Le BIM et la préfabrication : quels bénéfices pour la construction ?

L’usage du BIM et plus largement des outils numériques permet de modéliser, dès le début du projet, l’ensemble des pièces d’un bâtiment en agrégeant des données intelligentes. Une approche avant tout collaborative des opérations, notamment préfabriquées, pour tenir plus facilement les plannings, les délais et les budgets. 

le Pôle Fibres-Énergie est le seul pôle de compétitivité en France dédié aux matériaux et aux systèmes constructifs. Voici ses domaines d’action :

• Promouvoir les solutions innovantes dans le domaine de la construction
• Mettre en avant les projets collaboratifs
• Accompagner les opérations aux côtés des assistants à maîtrise d’ouvrage, des maîtres d’œuvre, des bureaux d’études
• Développer un réseau d’acteurs

Il est aussi en pointe dans l’approche numérique du bâtiment et conseille les professionnels dans la mise en œuvre d’une maquette et d’un projet BIM, entre plateforme collaborative, formation et salle immersive. Un lieu unique destiné aux professionnels pour tester ou présenter des solutions en réalité virtuelle. Les conférences BIM constituent un volet essentiel de la politique de sensibilisation au numérique.

En témoigne ce rendez-vous organisé en septembre autour du BIM et de la préfabrication. De plus en plus d’entreprises optent pour les solutions préfabriquées afin de tenir leurs promesses en termes de délais et de maîtrise économique. Le BIM et son rendu virtuel, proche de la réalité, permet de positionner les volumes et les équipements d’un bâtiment, de les adapter ou de les modifier au fil des opérations. Il sert aussi à anticiper l’emplacement des réservations dans l’ossature d’un bâtiment, synonyme de temps économisé grâce à l’absence de reprises sur le site.

Bâtir sur l’existant est une règle pour de nombreux maîtres d’ouvrage

Echanger très en amont, dès la conception du projet, dans le cadre d’une démarche BIM pour mettre à profit les atouts de la préfabrication : c’est la méthode soutenue par la société Upfactor. Une start-up spécialisée dans la détection de potentiel de surélévation. « Nous intervenons dans le montage d’opérations de surélévation couplées avec une rénovation globale de l’existant pour le compte de maîtres d’ouvrage – bailleurs sociaux, syndics de copropriétés -, décrit Florence Bannier, responsable Partenariats et Innovation chez Upfactor. Elle ajoute :

 » La surélévation est une réponse à la pénurie de foncier et participe à la densification du tissu urbain. Bâtir sur l’existant est une règle appliquée par un nombre croissant de maîtres d’ouvrage afin de limiter l’artificialisation des sols et donner de la valeur au patrimoine existant. « 

À Paris ou à Lyon, en milieu très urbain, mais aussi à Tignes, dans le contexte contraint de la montagne, NOTRE objectif est de travailler sur des surfaces limitées et de tenir compte des contraintes de l’existant. Le BIM va permettre de standardiser des solutions constructives tout en gardant la possibilité de s’adapter au patrimoine existant. Il nous inscrit dans une démarche d’amélioration continue. » Upfactor, qui accompagne plus de 180 projets sur le territoire, s’appuie sur une application – Geoservices – capable de reconstituer en 3D la morphologie des bâtiments existants, leur extrusion ou leur représentation issue de données géographiques « La smart data est précieuse pour la reconnaissance de la topographie, compiler les données cadastrales, évaluer le potentiel d’énergie solaire sur un bâtiment, reprend Florence Bannier.

Les informations sont croisées avec les données réglementaires des Plans Locaux d’Urbanisme, les données de hauteur et les gabarits architecturaux pour détecter en un clic le potentiel de surélévation d’une adresse. L’outil numérique nous permet ainsi de mener des campagnes de détection à grande échelle. À titre d’exemple, le scan réalisé sur le patrimoine de CDC Habitat, à Paris, a permis d’identifier 28 potentiels de surélévation sur 186 adresses testées. »

Une vidéo illustrant la principe de la surélévation :

Source Vidéo : Upfactor, https://upfactor.fr

Le BIM Management doit prendre toute sa place

Autre acteur du BIM, la société Treegram s’est spécialisée dans la modélisation numérique des systèmes constructifs. Son chantier référence : la façade de la Fondation Vuitton à Paris (image ci-dessous), imaginée par l’architecte Frank Gehry.

« Nous partons du concept architectural pour le transformer en modèle applicable par les industriels engagés dans le chantier en retravaillant les données via des algorithmes et restituées dans une maquette 3D »

explique Thomas Maigne, Président de Treegram. Notre objectif est de créer une continuité numérique entre le concepteur du projet et les entreprises. Nous nous inscrivons avant tout dans une approche collaborative qui va permettre de maximiser la qualité du projet et de tenir plus facilement les plannings et les délais. » Et alors que l’échange de maquettes numériques entraîne un flux croissant d’informations et une multiplication des fichiers, Thomas Maigne insiste sur l’importance du BIM Management. Pour optimiser l’usage du numérique, il est essentiel de croiser les profils – des ingénieurs BTP associés à des compétences en nouvelles technologies – et d’appliquer toujours la même méthode numérique.

En clair, des dessinateurs-projeteurs avec la casquette chef de projet BIM, ça ne marche pas ! Le BIM Management implique des profils dédiés :

•  la gestion de projets
• Au contrôle qualité des maquettes
•  la formation et la prescription
• S’y ajoute le BIM Innovation autour de la data et du process de la consolidation des données et du manufacturing.

Avec tous ces prérequis, notre ambition est d’atteindre les bénéfices annoncés du BIM : entre 3 et 20 % d’économies sur le coût de la construction. Pour y parvenir, nous nous plaçons dans une chronologie de projets, de la phase de conception intégrant la standardisation des données utilisables par tous les acteurs du chantier jusqu’à la phase travaux articulée autour d’un maquette exécutable riche en informations métiers et comprenant les procédés constructifs des entreprises.

C’est véritablement une fonction d’interface entre l’architecte, le bureau d’études et les entreprises en vue d’aboutir à des données facilement exploitables par les industriels. » Une approche collaborative et partagée qui constitue le premier atout du BIM en matière de construction.

Un projet mobilisateur porté par l’Université de Lorraine

Sous la direction de Hind Bril El Haouzi, professeure en génie industriel, une équipe de l’Université de Lorraine, en collaboration avec des partenaires académiques et socio-économiques, travaille sur le projet ANR ISOBIM. Le but : proposer un processus collaboratif pour la rénovation par l’isolation extérieure basé sur les paradigmes Lean et BIM. Le projet vise à apporter une réponse originale au développement des activités de la rénovation énergétique et à l’accompagnement des TPE-PME du secteur de la construction bois engagées dans la transition digitale et l’amélioration de leur productivité. La proposition ISOBIM est innovante à double titre.

D’une part, parce qu’elle cherche à couvrir tout le processus de rénovation, de l’identification de la solution constructive en passant par l’élaboration des modèles de configuration et de calepinage jusqu’à la définition des modèles de planification et suivi des projets de construction.

Et d’autre part, par son approche holistique et centrée sur l’humain qui s’inscrit dans une démarche de rupture par rapport aux recherches scientifiques dans le domaine du contrôle et du pilotage des systèmes industriels appliqués au bâtiment. D’un point de vue plus pratique, il s’agit notamment de pouvoir assurer la gestion des données du projet dans un référentiel formel capable de couvrir les phases de conception, calepinage, planification et suivi de réalisation.

En outre, ce référentiel devra supporter le jumeau numérique du bâtiment permettant, en particulier, la simulation 4D dans la phase d’exécution d’un chantier. « Par sa nature pluridisciplinaire, le secteur de la construction regroupe des métiers très différents et donc des données de nature très différente qu’il est nécessaire de regrouper au sein d’une même modélisation, souligne Hind Bril El Haouzi. Nous travaillons sur le concept d’ingénierie numérique pour la construction et la structure de données la plus adaptée dans le cadre particulier d’un processus de rénovation de bâtiments. »

Cet article a été élaboré à partir du contenu du Club BIM #25 : « Le BIM et le préfabrication : Quels bénéfices pour la construction ?« , ayant eu lieu sous forme de webinaire le 19 septembre 2021.