Le format IFC et l'Open BIM, tout ce que vous devez savoir

Qu’est-ce que c’est, pourquoi est-ce important, comment ça marche, le rapport avec le BIM, les avantages et la liste de tous les logiciels certifiés : voici le guide complet du format IFC

L’une des principales exigences pour tous ceux qui travaillent avec un logiciel BIM (Building Information Modeling) est d’assurer un maximum de liberté pour le partage des données du modèle : tout cela se traduit par la possibilité de travailler dans un système qui soit effectivement ouvert.

Il faut savoir que les formats de fichiers propriétaires sont ceux qui ne peuvent être lus que par le même logiciel et par d’autres logiciels autorisés, et que lorsque les membres de l’équipe de projet utilisent des logiciels différents, l’utilisation de formats propriétaires peut empêcher l’interopérabilité, c’est-à-dire la capacité d’un produit ou d’un système à interagir et à travailler avec d’autres produits ou systèmes, sans aucune restriction à l’accès et aux modifications.

Au contraire, les formats de fichiers ouverts peuvent être lus et modifiés par n’importe qui. Pour répondre à ces besoins, le format IFC (Industry Foundation Classes) a été créé, un format de fichier ouvert particulier qui permet l’échange d’un modèle d’information, sans perte ni distorsion de données et/ou d’informations.

Logo IFC (Industry Foundation Classes)

Le BIM et l’IFC

Pour répondre pleinement à la question « qu’est-ce que IFC », il est nécessaire de prendre un peu de recul en expliquant le concept du BIM.

BIM est l’acronyme de « Building Information Modeling », c’est-à-dire le modèle d’information pour le bâtiment. Il a été défini par la NIBS (National Institutes of Building Science) comme la « représentation numérique des caractéristiques physiques et fonctionnelles d’un objet ».

La BIM est une méthodologie opérationnelle et non un outil. Il doit être identifié comme un processus de numérisation d’une construction, qui utilise un modèle d’information numérique contenant toutes les informations relatives à son cycle de vie complet : la conception, la construction, la gestion, la maintenance, le démantèlement.

Parmi les caractéristiques substantielles de la méthodologie BIM, figure la facilité de coopération entre les intervenants pendant les phases du cycle de vie d’un bâtiment, pour insérer, extraire, mettre à jour ou modifier les informations du modèle, comme par exemple :

le concepteur architectural définit les fonctions, les formes, les géométries jusqu’à générer le modélisation 3D
le concepteur de la structure spécifie et calcule les éléments structurels
le responsable de la sécurité analyse et prévoit les points critiques probables pendant les phases opératives
le responsable chargé de l’entretien décrit et approfondit les aspects techniques de la construction à surveiller pendant sa durée de vie
etc.

Tout cela nécessite un format standard qui permette l’interopérabilité et l’échange de données de manière sûre, sans erreurs et/ou perte d’informations : c’est le but du format IFC.

Pour résumer les définitions précédentes, l’IFC est un format ouvert, élu comme standard international, nécessaire à l’échange de modèles et de contenu d’information. Il est destiné à l’échange d’informations au sein d’une équipe de projet et entre différents logiciels, pendant le développement des phases de conception, de construction, d’exploitation et de maintenance.

Interopérabilité dans un système fermé et ouvert

Interopérabilité dans un système fermé et dans un système ouvert

L’histoire de l’IFC

En 1994, un consortium industriel a investi dans le développement d’un code source informatique orienté aux objets (ensemble de classes en langage C++) capable de soutenir le développement d’applications intégrées.

Douze entreprises américaines ont rejoint le consortium appelé « Industry Alliance for Interoperability ». En septembre 1995, le consortium a ouvert ses portes à toutes les parties intéressées et, en 1997, il a changé de nom pour devenir “International Alliance for Interoperability”.

La nouvelle alliance a été reconstituée en tant qu’organisation à but non-lucratif, dans le but de développer et de promouvoir l’Industry Foundation Classes (IFC) en tant que modèle de données neutre, contenant des informations relative sur l’ensemble du cycle de vie d’un bâtiment et de ses installations. Depuis 2005, l’alliance mène ses activités par le biais de buildingSMART.

Le buildingSMART est actuellement une organisation dont les objectifs incluent l’amélioration de l’échange d’informations entre les applications logicielles utilisées dans le secteur de la construction, et le développement d’un standard international au niveau d’outils et de formation pour soutenir l’utilisation étendue du BIM.

Logo de l’organisation buildingSMART International

Les caractéristiques du format IFC

Comme déjà mentionné, l’IFC est un format de fichier ouvert et neutre, conçu par buildingSMART International pour soutenir l’interopérabilité entre les applications individuelles fonctionnant dans le secteur de la construction et enregistré comme standard international officiel ISO 16739:2013.

L’IFC, créé à l’origine comme un format de fichier d’échange ouvert et interopérable, est capable de répondre à divers besoins. En quelques mots, l’IFC n’est pas un simple format d’échange, mais un schéma, c’est-à-dire une structure ou une spécification de données : le schéma IFC peut être considéré comme un « système de stockage » pour organiser et transporter des données numériques.
Voyons, en détail, les spécificités de ce schéma.

Fichier d’échange

Il est possible de considérer l’IFC comme un fichier d’échange car il permet de transférer des géométries et des informations en maintenant inaltérée la structure de l’ensemble et des différentes parties : les objets auront une position précise dans l’espace et seront distingués entre eux par catégories, caractéristiques et fonctions.

Le modèle de données

Par modèle de données, nous entendons la structure théorique associée au modèle qui permet sa gestion, c’est-à-dire la capacité de le décomposer et de l’assembler de différentes manières, en fonction d’une utilisation spécifique.

Les critères de base pour la structure du modèle de données sont les suivants :

avec le filtre de données nous pouvons choisir les composants à échanger, puisque pour un objectif précis, seules les informations et les géométries essentielles devront être incorporées
par le biais des propriétés, nous indiquons quelles informations circuleront dans les objets du modèle et dans quelle relation seront organisées entre eux
avec les attributs sont identifié les caractéristiques que les objets de la scène devraient avoir.

L’élément d’archives

Les données doivent être utilisables par plusieurs opérateurs et sur une période assez longue. C’est pourquoi le format IFC, en tant que format ouvert, est accessible à tous, quel que soit le logiciel adopté et sa version, que se soient aujourd’hui ou dans des décennies. L’archivage du dossier IFC, en plus de sa conservation, doit garantir une consultation aisée. Par conséquent, les données du modèle doivent être structurées et les mêmes modèles seront identifiés en fonction de leur utilisation et de leur fonction.

Le schéma des données

L’IFC est un schéma de données qui attribue un nom et des relations entre les objets qui serviront, en plus d’optimiser le système de stockage lui-même, à rendre les objets lisibles par différents logiciels.

En résumé, nous pouvons dire que :

Les modèles IFC comprennent des entités géométriques et non-géométriques
Les modèles de l’IFC contiennent la géométrie du bâtiment et les données associées à ses éléments
en exportant les données d’une conception réalisée avec la méthodologie BIM à l’aide d’un fichier IFC, les données sont transférées d’une application à l’autre
le format IFC est ouvert, modifiable et bien documenté. En fournissant une interface IFC pour l’exportation et l’importation, conforme au standard IFC, les éditeurs de logiciels sont en mesure de garantir l’interopérabilité avec des centaines d’autres outils et applications BIM.

Comment fonctionne l’IFC

Le format IFC est un modèle de données standardisé qui décrit :

l’identité et la sémantique : objet, nom, fonction
les caractéristiques : des matériaux, des couleurs, des propriétés
la relation entre :
- les objets (par exemple les murs, les planchers, les fenêtres)
- des concepts abstraits (par exemple, performance, calculer de coûts)
- les processus (par exemple, l’installation, le montage)
- les personnes (par exemple les propriétaires, les concepteurs, les entrepreneurs, les managers).

Le système IFC est capable de définir des éléments de construction, des produits préfabriqués, des systèmes mécaniques/électriques, et même les modèles les plus abstraits pour l’analyse structurelle, l’analyse de performance énergétique, la répartition des coûts, la planification des travaux et bien plus encore. Le schéma IFC définit les classes d’objets et les relations entre eux.

Pour passer à l’examen technique, on peut dire que les classes sont conçues pour décrire les composants d’un bâtiment – installations, espaces, zones, mobilier, éléments structurels – y compris les propriétés spécifiques de chaque objet individuel, telles que : position, forme, caractéristiques physiques et mécaniques, connexions avec d’autres objets, performance énergétique, sécurité, coût, exigences de maintenance.

Pour mieux comprendre, nous utilisons un exemple pratique :

la fenêtre est une classe qui peut être divisée en plusieurs types de fenêtres
la fenêtre appartient au domaine du bâtiment
la définition du type reconnaît dans le projet et dans d’autres projets, la fenêtre, son ensemble de propriétés et ses attributs généraux
à chaque type peut correspondre une instance qui représente l’entité modélisée et physiquement présente dans le bâtiment
aux instances nous pouvons associer des attributs et des propriétés .

L’IFC définit également les relations entre les éléments de construction et donc :

les relations décrivent comment les éléments de construction font partie des bâtiments
les relations qui regroupent la configuration spatiale, par exemple la façon dont le site est composé de bâtiments, d’étages, d’espaces et la façon dont les espaces sont regroupés en zones fonctionnelles
d’autres relations reliant la position des éléments dans les systèmes, utiles pour la gestion et la maintenance.

Le schéma IFC lui-même peut être exprimé dans différents formats de fichiers, le plus souvent en STEP comme IFC-SPF mais aussi en XML ou en fichier ZIP.

IFC-SPF est un format de texte dans le langage de modélisation des données EXPRESS. Il a des dimensions compactes et il est le format IFC le plus utilisé.
IFC-XML est un format dans le langage de balisage extensible, XML. Bien que le XML soit un langage de programmation plus courant, l’IFC-XML a une taille de fichier plus importante que l’IFC-SPF et il est moins utilisé.
IFC-ZIP est un format ZIP compressé du fichier IFC-SPF. Un fichier .ifcZIP généralement compresse un .ifc de 60-80 % et un .ifcXML de 90-95 %.

La spécification de l’IFC a connu de multiples cycles de développement et d’évolution depuis sa création en 1995. Il y a eu plus d’une douzaine d’itérations de l’IFC1 à la version actuelle de l’IFC4 (y compris les versions ifcXML et IFCzip). L’IFC4 a été officiellement publié en mars 2013. Cependant, il a fallu quelques années avant que cette version actuelle ne soit mise en œuvre dans les logiciels du secteur.

Depuis 2018, buildingSMART est engagé dans la certification de logiciels pour la mise en œuvre de l’IFC4, le test et la certification des capacités d’importation et d’exportation.

L'image représente le niveaux de maturité du format IFC 2x3 qui se trouve dans une phase d'apprentissage

Niveaux de maturité de l’IFC

Les avantages de l’IFC

Il est clair que le principal avantage offert par le format IFC est qu’il permet la collaboration entre les différents intervenants impliqués dans le processus de construction, rendant possible l’échange d’informations par le biais d’un format standard. Cela implique un contrôle et une qualité accrus, une réduction des erreurs, une réduction des coûts, un gain de temps, avec des données et des informations cohérentes en phase de conception, de l’exécution, de la gestion et de la maintenance.

IFC openBIM

Selon le se qui est indiqué sur le site web de buildingSMART International, le terme openBIM fait référence à « une approche universelle de la collaboration dans la conception et la construction de bâtiments basée sur des standards et des flux de travail ouverts« .

L’objectif fondamental de l’openBIM est de faciliter l’échange de données entre tous les intervenants impliqués dans la création d’un modèle BIM couvrant tous les champs d’application possibles : de la conception à la construction, de l’exploitation du bâtiment à sa démolition et au recyclage des composants et des matériaux, à la fin du cycle de vie du bâtiment.

Une condition essentielle pour l’openBIM est l’utilisation de formats de données ouverts et neutres, et le format IFC est la solution la plus pratique pour l’openBIM.

La certification de l’IFC et l’assurance de la conformité des logiciels

Le buildingSMART International a défini un processus de certification qui assure l’importation et l’exportation correctes de ses données IFC, avec la garantie du respect des standards. Il est essentiel qu’un logiciel offre la garantie de pouvoir lire, écrire et échanger des informations avec d’autres programmes.

Il est possible de consulter la liste des logiciels certifiés par le bSI en accédant à cette page.

ACCA est la société avec le plus grand nombre de logiciels certifiés au monde : elle compte aujourd’hui plus de 19 certifications IFC se rapportant à 16 logiciels :

Rappelons que ACCA software, à partir de février 2022, est un membre multinational du buildingSMART