.

Par exemple, vous pouvez contrôler les intersections des différents matériaux dans les intersections entre plusieurs enveloppes et vous assurer qu’il y a continuité de la même couche. L’image que nous vous proposons ci-dessous illustre comment gérer correctement les couches de l’enveloppe au croisement entre les deux parois périmétrales.

Gérer les stratigraphies des murs avec Edificius

Avec Edificius, pour obtenir des intersections correctes entre les différents matériaux et les différentes couches (comme dans l’image ci-dessus), vous pouvez attribuer à chaque couche une priorité différente en créant une véritable hiérarchie entre les différentes couches. La couche à laquelle une priorité plus élevée sera attribuée traversera les autres couches jusqu’à ce qu’elle rejoigne d’autres matériaux de même priorité. Le but est de représenter fidèlement la situation réelle.

Pour ce faire, il suffit de sélectionner le « type de couche » (finition, isolation, structure, etc.) et, si nécessaire, d’activer la coche « noyau ». Ce dernier aspect permet de donner continuité à chaque élément à l’intérieur de celui-ci et de ne pas être « interrompu », aux intersections entre enveloppes, par des éléments qui n’appartiennent pas au noyau.

Pour une meilleure compréhension, suivez les étapes suivantes :

• les matériaux qui ont la coche active sur « noyau » ne se croisent pas avec les matériaux qui n’appartiennent pas au noyau de cette enveloppe ou d’autres enveloppes. Cela permet de continuer sans interruption jusqu’à une éventuelle connexion avec d’autres éléments de même degré ;
• la priorité est croissante à partir de la « finition » jusqu’à la « structure ». Ces couches sont affectées à une valeur que vous pouvez afficher dans la fenêtre des propriétés sous l’élément « Priorité » (plus la valeur est élevée, plus la priorité est élevée) ;
• les symboles « + » et « – », présents dans « type de couche », augmentent ou diminuent le degré de priorité d’une couche donnée, en attribuant une augmentation ou une diminution du score visible dans les propriétés.

Gérer les propriétés des couches des murs avec Edificius un logiciel BIM

Cette méthodologie vous permet donc de représenter correctement les intersections entre les différentes couches de matériau des différents éléments.

Visualiser les stratigraphies ou les murs multicouches

Imaginez que vous ayez associé toutes les couches aux enveloppes et que vous souhaitiez les afficher dans votre modèle.

Avec Edificius, vous pouvez visualiser les stratigraphies :

• dans la vue 3D – après avoir sélectionné l’objet « plan » dans la vue 3D, activez la « Preview », depuis la barre d’outils, et cochez la case « Stratigraphies Enveloppes », dans les propriétés ;
• dans les plans d’exécution – activez la case à cocher « Stratigraphies Enveloppes » dans les fenêtres des propriétés.

Avec cette nouvelle fonctionnalité, vous pouvez visualiser en temps réel toutes les modifications apportées aux couches et garder un œil sur vos choix de conception.

Gérer les stratigraphies des murs avec un logiciel BIM | Affichage de la stratigraphie

Afin d’approfondir, nous vous recommandons la vidéo tutoriel qui vous montre toutes les étapes que vous devez suivre pour créer une stratigraphie avec Edificius.

FAQ sur les stratigraphies

Qu’est-ce que l’enveloppe du bâtiment ?

L’enveloppe du bâtiment est un système complexe et dynamique qui sert de filtre entre l’environnement intérieur et extérieur. Ce n’est pas seulement la peau du bâtiment, mais un ensemble d’éléments qui garantissent l’isolation thermique, la protection contre les intempéries, le contrôle de l’humidité, l’isolation acoustique et la cohérence esthétique avec le projet architectural.

Pourquoi l’enveloppe du bâtiment est-elle fondamentale dans la conception moderne ?

L’enveloppe du bâtiment est fondamentale car elle contribue de manière décisive à l’efficacité énergétique et au confort de vie, qui représentent aujourd’hui des exigences réglementaires et de conception incontournables. Une enveloppe correctement conçue réduit les consommations énergétiques et améliore la qualité des espaces intérieurs.

Comment l’enveloppe du bâtiment s’intègre-t-elle à la modélisation BIM ?

Dans le BIM, l’enveloppe du bâtiment devient un objet intelligent riche en données. Au-delà de la géométrie, des informations paramétriques telles que la conductivité thermique, la masse superficielle, la résistance à la vapeur et le comportement structurel sont associées, permettant des simulations énergétiques, des analyses préventives et une correcte interopérabilité via le format IFC.

Quels sont les principaux composants de l’enveloppe du bâtiment dans le BIM ?

Les principaux composants de l’enveloppe incluent la couche structurelle ou core layer, l’isolation thermique, les barrières et les freins à la vapeur, les revêtements et les finitions internes et externes, ainsi que les systèmes d’ancrage et les sous-structures, en particulier dans les façades ventilées.

Qu’est-ce que la stratigraphie dans l’enveloppe du bâtiment ?

La stratigraphie est l’organisation logique et séquentielle des matériaux qui composent un élément de l’enveloppe comme les murs, les dalles et les couvertures. Dans le BIM, elle représente la carte d’identité technologique de l’élément constructif et transforme une géométrie générique en un composant réel et analysable.

Pourquoi la stratigraphie est-elle essentielle dans la conception BIM ?

La stratigraphie est essentielle car elle influence directement la précision du calcul métrique, les analyses énergétiques et l’interopérabilité IFC. Une stratigraphie erronée peut générer des erreurs de budget, des simulations énergétiques non fiables et des problèmes d’échange de données entre les différentes disciplines.

Quelles informations doit inclure une stratigraphie BIM correcte ?

Une stratigraphie BIM correcte inclut l’identité précise des matériaux, les propriétés géométriques telles que l’épaisseur fixe ou variable et les propriétés physico-techniques, y compris la conductivité thermique, la densité, le facteur de résistance à la vapeur et la capacité thermique spécifique.

Comment gérer les stratigraphies avec un logiciel BIM comme Edificius ?

Avec Edificius, il est possible de créer, modifier, supprimer et déplacer les couches de matériaux via l’éditeur de l’enveloppe. Le logiciel permet également de visualiser des diagrammes de températures et de pressions, de contrôler les priorités des matériaux et de gérer correctement les intersections entre les éléments de l’enveloppe.

À quoi sert la hiérarchie des matériaux dans les stratigraphies ?

La hiérarchie des matériaux sert à gérer correctement les intersections entre différentes enveloppes. En attribuant des priorités et en définissant le noyau, il est possible de garantir la continuité des couches structurelles et de représenter fidèlement la réalité constructive.

Comment visualiser les stratigraphies dans un modèle BIM ?

Les stratigraphies peuvent être visualisées à la fois dans la vue 3D, en activant l’aperçu et l’option stratigraphies enveloppes, et dans les tableaux graphiques via les propriétés. Cela permet de contrôler en temps réel les choix de conception et les modifications apportées.