Le standard IFC4.3 openBIM englobe aussi les infrastructures

Enfin, il est possible de gérer et de modéliser des infrastructures (ponts, réseaux ferroviaires, routes, etc.) avec des standards openBIM : IFC4.3 et outils opérationnels

Avec la nouvelle version IFC4.3, le secteur de la construction fait un grand pas en avant vers la numérisation des infrastructures, en format ouvert openBIM.

Le nouveau standard bSI (buildingSMART International) a été créée pour étendre les avantages de l’IFC aux «ressources horizontales» et aux infrastructures linéaires telles que les routes, les voies ferrées, les ponts et les aqueducs.

Avec les outils innovants dont nous vous parlerons dans cet article, il devient possible de générer des modèles IFC4.3 d’infrastructures existantes. Grâce aux technologies de relevé numérique (laser scanner, LiDAR, drone et photogrammétrie), il est possible d’appliquer des processus de Scan To BIM, c’est-à-dire des opérations d’ingénierie inverse, qui permettent de recréer des modèles numériques dans des formats standards ouverts (openBIM) également pour les infrastructures.

Il s’agit d’un pas en avant très attendu, qui facilite enfin l’interopérabilité entre le BIM vertical (bâtiments) et le BIM horizontal, en étendant l’utilisation du format IFC et les avantages de l’openBIM, y compris aux infrastructures.

Dans cet article, nous parlerons de nouveaux logiciels et outils dans le cadre du groupe de travail bSI, dans le but de tester et de produire des instructions opérationnelles sur la modélisation du nouveau standard IFC4.3.

Dans la dernière partie, vous pouvez naviguer le modèle d’un pont (le viaduc de Acerno) directement avec votre navigateur.

L’évolution de l’IFC

Avant de commencer, il convient de faire un bref aperçu sur le format IFC, pour mieux préciser ce que l’on entend par IFC4.3.

L’IFC (Industry Foundation Classes) est un format ouvert, non propriétaire, développé pour définir les informations géométriques et alphanumériques des bâtiments, des produits préfabriqués, des systèmes électriques, etc. et soutenir les activités d’échange entre les professionnels du secteur de la construction, tout au long du cycle de vie du batiment.

L’IFC est en effet utilisé par les concepteurs, les fournisseurs et les entrepreneurs pour l’échange de données, même entre utilisateurs utilisant des logiciels différents. C’est en effet le langage commun, le standard pour la transmission de l’information.

Il est important d’établir dès le départ la version, la Model View Definition (MVD) et le format de fichier à utiliser.

Les Model View Definitions (MVD) sont des sous-ensembles (ou filtres intelligents) du schéma IFC qui définissent les informations à inclure dans le modèle de données. Si vous voulez savoir exactement ce qu’est un Model View Definition, lisez l’article «Model View Definition (MVD) et échange de données BIM».

La première version de l’IFC, l’ IFC1.0, a été mise en service pour la première fois en 2000. Depuis cette date, le format IFC a connu une série d’évolutions.

Après la sortie de l’IFC2×3, buildingSMART a commencé à travailler sur la nouvelle version du format IFC2×4, mieux connu sous le nom d’IFC4, publiée le 12 mars 2013 et officialisée par l’ISO16739:2013.

Évolution du standard IFC

Comme son nom l’indique, l’IFC4 n’est pas un système complètement nouveau, mais plutôt une amélioration de la qualité du format IFC2×3 déjà existant.

En résumé, les améliorations apportées par la version IFC 4 sont décrites par buildingSMART comme suit :

• capacité de spécification améliorée avec de nouvelles fonctionnalités géométriques, paramétriques et autres ;
• nouveaux flux de travail BIM, y compris les échanges de modèles 4D et 5D, les bibliothèques de produits, l’interopérabilité entre le BIM et le système d’information géographique (SIG), les simulations thermiques avancées et les évaluations de durabilité ;
• meilleure lisibilité et facilité d’accès à la documentation ;
• intégration avec la technologie mvdXML et définition des services de validation des données ;
• corrections de problèmes techniques ;
• l’extension aux infrastructures et à d’autres secteurs de la construction.

En outre, pour plus de détails, nous vous recommandons de vous référer au journal des modifications de buildingSMART International.

Les activités du groupe de travail de bSI et l’engagement de ACCA

Le format IFC4.3 est le résultat d’un processus international pluriannuel mené par deux grands projets de buildingSMART : IFCRail et IFCInfra.

ACCA Software est active depuis des années sur le front de la diffusion de l’openBIM et de l’utilisation de l’IFC pour les infrastructures et a participé en première ligne à ces deux projets en tant que fournisseur de logiciels, en mettant à disposition le savoir-faire et la technologie et en mettant en œuvre les nouvelles caractéristiques du standard.

Nous rappelons que ACCA fait partie de plusieurs groupes de travail de buildingSMART Italia, parmi lesquels IFC Road Italia et openBIM for Rail.

Le modèle IFC Bridge du cas d’usage que nous vous présentons, a été créé précisément pour vérifier la faisabilité de la mise en œuvre des Tests Instruction proposés par MINnD (Modélisation des INformations INteropérables pour les INfrastructures Durables, le projet de recherche national français pour le développement du secteur de la construction, soutenu par le ministère français de l’écologie, du développement durable et de l’énergie) au sein du groupe de travail de buildingSMART International intitulé « IFC 4.3 AbRV : TI Bridge ».

Navigation avec usBIM.browser du modèle IFC du viaduc Acerno

L’objectif est de produire des instructions opérationnelles qui servent surtout de guide pour la numérisation des ponts et des viaducs.

Ces instructions s’appliquent à différents cas d’usages et définissent les bases et le but de la nouvelle MVD (Model View Definition) AbRV : Alignment Based Reference View.

Ce mode de travail représente également une nouvelle façon de développer le processus de certification des logiciels par buildingSMART.

Avec cette étude de cas, ACCA a montré comment, à partir des instructions de test, il est effectivement possible de produire des modèles conformes aux spécifications IFC4.3, en utilisant les instructions comme base opérationnelle.

Afficher les propriétés d’un modèle IFC avec usBIM.browser

Le modèle produit sera livré à buildingSMART International qui le rendra disponible publiquement en tant que bonne pratique d’exportation dans le nouveau standard et sera utilisé et partagé avec d’autres parties prenantes de l’industrie pour démontrer l’utilisation de l’IFC4.3 dans le monde des infrastructures linéaires.

L’objectif du groupe de travail est de démontrer la faisabilité de la numérisation de la plupart des viaducs existants. Pour cette raison, un viaduc classique a été modélisé en poutres préfabriquées pré-comprimées en oméga, en simple appui. Ce type représente environ 80 % de la construction.

Un exemple concret : le viaduc Acerno

Voici un exemple pratique de ce que vous pouvez réellement obtenir avec le standard IFC4.3 et les outils appropriés.

Grâce au système intégré usBIM et à l’application usBIM.browser, vous pouvez naviguer directement dans le modèle IFC avec un navigateur commun (recommandé Google Chrome).

Ci-dessous, vous trouverez le modèle 3D du viaduc avec lequel interagir en utilisant les commandes appropriées situées en bas de l’écran.

Vous pouvez visualiser le modèle en 3D en naviguant avec la commande orbite et première personne, lire sur la droite les propriétés IFC en sélectionnant n’importe quel objet du modèle, générer des coupes et des perspectives, activer la vue avec les ombres, effectuer des mesures directement sur le modèle et même le parcourir en réalité virtuelle immersive avec un viseur.

Les nouveautés introduites par bSI dans le nouveau standard

L’organisation spatiale

L’organisation spatiale de l’IFC est l’ossature du standard qui sert à donner une organisation et à gérer tous les objets (physiques ou non) qui composent le modèle d’infrastructure.

Organisation spatiale IFC4.3

Habituellement, à l’intérieur du standard, la structure spatiale était composée de quatre niveaux qui identifiaient :

• le projet ;
• le site ;
• le bâtiment ;
• les plans.

Afin d’étendre le nouveau standard aux infrastructures linéaires et d’adapter le schéma de la structure, il a été nécessaire d’introduire deux classes supplémentaires :

• ifcFacility ;
• ifcFacilityPart.

Ainsi, un modèle d’infrastructure aura nécessairement une classe ifcProject et des sous-classes comme un ou plusieurs ifcSite (qui indiquent le site de référence du modèle et auquel les informations sur le territoire sont associées), en dessous de l’ifcSite il peut y avoir ifcFacility liés à la route ou au pont (en fonction du type d’infrastructure qui est en cours de modélisation), enfin, encore en dessous il y a cette nouvelle classe abstraite qui est l’ifcFacilityPart. Cette classe hiérarchise l’infrastructure linéaire en fonction des parties qui la composent. En outre, il existe deux autres attributs définis par le standard :

• PredefinedType pour classer la typologie des parties de l’infrastructure ;
• UsageType pour clarifier le mode de décomposition de la structure (verticale, horizontale, etc.).

Un autre concept très important introduit par le standard est l’Alignment.

En résumé,l’Alignment est essentiel pour définir la géométrie du modèle d’infrastructure et le positionnement des objets qui le composent et pour établir le mouvement de déplacement le plus sûr pour les véhicules qui utilisent l’actif. Les segments qui le composent se caractérisent par des propriétés statiques et dynamiques. Statique lorsqu’il est possible de la mesurer directement sur place, dynamique lorsqu’elle se rapporte au segment mais qu’il n’est pas possible de la mesurer sur place (par exemple le déficit de surélévation).

Avec cette méthodologie, il est possible par exemple de créer le modèle d’un viaduc (mais aussi d’un chemin de fer, d’une route, etc.) en recourant à la définition d’un Alignment qui décrit géométriquement et sémantiquement l’axe du viaduc.

Vous pouvez générer plus d’un Alignment pour un seul modèle en fonction des tracés à modéliser. En pratique, le modèle 3D ne sera plus positionné sur la base d’un tiers d’axes cartésiens, mais uniquement par rapport à l’Alignment que nous avons tracé.

Un autre nouveau concept est la modélisation géométrique par blocs. Les blocs sont conçus comme des briques à assembler qui génèrent un véritable code. C’est une méthode très immédiate de programmation qui repose sur un flux de travail dans lequel il faut déterminer combien et quels objets composent la structure, où les placer et quelle forme ils ont.

À cet égard, ACCA Software a présenté au buildingSMART summit de Montréal le modèle d’un pont qui reflète tous ces concepts introduits par le nouveau standard IFC. Le modèle a été structuré et décomposé comme prévu par le nouveau standard IFC 4.3 et a été modélisé précisément en utilisant le concept d’Allignment.

Grâce à la plateforme intégrée usBIM, il est possible de gérer facilement des modèles de grandes infrastructures.

De plus, avec usBIM.refactor, il est possible de créer des fichiers IFC 4.3 à partir d’un modèle BIM quelconque, même en fédérant plusieurs modèles pour ensuite obtenir un seul IFC. Ou transformer un fichier IFC générique en fichier IFC 4.3 avec toutes les propriétés du nouveau standard buildingSMART International pour la numérisation en openBIM des infrastructures, ponts, routes, chemins de fer et bien plus encore.

Ainsi, de cette façon, vous pouvez obtenir un nouveau modèle IFC complet et toujours à jour et conforme aux derniers standard IFC :

• réorganisez votre modèle IFC de manière simple et rapide et sans avoir besoin d’utiliser le logiciel avec lequel il a été créé ;
• vous avez une base de données avec toutes les classes au format IFC4.3 pour créer et enrichir d’éléments le nouveau modèle IFC ;
• fédérez plusieurs fichiers IFC de n’importe quelle taille et obtenez une structure de données unique au format IFC4.3 ;
• vérifiez que le nouveau modèle IFC soient complet et exportez la version mise à jour en quelques clics.