IFC 5 : de quoi s’agit-il et comment utiliser le nouveau standard openBIM pour l’échange de données dans le secteur AEC

IFC 5 représente la prochaine génération de la norme Industry Foundation Classes (IFC), visant à simplifier et améliorer l’échange de données dans le secteur de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction (AECO). Il naît de la nécessité de surmonter les complexités et les limitations des versions précédentes d’IFC, comme IFC 4, ouvrant de nouvelles possibilités pour la collaboration, l’automatisation et l’intégration avec des technologies émergentes telles que Universal Scene Description (USD).

Pour gérer la nouvelle norme openBIM de buildingSMART International, ACCA a réalisé une visionneuse spécifique pour IFC 5 qui permet la conversion des versions précédentes d’IFC vers la nouvelle norme et : 

• la visualisation de fichiers de grande taille (bâtiments et infrastructures) ;
• la visualisation de l’historique des valeurs des propriétés pour expérimenter les flux USD «dynamiques» ;
• la visualisation du modèle IFC 5 sur usBIM.geotwin.

Pour expérimenter en avant-première le nouvel outil, vous pouvez réserver votre version gratuite en laissant votre demande.

usBIM.ifc5 : une visionneuse IFC5 révolutionnaire et gratuite

usBIM.ifc5 représente un outil significatif pour l’évolution et l’adoption du standard openBIM IFC5, actuellement en phase de définition par le buildingSMART International. Cet outil, développé par ACCA software, est conçu pour soutenir la transition vers le nouveau format IFC5, offrant une plateforme dédiée pour la gestion et la visualisation de modèles IFC de toute taille et complexité.

usBIM.ifc5 est une plateforme web innovante qui va bien au-delà du simple concept de visionneuse. Cet outil à la pointe de la technologie contribue à la phase de test et d’implémentation du nouveau standard IFC5, offrant un ensemble complet de fonctionnalités avancées pour la gestion de modèles numériques au format IFCx.

Modèle IFC 5 du viaduc Bisantis Catanzaro

La plateforme excelle dans de multiples aspects clés où la conversion de modèles existants au nouveau format IFC5 (.IFCX) n’est que le point de départ : 

• introduit le concept de modification non destructive, permettant des modifications sûres et traçables sur les modèles, tout en maintenant l’intégrité des données originales ;
• renforce la gestion collaborative grâce à des fonctionnalités de modification simultanée, permettant à des équipes distribuées de travailler efficacement sur les mêmes modèles ;
• soutient l’intégration avec des systèmes SIG ;
• gère de manière avancée les fédérations de modèles pour des projets de toute échelle et complexité ;
• offre des fonctionnalités spécifiques pour l’analyse des limites spatiales (space boundaries) et la gestion d’éléments infrastructurels comme les sondages géotechniques (borehole), démontrant sa polyvalence dans les différents domaines de projet déjà définis par la norme et présageant la complétude des cas d’utilisation futurs qui seront implémentés dans l’IFC5 ;
• sera continuellement mise à jour et rendue disponible durant toutes les phases de définition de la nouvelle norme IFC5 ;
• permet la collaboration entre tous les utilisateurs de usBIM.ifc5 à travers un forum dédié pour le partage de retours et d’expériences ;
• l’alignement avec les workflows USD (Universal Scene Description) représente un pont vers l’avenir de la modélisation numérique ;
• l’interface entièrement web garantit accessibilité et facilité d’utilisation avec des performances très élevées.

La plateforme est une partie intégrante de l’écosystème usBIM, qui supporte des standards tels que BCF, IDS et bSDD, garantissant la conformité avec les flux de travail openBIM et offrant une large gamme de fonctionnalités supplémentaires.

Lors de la phase de TEST, ACCA software offre cet outil gratuitement, permettant aux professionnels de vivre en première personne le futur de l’interopérabilité dans le secteur de la construction. Avec usBIM.ifc5, ACCA contribue à la validation et à l’implémentation du standard IFC5 et offre également un outil puissant pour les professionnels et les organisations qui souhaitent rester à la pointe de l’adoption des technologies openBIM. Approfondissons maintenant ensemble les objectifs, avantages et concepts clés de l’IFC5.

Pour en savoir plus, lisez ausi : Convertir une modélisation 3D au format IFC

Exemple de visualisation de la structure de données d’un modèle BIM en format IFC 5

Objectifs clés et avantages d’IFC 5

L’IFC 5 introduit une série d’améliorations et de nouvelles fonctionnalités par rapport aux versions précédentes, en faisant un choix avantageux pour l’échange de données dans le secteur AEC. Voici quelques-unes des principales raisons d’utiliser IFC 5 : 

• simplification et facilité d’implémentation : IFC 5 a été conçu pour être plus simple à mettre en œuvre et à gérer par rapport aux versions précédentes, comme IFC 4. Sa structure a été simplifiée, en se concentrant sur une géométrie simple et un nombre réduit de classes et de propriétés initiales, ce qui réduit la complexité et le temps nécessaire à l’implémentation. L’objectif, du moins à ce stade de développement, est de permettre aux développeurs de mettre en œuvre IFC 5 en quelques jours, contrairement aux mois, voire aux années, requis pour les versions précédentes. Dans la version actuelle d’IFC, encore en phase de développement, des concepts ont délibérément été exclus pour éviter d’augmenter le temps nécessaire à l’implémentation sans un réel bénéfice final. L’objectif est de rendre immédiatement opérationnel le format pour un large éventail de parties prenantes et de comprendre les problèmes en limitant le nombre et la complexité des concepts à mettre en œuvre ;
• meilleure interopérabilité et collaboration : IFC 5 vise à améliorer l’interopérabilité entre différents logiciels et disciplines, permettant un flux de travail plus fluide et continu. Sa structure modulaire, avec un noyau central et des modules optionnels, permet d’adapter le standard aux besoins spécifiques de différents secteurs et cas d’utilisation. De plus, elle facilite la collaboration multi-auteurs, permettant à plusieurs utilisateurs de contribuer au même ensemble de données sans conflits ;
• support pour de nouveaux cas d’utilisation : IFC 5 a été conçu pour prendre en charge une gamme plus large de cas d’utilisation, y compris BIM, SIG, analyse, gestion des versions de projet et intégration de données non modélisées telles que des nuages de points. Cette polyvalence rend IFC 5 un standard plus adapté aux besoins évolutifs du secteur AECO ;
• intégration potentielle avec USD : IFC 5 pourrait être intégré avec Universal Scene Description (USD), un cadre pour la description de scènes 3D complexes développé par Pixar. USD offre des fonctionnalités telles que la gestion de modèles de grande taille, la composition de données provenant de plusieurs auteurs et la gestion incrémentale des modifications. L’intégration avec USD pourrait conduire à une meilleure interopérabilité, des flux de travail plus efficaces et de nouvelles opportunités pour l’analyse et la visualisation ;
• serialization JSON : IFC 5 utilise JSON comme format de sérialisation principal. JSON est un format lisible, flexible et largement supporté, ce qui facilite l’échange et le traitement des données.

Les avantages de l’IFC 5

IFC 5 et USD : deux standards distincts

L’intégration de certains principes et caractéristiques de la Universal Scene Description (USD), développée par Pixar, est l’une des implémentations technologiques du nouveau IFC 5. IFC 5 et USD sont et resteront deux standards distincts. On ne peut pas affirmer qu’IFC 5 coïncidera avec USD, mais il empruntera simplement à cette technologie certaines caractéristiques de base, comme cela se produira pour d’autres structures de données déjà existantes.

IFC et USD sont deux standards distincts, avec des objectifs et des caractéristiques différentes : 

• IFC 5 est la prochaine génération de la norme IFC (Industry Foundation Classes), spécifiquement conçu pour l’industrie AEC (Architecture, Ingénierie et Construction). Son objectif principal est d’améliorer l’interopérabilité et la collaboration entre les différents logiciels et disciplines impliqués dans le cycle de vie d’un bâtiment ;
• USD (Universal Scene Description) est un standard open-source développé par Pixar pour la description et l’échange de scènes 3D complexes, utilisé principalement dans l’industrie des effets visuels.

Certains principes de base de l’USD pourraient être utilisés dans le nouveau IFC 5 pour faciliter la gestion de modèles de grande taille, la composition de données de plusieurs auteurs et la gestion des modifications incrémentales.

La relation entre IFC 5 et USD (Universal Scene Description) offre une nouvelle perspective sur l’interopérabilité et l’intégration technologique dans le secteur AEC (Architecture, Ingénierie et Construction). Il ne s’agit pas d’un chevauchement ou d’un remplacement : IFC 5 et USD peuvent être vus comme des «frères», chacun avec un rôle unique. IFC 5, tout en incorporant certains concepts et terminologies de l’USD, a été conçu de manière ciblée pour répondre aux besoins spécifiques du secteur. Cela en fait non pas une extension ou un remplacement de l’USD, mais une solution complémentaire, avec des objectifs et des caractéristiques distincts.

Par exemple, IFC 5 aborde des cas d’utilisation complexes que l’USD ne peut pas satisfaire seul, comme la gestion d’objets définis de manière typique et leur réutilisation multiple dans des projets (le concept de «type/instance» dans la structure IFC classique), une approche fondamentale pour la modularité et la scalabilité dans les projets AEC. De plus, la structure des données d’IFC 5 a été conçue pour garantir une flexibilité accrue par rapport au modèle plus rigide de l’USD. Là où l’USD adopte une approche «top-down» pour la composition des données, IFC 5 permet une construction plus «bottom-up», essentielle pour s’adapter à la nature itérative et collaborative du secteur de la construction. Une autre différence cruciale réside dans le format sérialisé : l’USD utilise un format de fichier binaire spécifique, tandis qu’IFC 5 adopte JSON, ce qui permet une intégration directe et une plus grande compatibilité avec des environnements d’exécution dédiés à IFC 5 et basés sur OpenUSD.

Cette approche hybride améliore non seulement l’adoption d’IFC 5 grâce à sa capacité à être représenté à travers l’USD, mais débloque également des cas d’utilisation avancés tels que le rendu de haute qualité, la gestion des jumeaux numériques et d’autres simulations avancées. En ce sens, IFC 5 se positionne comme un pilier fondamental pour l’avenir de l’openBIM, tout en garantissant que les projets AEC restent à la pointe de l’innovation technologique, sans perdre de vue les besoins spécifiques du secteur.

IFC5 et USD : concepts partagés, mais standards distincts et autonomes

Communication officielle de buildingSMART International qui illustre le rapport entre USD et IFC 5

Une exploration des concepts clés du fichier IFC 5

Définir ce qu’est un «fichier IFC 5» est complexe, car le concept même de fichier est en évolution dans le cadre du développement d’IFC 5. Il y a une transition vers une approche basée sur des composants et la sérialisation JSON, ce qui pourrait conduire à différentes implémentations et représentations des données.

IFC 5 s’éloigne de la représentation traditionnelle d’un modèle IFC comme un fichier monolithique unique. Au lieu de cela, adopte une approche par composants, où les objets sont décomposés en parties plus petites et indépendantes. Ces composants peuvent être combinés et réutilisés de manière flexible pour créer différentes représentations d’un modèle : 

• composants : l’approche sera de type «ECS» (Entity Component System), où une entité (comme un mur) est définie par la combinaison de différents composants (géométrie, matériaux, propriétés). Cette approche est similaire à celle utilisée dans les jeux vidéo, où un personnage est composé de composants tels que modèle 3D, animations et statistiques ;
• sérialisation JSON : IFC 5 adoptera JSON comme format principal pour la sérialisation des données. JSON est un format texte lisible, flexible et largement supporté, qui facilite l’échange et la gestion des données.

Le rôle des concepts de base de l’USD : une base flexible pour IFC 5

Comme nous l’avons déjà mentionné précédemment, l’une des nouveautés importantes d’IFC 5 est l’utilisation de la Universal Scene Description (USD).

Les concepts de base de l’USD offrent des potentialités avancées pour la gestion de grands ensembles de données, la collaboration multi-auteur et la composition de données provenant de différentes sources : 

• Prim et Prim Spec : USD utilise le concept de «Prim» (primitive) pour représenter les éléments d’une scène. Un «Prim Spec» est une spécification pour un Prim, qui définit ses propriétés et attributs. IFC 5 pourrait utiliser Prim Spec pour définir les composants des objets ;
• Layers : USD utilise un système de «layers» pour composer des données provenant de différentes sources. Cela permet d’ajouter des informations incrémentales à un modèle sans modifier les données originales. IFC 5 pourrait utiliser les layers pour gérer la collaboration multi-auteur et les différentes versions d’un modèle.

Quelques concepts de base de l’USD repris en IFC 5

Implications pour le concept de «Fichier»

L’adoption d’une approche par composants et la possible intégration avec USD rendent difficile de définir ce qu’est exactement un «fichier IFC 5» en raison de : 

• multiples représentations : les données IFC 5 pourraient être représentées de différentes manières, comme des fichiers JSON, des fichiers USD ou des bases de données ;
• composition dynamique : la composition des données IFC 5 pourrait se faire de manière dynamique, combinant des composants provenant de différentes sources au moment du chargement du modèle.

Comment les principes d’USD facilitent-ils la collaboration multi-auteurs ?

Une des caractéristiques clés de la Universal Scene Description (USD) est le système de couches qui permet à plusieurs auteurs de contribuer à un projet sans écraser le travail des autres.

Le système de couches d’USD peut être imaginé comme une série de feuilles transparentes superposées. Chaque couche peut contenir des informations sur Prim, les éléments de base d’une scène USD. Ces informations incluent la géométrie, les matériaux, les textures et d’autres attributs. Cela permet : 

• modification non destructive : les couches permettent de modifier un modèle de manière non destructive. Un auteur peut créer une nouvelle couche et apporter des modifications sans altérer les données originales. Si nécessaire, la couche peut être supprimée ou modifiée sans affecter les autres couches ;
• fusion des contributions : les couches sont combinées pour créer la scène finale. USD gère intelligemment le chevauchement des couches, résolvant les conflits éventuels entre les informations présentes sur différentes couches ;
• traçabilité des modifications : chaque couche est associée à un auteur, permettant de suivre qui a apporté quelles modifications. Cela est fondamental pour la gestion des versions et pour la collaboration dans des équipes de grande taille.

En plus des couches, USD utilise le concept de Prim Spec (abréviation de «spécification Prim») pour définir les informations associées à un Prim. Un Prim Spec peut être de trois types : 

• define : crée un nouveau Prim ;
• over : écrase ou ajoute des informations à un Prim existant ;
• class : définit un Prim comme une «classe», c’est-à-dire un modèle réutilisable.

L’utilisation de Prim Spec en combinaison avec les couches permet de gérer la collaboration de manière granulaire. Par exemple, un auteur peut créer un Prim Spec «Over» sur une couche pour modifier uniquement un attribut spécifique d’un Prim, sans avoir à redéfinir l’ensemble du Prim.

Le système de couches et Prim Spec d’USD offre plusieurs avantages pour la collaboration multi-auteurs : 

• parallélisation du travail : plusieurs auteurs peuvent travailler simultanément sur différents aspects du même projet, sans interférer les uns avec les autres ;
• gestion efficace des modifications : les modifications sont gérées au niveau des couches, simplifiant la révision, l’approbation et l’intégration des contributions de différents auteurs ;
• flexibilité et contrôle : les auteurs ont un contrôle granulaire sur les modifications, pouvant modifier uniquement les attributs spécifiques d’un Prim sans avoir à redéfinir l’ensemble de l’objet ;
• traçabilité et responsabilité : le système de couches permet de suivre l’origine de chaque modification, garantissant la responsabilité et la transparence dans le processus de collaboration.

La modification des données dans IFC 5 : une analyse basée sur des composants et la flexibilité

La question de la possibilité de modifier un «fichier» IFC 5 ouvre une discussion intéressante sur les caractéristiques uniques de cette norme en évolution. Comme mentionné précédemment, IFC 5 adopte une approche par composants et une intégration potentielle avec USD, rendant le concept de «fichier» moins rigide et ouvrant de nouvelles possibilités pour la modification des données.

IFC 5 décompose les objets en composants indépendants, offrant une granularité plus fine pour la modification des données. Au lieu de modifier un objet entier, il est possible de modifier des composants individuels tels que la géométrie, les matériaux ou les propriétés. Cette flexibilité permet d’apporter des modifications ciblées sans affecter d’autres parties de l’objet.

Voici quelques exemples concrets : 

• modification de la géométrie : au lieu de recréer l’ensemble de la géométrie d’un mur, on pourrait modifier le composant géométrique pour ajouter une ouverture pour une fenêtre ;
• mise à jour des matériaux : on pourrait remplacer le composant matériel d’un sol sans avoir à remodeler l’ensemble du sol ;
• ajout de propriétés : on pourrait ajouter de nouveaux composants pour inclure des informations supplémentaires, comme par exemple les données de classement de résistance au feu.

La modification des données dans un système à composants nécessite une gestion attentive des relations entre les composants. Par exemple, la modification de la géométrie d’un mur pourrait nécessiter la mise à jour des connexions avec d’autres objets, comme des portes ou des fenêtres. L’intégration avec USD introduit d’autres défis, tels que la gestion des conflits entre les couches et la synchronisation des modifications entre différents auteurs.

De plus, l’évolution d’IFC 4 à IFC 5 représente un changement significatif dans la manière dont les données des modèles de bâtiments sont structurées, gérées et échangées, comme autre défi, il faut donc tenir compte que la transition d’IFC 4 à IFC 5 nécessitera du temps et des efforts pour garantir la compatibilité avec les données et les logiciels existants.

IFC5 et l’Interopérabilité entre logiciels

Comment IFC5 améliore-t-il l’interopérabilité entre logiciels ? Cette question se concentre sur un aspect crucial de ce standard en évolution. IFC5 aborde les défis de l’interopérabilité en introduisant une série de changements significatifs par rapport à IFC 4 : 

Réduction de la complexité et modularité
Un facteur clé pour améliorer l’interopérabilité est la réduction de la complexité. IFC5 vise à simplifier la norme, en se concentrant sur un noyau de fonctionnalités essentielles et en adoptant une approche modulaire. Cela signifie que les développeurs de logiciels peuvent mettre en œuvre uniquement les parties d’IFC5 pertinentes pour leurs cas d’utilisation spécifiques, réduisant ainsi la charge de travail et la possibilité d’erreurs.

• IFC5 se divise en un noyau central et des modules d’extension de domaine. Cette approche modulaire permet aux développeurs de se concentrer sur les fonctionnalités essentielles, en ajoutant des modules spécifiques uniquement lorsque cela est nécessaire ;
• IFC5 commencera avec une version réduite, qui inclut uniquement les fonctionnalités minimales indispensables. Cette approche itérative facilite l’implémentation et la validation de la norme.

Structure et approche modulaire pour le développement du nouveau IFC 5

Format de sérialisation JSON

L’adoption de JSON comme format de sérialisation principal contribue à l’interopérabilité, car JSON est un format lisible par l’homme, largement supporté et flexible.

• Objectif d’avoir une seule sérialisation pour IFC5, simplifiant l’échange de données entre différentes plateformes.
• Format JSON «simple» qui peut être facilement validé, garantissant la cohérence et l’exactitude des données.

Standardisation et prévisibilité

IFC5 vise à établir une standardisation plus rigoureuse, réduisant l’ambiguïté et garantissant qu’il n’y a qu’une seule manière correcte de représenter les données.

• Objectif d’avoir une méthode unique pour le positionnement des objets, éliminant la confusion et les incompatibilités.
• Besoin d’un traitement prévisible des données IFC5 par le logiciel récepteur, garantissant que les données sont interprétées correctement.

Intégration avec des standards existants

IFC5 promeut l’interopérabilité en s’intégrant avec des standards existants, comme USD, plutôt que de réinventer la roue. Cela permet de tirer parti des fonctionnalités avancées de ces standards pour la gestion des données, la collaboration et la visualisation.

• Possibilité d’utiliser USD comme base pour IFC5, ouvrant la voie à une plus grande interopérabilité avec les outils et les flux de travail basés sur USD.
• IFC5 inclut la possibilité de faire référence à des données tierces, comme des nuages de points, facilitant l’intégration avec d’autres sources de données.

API Standard

Le développement d’une API (Interface de Programmation d’Application) standard pour IFC5 facilitera l’accès et le traitement des données par différents logiciels. Une API bien définie permet aux développeurs de créer des applications qui interagissent avec les données IFC5 de manière cohérente et fiable.

Visionneuse IFC 5 avec exemple de buildingSMART International sur la structure données

La date de sortie d’IFC 5 : une inconnue en évolution

Malgré l’intense activité de recherche et développement autour d’IFC 5, il n’existe pas de date de sortie précise. Cependant, nous pouvons mettre en évidence des éléments intéressants sur le processus de développement et la possible chronologie.

IFC 5 sera publié de manière incrémentale, à partir d’une version «réduite» avec des fonctionnalités de base. Cette version initiale sera suivie de mises à jour et de modules supplémentaires qui étendront les fonctionnalités au fil du temps.

Cette approche vise à faciliter l’adoption initiale, permettre un ajustement progressif grâce aux retours des utilisateurs et gérer plus facilement les complexités.

Une possible chronologie de développement inclut : 

• tests internes : une phase initiale de tests avec un groupe restreint d’utilisateurs pour évaluer la stabilité et la fonctionnalité de la version réduite d’IFC 5 ;
• bêta publique : une publication bêta publique pour recueillir des retours d’un plus large éventail d’utilisateurs et identifier d’éventuels problèmes ou domaines d’amélioration ;
• IFC 5 (Version) : la publication officielle de la première version d’IFC 5, avec des fonctionnalités de base et un support pour des cas d’utilisation fondamentaux ;
• développement de l’API IFC 5 : une phase dédiée au développement de l’API pour IFC 5, qui facilitera l’intégration avec d’autres logiciels et plateformes ;
• publications ultérieures : mises à jour et modules supplémentaires qui élargiront les fonctionnalités d’IFC 5 au fil du temps, incluant le support pour de nouveaux cas d’utilisation, des géométries plus complexes et l’intégration avec d’autres normes comme IDS et BCF.

IFC 5 et l’avenir de l’openBIM pour le secteur AEC

Le chemin vers IFC 5 représente l’une des transitions les plus significatives dans l’histoire de l’interopérabilité numérique pour le secteur AEC. Il ne s’agit pas simplement d’une mise à jour technique, mais d’une transformation radicale qui vise à redéfinir la manière dont les informations sont échangées, utilisées et valorisées. Au cœur de cette évolution se trouve la nécessité d’embrasser la sémantique comme élément central : un IFC 5 qui simplifie sans perdre la profondeur des informations et qui permet une collaboration plus fluide entre des disciplines hétérogènes.

Le succès d’IFC 5 dépendra de la capacité à répondre aux besoins d’un secteur en rapide transformation, où les jumeaux numériques, l’intelligence artificielle et la gestion basée sur les données sont de plus en plus centraux. Le défi sera de maintenir l’équilibre entre l’évolution technologique et la continuité avec les systèmes existants, favorisant une transition qui soit non seulement innovante, mais aussi inclusive et durable.

Avec une structure plus flexible, soutenue par des approches sémantiques avancées et une meilleure intégration avec des formats modernes comme JSON et des technologies émergentes comme USD, IFC 5 a toutes les cartes en main pour devenir le cœur de la numérisation dans le secteur AEC. Cependant, le chemin vers une adoption mondiale nécessitera une collaboration sans précédent entre développeurs et parties prenantes à tous les niveaux.

IFC 5 ne représente pas seulement l’avenir de l’échange de données, mais aussi une opportunité de construire un secteur plus connecté, efficace et résilient. C’est une norme qui promet non seulement de répondre aux défis d’aujourd’hui, mais d’anticiper et de guider ceux de demain, posant les bases d’un écosystème numérique où la richesse sémantique et l’interopérabilité sont à la base de chaque innovation.

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