Le BIM au service des infrastructures linéaires : IFC Chemins de fer, IFC Routes et IFC Tunnels
Le cas d’étude de la gare centrale de Naples et du tronçon ferroviaire Naples-Rome montre l’incroyable potentiel du BIM appliqué aux infrastructures ferroviaires
L'intégration entre le BIM, plateforme collaborative d’Environnement Commun des Données (CDE, voir ISO 19650) et la fonctionnalité du rendu en temps réel a considérablement étendu le champ d'application des outils numériques au secteur AEC. Les outils numériques peuvent être appliqués avec la même philosophie et les mêmes avantages, soit à la conception d’intérieur, à la conception de bâtiments, et soit aux grandes infrastructures linéaires (les routes, les voies ferrées, les aqueducs et les tunnels).
Les environnements virtuels sont particulièrement avantageux, surtout dans les grands projets d’infrastructure, car ils permettent de mettre en évidence les problèmes de conception avant la construction réelle. Dans les projets d'infrastructure, certaines questions assument une grande importance, telles que le budget, la planification et, surtout, les risques.
La numérisation des infrastructures offre la possibilité de recréer des simulations réelles dans un environnement virtuel, ce qui permet de réaliser une série d’évaluations préventives déjà sur la maquette numérique (jumeau numérique).
Grâce au BIM, il devient possible d'associer des éléments physiques à ses homologues virtuels via le recensement sur le terrain, afin de relier l'environnement physique au modèle virtuel. De plus, grâce aux capteurs et l’IdO Internet des Objets (en anglais IoT), il est possible de recréer toute une série de scénarios sur lesquels effectuer des simulations.
La gestion au travers d’un environnement commun des données capable de visualisation, d’interrogation et de gestion des modèles IFC fédérés en format ouvert permet une conception et une gestion efficace de l'infrastructure.
La réalité virtuelle permet également d'éviter des erreurs et des incohérences dans le projet, car le concepteur peut s’immerger dans la maquette numérique 3D en première personne, vérifier des choix de projet et éviter ainsi une hausse inattendue des coûts et des temps. Il est possible par exemple de simuler des animations avec le flux des trains, et vérifier le positionnement des panneaux de signalisation avant de passer au phases de mise en oeuvre.
Modélisation BIM de la Gare de Naples - Centrale
Le projet IFC Rail de buildingSMART International
buildingSMART International étudie la modalité de mise en oeuvre du standard ouvert IFC appliqué aux infrastructures linéaires.
Les infrastructures linéaires sont les ouvrages (les routes, les voies ferrées, les aqueducs, les tunnels) au quel une dimension est nettement prédominante sur les autres. Ces travaux peuvent être étudiés, calculés et conçus en divisant l’ensemble du tronçon en section présentant des caractéristiques homogènes.
En 2018, à l’occasion du Summit international de Paris, buildingSMART International a lancé le projet “IFC Rail” grâce à un accord souscrit par plusieurs représentants du secteur. Cela a donné naissance au “Railway room” qui au moyen d’une coordination réalisera un projet très complexe et portera au développement d’un processus de plus en plus collaboratif entre tous les membres du groupe de travail.
Durant la période du mois de mars 2019, le groupe de travail du projet “IFC Rail” a présenté avec succès les progrès au sommet BSI de Düsseldorf, auquel a participé aussi ACCA.
Le potentiel du BIM et de l’IFC s’étendent aussi dans le secteur routier (IFC Road) et à la conception et réalisation de tunnels (IFC Tunnel).
Un exemple de modélisation des infrastructures : la gare Garibaldi de Naples - Centrale
À la fin de permettre une optimisation des interventions de maintenance, de gestion et de d’optimisation de la gare de Naples - centrale située sur la place Garibaldi, le bureau Minnucci Associati a réalisé une maquette BIM – IFC complète et détaillée avec des millions d’objets auxquels sont associées des informations, des fiches techniques, des données structurelles , des données énergétiques et beaucoup d’autres encore.
La maquette résultante constituée par la fédération de plus de 50 maquettes IFC a été chargée sur la plateforme CDE de usBIM.platform qui permet de visualiser les différentes maquettes et les objets aux quel sont associés les documents, les informations et d’autres données.
Gare Garibaldi : maquette IFC
Le grand avantage de usBIM.platform est qu’il permet de visualiser une maquette si complexe avec n’importe quel navigateur (Google Chrome, Internet Explorer, etc.).
Dans le cas spécifique il est possible d’accéder à la même maquette depuis le SIG Open BIM qui se trouve à l’intérieur de la plateforme.
Gare Garibaldi de Naples – Centrale : maquette IFC
Au-delà de la visualisation 3D de la maquette BIM, il est également possible de naviguer en première personne et d’exploiter tout le potentiel offert par le rendu en temps réel et la réalité virtuelle immersive, grâce à l'utilisation de visionneuses spécifiques. Cette modalité rend particulièrement facile et intuitif la navigation même dans les maquettes 3D les plus complexes.
Il est également possible de modifier le projet et de mettre à jour automatiquement la modélisation.
Il est possible de sélectionner n'importe quel objet et d'afficher les propriétés et les documents qui lui sont associés (les fiches techniques, les photos, les données de maintenance, etc.).
Réalité virtuelle immersive et railway
À travers la réalité virtuelle immersive, un environnement complet est recréé, introduisant le spectateur dans un nouveau scénario complètement virtuel.
Avec l'utilisation d’un casque et de manettes, l'utilisateur est isolé de la réalité et immergé dans un modèle virtuel au sein duquel il peut se déplacer et interagir avec les objets présents à l’intérieur de la maquette.
L'intégration dynamique entre la conception architecturale BIM et la réalité virtuelle immersive, ouvre de nouvelles frontières aux expériences de conception et à la convivialité de la modélisation BIM par les différentes parties prenantes qui participent au processus de création et de maintenance de la maquette numérique.
Des effets très intéressants découlent de l'interaction avec le client, qui peut être directement impliqué dans les choix à prendre en considération au cours de la phase de conception, à partir de décisions simples telles que l'aménagement ou de la finition, jusqu'à des choix plus critiques de fonctionnalité et d’architecture.
Gare Garibaldi de Naples : navigation VRI
#TagBIM pour railway
Une fonctionnalité très intéressante offerte par la plateforme collaborative est le #TagBIM qui permet d’ajouter des "étiquettes" aux objets de manière simple et intuitive.
Les #TagBIM sont des chaines alphanumériques structurées contenant des attributs (#Tag) qui par exemple permettent d'identifier un groupement d’articles d’une liste de prix.
Il s’agit de “marquer” les produits de construction (mettant en évidence les propriétés les plus caractéristiques) présents dans tous les bordereaux de prix, mais aussi de caractériser tout objet présent dans chaque maquette BIM : il devient ainsi facile de réaliser la correspondance immédiate entre les objets présents dans une maquette BIM et ceux énumérés dans un bordereau des prix.
En résumé, nous pouvons dire que l'utilisation d'une chaîne #TagBIM présente de nombreux avantages :
- c'est un format ouvert, il peut être saisi avec n'importe quel éditeur de texte, il peut être lu facilement et interprété à la fois par un ordinateur et par l'homme
- il peut être sauvegardé dans n'importe quelle base de données (même si ce n’est pas un SQL) et facilement géré par n'importe quel logiciel
- il est extrêmement flexible et évolutif (il ne nécessite pas de structures prédéfinies et rigides)
- il offre une recherche facile et une indexation très modernes avec l'utilisation de #Tags (voir Google, Facebook, etc.)
- il intègre n'importe quelle LISTE DE PRIX sans avoir besoin de "bouleversement" des usages et des habitudes actuelles, et en même temps il s’agit d’un outil puissant pour "l'évolution" des données vers le monde BIM
Le BIM pour les infrastructures linéaires
En plus de la modélisation BIM de la gare de Garibaldi, une maquette de l’ensemble du tronçon ferroviaire Naples-Rome a été modélisée.
Dans cette maquette, un très haut niveau de détail a été atteint à la fois pour chaque objet composant le tronçon de la voie ferrée et pour les dispositifs de signalisation. Tous les éléments insérés sont des objets IFC avec des informations, telles que des fiches techniques.
Tronçon Naples – Rome : maquette IFC
Même dans ce cas, il est possible de naviguer la maquette 3D en première personne VRI (réalité virtuelle immersive) ou en Rendu Temps Réel.
Au moyen des modalités d'affichage du modèles IFC, il devient possible de créer de véritables simulations qui apportent une grande valeur ajoutée aux flux de travail basés sur les fichiers en format IFC.
Tronçon Naples – Rome : naviguer VRI
Grâce à la plateforme collaborative, un nouveau monde s'ouvre : l'avenir de la représentation des modèles IFC pour les infrastructures !
La plateforme collaborative pour le BIM : usBIM.platform
La première plateforme collaborative BIM répondante aux normes ISO 19650.
usBIM.platform vous offre les avantages suivants :
- une infrastructure Cloud : modulable, accessible à tout moment et partout par tous les intervenants avec n'importe quel dispositif
- une attribution des rôles et des responsabilités : pour permettre l’adoption du principe de séparation des tâches (SoD) dans une optique de protection de la data, de sécurité des informations, de prévention des fraudes et des erreurs
- un workflow (flux de travail) : pour la gestion de processus et de procédures de révision / validation de la documentation de projet en favorisant le contrôle et la disponibilité des versions les plus récentes de la documentation
- un enregistrement et audit : pour suivre les actions effectuées et garantir la preuve de la succession historique des révisions et des modifications apportées aux données partagées
- une accessibilité par système d'enregistrement : et accès aux différents dossiers disponibles dans l'environnement commun de données (CDE), réglementés par le niveau d'accès attribué à chaque intervenant (lecture seule, modification, contrôle complet et téléchargement)
- une visionneuse IFC embarquée : pour la lecture des fichiers échangés au format standard IFC depuis un simple navigateur Internet
- la gestion des communications et des notifications : à la fois dans l'environnement commun des données (CDE) et externe (courrier électronique)
- la garantie de confidentialité et de sécurité des informations : gérées via le protocole "https"
- un système de sauvegarde automatique des données : pour garantir la récupération des données en cas de perte partielle ou totale de celles-ci due à des événements exceptionnels (Disaster Recovery)
usBIM.platform et IFC Rail (Chemins de fer) : la vidéo
