Des logiciels qui bouleversent la conception des bâtiments

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Détection d’anomalies La famille qui accompagne AECOsim couvre toute la conception technique et thermique du bâti. Elle intègre un workflow de suivi des modifications, de l’avancement du projet et de détection des anomalies.

© Doc. AECOsim/Bentley

Apparu au début des années 2000, le BIM associe des technologies et des processus informatiques à l’acte de concevoir, construire et gérer un bâtiment. C’est un nouveau modèle d’information, destiné à produire, communiquer et analyser les données en continu de façon dématérialisée.

Pendant des années, les plans ont été conçus de façon séquentielle. D’abord à la table à dessin, sur du papier avec un stylo technique ou au Rapidographe ; puis, à partir des années 1990, sur écran avec une souris ou une tablette graphique. À l’époque, l’architecte ou l’ingénieur fait du dessin assisté par ordinateur (DAO) ou de la conception assistée par ordinateur (CAO), de façon classique en deux ou trois dimensions : chaque acteur intervient successivement sur des plans généralement imprimés. Apparu dans les années 2000, le BIM (Building Information Modeling) bouscule ce modèle pour concevoir, partager, produire, communiquer et analyser un projet différemment.

Le concepteur ne dessine plus à proprement parler : il manipule à l’écran des éléments constructifs en 3D, un peu comme s’il montait une véritable maquette. Il pose des dalles, des poteaux, des cloisons, des portes ou des fenêtres, un escalier ou une trémie d’ascenseur, en choisissant ses composants dans des catalogues numériques. Les industriels configurent également leurs propres matériaux et matériels pour que ceux-ci s’intègrent dans le projet. Pour cela, les caractéristiques des produits sont traduites sous divers formats de fichier, dont un normalisé baptisé « IFC » (Industry Foundation Classes).

Nombreux progiciels spécialisés

La maquette numérique du bâtiment ainsi constituée est une base de données, exploitable dans de nombreux progiciels spécialisés. D’abord pour visualiser directement en trois dimensions le projet au fur et à mesure de son élaboration et détecter les éventuelles incohérences (clashs) dans la conception. Ensuite pour calculer les structures ou le bilan thermique, évaluer les quantités nécessaires à la réalisation du chantier : cubage de béton ou du ferraillage ; surface de carreaux de plâtre, d’isolant ; longueur des réseaux (électricité, plomberie, ventilation, etc.) ; nombre d’éléments (huisseries, sanitaires, prises électriques, etc.). Enfin pour échanger et communiquer entre tous les acteurs de la construction : maître d’ouvrage, bureau d’études, entreprises de gros et de second œuvre, exploitant ou gestionnaire du patrimoine.

Des normes pour communiquer autour d’une maquette numérique commune

Comment passer à la maquette numérique ? En changeant ses habitudes de travail, et surtout, de format de fichier. Pour tous les concepteurs, architectes ou ingénieurs du bâtiment, il s’agit donc d’abord d’une question d’organisation et d’informatique. En France, une quinzaine d’applications de CAO en trois dimensions formatées aux normes du BIM sont commercialisées (voir le tableau p. 60). Toutes créent et exploitent des fichiers normalisés au format IFC permettant d’exporter et d’importer des données entre logiciels de CAO et avec les applications métier (analyse du projet, suivi des modifications, calcul de structure, thermique, métré). Ce standard défini internationalement (ISO 16 739 : 2013) est en effet bien plus riche que le traditionnel DWG (abréviation de DraWinG), développé par Autodesk et devenu courant pour échanger entre agences depuis une dizaine d’années. Il réduit considérablement les ressaisies entre logiciels de CAO et de calcul sur la géométrie. Il en est de même pour une partie importante des composants « objets » du bâtiment. Avec un logiciel de type BIM, le concepteur travaille obligatoirement en 3D pour élaborer une maquette numérique dotée d’objets définis techniquement et classés par catégories (murs, ouvertures, dalles, équipements, etc.). Le partage du projet entre acteurs nécessitera d’utiliser des ressources communes (symboles, charte de nommage, organisation des calques) ; de hiérarchiser et renseigner les phases ; d’identifier les destinataires ; et de renseigner les propriétés personnalisées des objets (matériau, référence, fabricant).

Tout le spectre de la modélisation

Le format IFC a été inventé dans les années 1990 par l’association internationale Building Smart Alliance pour assurer une interopérabilité maximale entre applications BIM. Une certification, le label Step, atteste la qualité des logiciels et leur conformité à ce format très complexe puisque couvrant des millions de possibilités. Mediaconstruct, qui représente Building Smart Alliance en France, certifie les éditeurs de CAO et d’applications métiers sur le territoire. Aujourd’hui, plus d’une centaine de logiciels sont compatibles et couvrent tout le spectre de la modélisation architecturale : CAO, calcul de structure ou thermique, équipements techniques, économie de la construction, gestion de patrimoine, études énergétiques, visionneuses de fichiers. Cette certification est attribuée sur la base du volontariat après des tests sur plusieurs fonctionnalités. Une reconnaissance partielle peut également être attribuée.
Dans la pratique, l’interopérabilité entre les logiciels de CAO et le format BIM n’est pas encore parfaite. Des essais conduits par Building Smart Alliance sur l’export et l’import de données montrent en effet de grandes disparités en temps passé et surtout en nombre d’erreurs. Cela impacte la qualité des plans transmis d’une application à l’autre. Pour s’en affranchir, certains maîtres d’ouvrage imposent une famille de logiciels dans leurs appels d’offres. La plupart du temps, ils choisissent Revit et l’univers Autodesk, le plus ancien éditeur de logiciels de CAO et aussi celui dont le catalogue d’applications métiers est le plus fourni, notamment pour les calculs thermiques, de structure, ou de métré. Quitte à prendre quelques libertés avec le modèle des IFC, même si Autodesk s’en défend. À telle enseigne que la plupart des éditeurs métiers (voir le tableau ci-contre) misent sur une interopérabilité optimale avec les IFC exportés ou importés par Autodesk. Pour autant, la seconde grande famille de logiciels de CAO, emmenée par Nemetschek (ArchiCAD, Allplan, VectorWorks), revendique une conformité la plus proche possible des IFC. Les autres challengers visent le même objectif, en misant sur des spécialités : Bentley pour le bâtiment et les travaux publics, Dassault Systèmes (SolidWorks et Catia) et Gehry Technology (Digital Project) pour les techniques et calculs de formes complexes, Messerli pour la facilité d’usage et Active3D en gestion de patrimoine.

Produits de construction

Du côté des industriels, une norme (NF XP P07-150) relative à la description des produits au format IFC est expérimentée. Ceux-ci fournissent des informations indispensables, en particulier les données relatives aux matériaux. Ils doivent donc être disponibles dans des formats standardisés accessibles et compatibles aux différents stades du projet. La maquette doit pouvoir être renseignée, d’abord de manière générique puis de plus en plus précise sur les caractéristiques des matériaux et produits de construction qui permettront aux ouvrages d’atteindre les performances requises.
Les premiers usages du BIM montrent des gains de temps dans l’industrialisation des structures et des composants notamment (vitrages, structure bois ou métal), comme l’illustrent les éléments de la canopée des Halles, à Paris, préfabriqués directement en usine puis posés sur le chantier.
Il n’est pas possible de basculer progressivement vers une CAO de type BIM : les logiciels diffèrent de la CAO 2D ou 3D classique. Il s’agit donc pour chaque cabinet d’architecture et bureau d’études d’un nouveau départ. La formation, elle, peut être est ciblée, légère, progressive, rapide et intuitive. L’apprentissage des procédures s’avère essentiel. Par exemple, un poteau doit être saisi comme un poteau, et non un mur aux dimensions d’un poteau. Le résultat des calculs (structure, thermique, métrés) en dépend. Voilà pourquoi il existe aussi des logiciels de visualisation et de détection d’anomalies (clashs) pour vérifier facilement la qualité des données et repérer les erreurs de saisie.
Hier réservé aux très grands projets (Freedom Tower de New York, ministère de la Justice porte d’Aubervilliers ou fondation Louis-Vuitton à Paris), le BIM se décline maintenant pour des conceptions de taille moyenne ou petite. Coste Architectures a élaboré ainsi le centre aquatique de Saint-Nazaire (Loire-Atlantique) avec ArchiCAD ; Campenon Bernard Dauphiné Ardèche-Enbatra, un petit ensemble en R+2 à Meylan (Isère) en utilisant Allplan. L’Agence Brunet Saunier, l’une des premières à utiliser le BIM en France, a entièrement conçu le centre hospitalier de Lagny-Marne-la-Vallée (Seine-et-Marne) ou celui de Chambéry (Savoie) sous Revit (lire Les Cahiers techniques n° 336, octobre 2014, p. 6).

Éditeur

Progiciel

Orientation

Système d’exploitation

Volume du disque

Configuration

Carte graphique

Temps de formation

Compatibilité IFC

Adapté à la gestion de patrimoine

Workflow/communication/partage

Mises à jour

Prix (HT)

Commentaires

Active3D

Active3D

Hypervision technique et énergétique des bâtiments

Windows XP, Vista, 7, 8

4 Go

4 Go de RAM conseillé ; 8 Go pour l’exploitation de plans volumineux

OpenGL Carte graphique 1024 Mo

Variable en fonction du périmètre à couvrir

IFC 2x3, IFC 2x4

Oui

Workflow Activiti, intégré dans la solution

1 majeure/an, mineure tous les 3 mois

Licence site de 25 à 250 K€ HT selon les configurations et le périmètre du projet. Maintenance : 18 % des prix des licences

Configuration automatique et référentiel unique (plans) de la gestion technique et énergétique d’un patrimoine. Calcul du retour sur investissement les économies d’énergie

Autodesk

Revit Architecture, Revit MEP ou Revit Structure

Architecture, ingénierie, bureaux d’études, construction, gestion de patrimoine

Windows 7, 8, 8.1

5 Go/100 Go (10 % de la taille du disque)

8 Go de RAM ; écran (mini) 1 280 x 1 024 (512 Mo vidéo)

Recommandé : carte DirectX 11 (Shader Model 3)

Une semaine : 3 jours (base) + 2 jours (avancé) ; 3 à 6 mois pour être efficace

Full IFC import et export. Moteur disponible en open source. Import de plus de 30 formats de fichiers différents

NavisWorks (processus collaboratif, détection de clash, révision de projet). Workflows spécifiques de rénovation, visualisation, développement durable

Annuelle

Licence perpétuelle + maintenance : 6 000 € + 900 €/an.

A360 Team est un nouveau service collaboratif (Cloud), où toutes les solutions Autodesk sont ouvertes aux acteurs dans le temps et l’espace. Il est facturé à l’usage

Building Design Suite Premium (AutoCAD + Revit + 3DS Max + NavisWorks Simulate + services Cloud). Ultimate (Premium + NavisWorks Manage + Inventor + Robot + InfraWorks)

Architecture, ingénierie, bureaux d’études, entreprises de construction

Windows 7, 8 et 8.1

5 Go/100 Go (10 % de la taille du disque)

8 Go de RAM ; écran (mini) 1 280 x 1 024 (512 Mo vidéo)

Recommandé : carte DirectX 11 (Shader Model 3)

Une semaine : 3 jours (base) + 2 jours (avancé) ; 3 à 6 mois pour être efficace

Full IFC import et export. Moteur disponible en Open source. Import de plus de 30 formats de fichiers différents

NavisWorks (processus collaboratif, détection de clash, révision de projet). Workflows spécifiques de rénovation, visualisation, développement durable

Annuelle

Premium : 7 250 € + 1 090 €/an, ou location (Desktop subscription) mois/trim/an/2 ou 3 ans, 365 € HT/mois ou 2 900 € HT/an. Ultimate (10 780 € + 1 700 €/an)

A360 Team est un nouveau service collaboratif (Cloud), où toutes les solutions Autodesk sont ouvertes aux acteurs dans le temps et l’espace. Il est facturé à l’usage. Il existe une version allégée incluant Autocad

Bentley

AECOsim Building designer V8i

Architecture ingénierie, architecture d’intérieur

Windows 7, 8, 8.1, Vista

Minimum 2 Go

8 Go de RAM ; écran (mini) 1 220 x 1 080

Carte DirectX drivers (256 MB)

Une semaine

Full IFC (attaché en référence). Les projets sont nativement IFC. Des partenaires (Polentis) développent des objets liés au bâtiment

ProjectWise, outil performant de suivi des modifications et des validations au fur et à mesure de l’avancement du projet. Messagerie intégrée

Annuelle

Licence perpétuelle + maintenance : 6 320 € + 1 378 €/an.

Bentley porte son attention sur l’échange et l’interopérabilité

Dassault Systèmes

SolidWorks

Ingénierie, CAO

Windows 7, 8, 8.1.

5 Go

8 Go de RAM ; écran (mini) 1 220 x 1 080

AMD, Intel, Nvidia

3 jours

Import et Export IFC 2x3 avec OmniClass. Supporte de très nombreux formats CAD standard

Suivi des modifications, échanges et détection de collisions

Annuelle

Prix non publics, selon revendeurs et fonctions. Licence : 6 000 € à 7 000 € Maintenance : 1 500 €/an.

Spécialisé pour la conception et le calcul de structures complexes (industries/usines), réseaux fluides, électriques, gestion et analyse de données, documentation technique

Gehry Technologies (groupeTrimble)

Digital Project, moteur Catia (Dassault Systèmes)

Architecture complexe

Windows XP, Vista, 7, 8

8 Go

8 Go de RAM ; écran (mini) 1 220 x 1 080

NC

Nécessite une formation au progiciel Catia

Full IFC export (IFC2x3)

GT Digital Project-Viewer et GT Digital Project Designer. Gestion partagée des géométries et des composants

Non précisé

Non précisé

Cette interface de l’application Catia a été développée par les services informatiques de l’architecte Frank Gehry. L’application est dédiée aux projets aux formes très complexes. Absence de version française

Graphisoft (Groupe Nemetschek)

ArchiCAD

Architecture, design, urbanisme, architecture d’intérieur, aménagement

Windows 7, 8, 8.1 ; Mac OS X 10.8, X 10.9 ; incompatible avec Windows Vista et XP, Mac OS X 10.6

5 Go, >10 Go/projet actif

8 Go de RAM ; écran 1440 x 900

Mini : Open GL 2.0 avec mémoire intégrée de 1024 Mo

4 jours. Formation en ligne, sur site, centre de formation Abvent, cours du soir

Certifié IFC 2x3 CV 2.0 en import et export, et BCF (BIM Collaboration Format)

Oui

BIM Office : solution complète (MacOS ou Windows) de partage de projet. BIMx : exploration interactive en 3D sur tablette ou smartphone

1 majeure/an

Licence : 5 990 € (jeune diplômé 2 990 €). Contrat de services entreprise : 7 450 €/24 mois ou 8 135€/36 mois (licence + maintenance)

Une solution performante, complète et conviviale en conception, construction, patrimoine. Passerelle entre la version Mac et la version PC. Existe en version allégée

Messerli Informatik

EliteCAD AR et ARS

Architecture

Windows Vista, 7, 8

4 Go

4 Go deRAM (8 Go conseillé 64 bit)

OpenGL Carte graphique 1024 Mo

5 à 10 jours

Certifié IFC 2x3

Oui

Non

1 à 2 ans

Version ARS : 2 800 €. Version AR (complète) : 5 400 €. Mise à jour/maintenance : 90 €/mois pour la 1e licence, 55 €/mois les suivantes

Utilisation très intuitive, édition maquette 3D, rendu intégré, modélisation 3D, analyse graphique, solution intégrée, support compétent

Nemetschek

Allplan architecture

Architecture

Windows Vista, 7, 8, 8.1. Server 2008, Server2012

5 Go

2 Go de RAM

Mini : Open GL 3.1 ; résolution 1 280 x 720

3 jours (1 semaine de pratique)

Certification IFC 2x3 Coordination View 2.0. Dans AllPlan 2015, l'importation d'IFC est également certifiée

BIM plus : partage de la maquette numérique et des bibliothèques (Cloud). AllPlan Connect : réseau social d’échange. AllPlan exchange : Workflow et suivi des modifications

Annuelle

Licence : 5 995 €. Maintenance : 1200 €/an. Support, BIM plus (Cloud d’échange de maquette numérique) inclus

Tous les outils de la chaîne architecturale, du concepteur au gestionnaire, en passant par l’ingénieur et le constructeur, sont accessibles

Allplan ingénierie

Ingénierie et ferraillage en 3D

Windows Vista, 7, 8, 8.1. Server 2008, Server2012

5 Go

2 Go de RAM

Mini : Open GL 3.1 ; résolution 1 280 x 720

3 jours (1 semaine de pratique)

Certification IFC 2x3 Coordination View 2.0. Dans AllPlan 2015, l'importation d'IFC est également certifiée

BIM plus : partage de la maquette numérique et des bibliothèques (Cloud). AllPlan Connect : réseau social d’échange. AllPlan exchange : Workflow et suivi des modifications

Annuelle

Licence : 6 295€. Maintenance : 1 200 €/an. Support, BIM plus (Cloud d’échange de maquette numérique) inclus

Tous les outils de la chaine architecturale, du concepteur, à l’ingénieur, au constructeur et au gestionnaire sont accessibles

Nemetschek VectorWorks

VectorWorks

Architecture

Windows XP, Vista, 7, 8, 8.1. Mac OS X 10.7.x ou supérieur

2 Go

4 Go de RAM (8 Go conseillé) ; écran (mini) 1 220 x 1 080

Carte graphique NVIDIA ou ATI 512 Mo de RAM (1 Go conseillé)

2 jours d’initiation, 1 jour de perfectionnement

Certification IFC 2x3 cv2.0 Arch, obtenue en import/export

Pas d’outils de révision. La version 2016 pourrait être compatible avec le format BCF (BIM collaboration format) dans une future version

Annuelle

Licence perpétuelle : 2 600 € (+ 450 € pour le moteur de rendu RenderWorks). Mise à jour : 850 €. Abonnement service select (mise à jour et maintenance) : 520 €/an

Outil multiplateforme (Mac, PC), très axé sur la 3D. Ergonomique et souple, c’est la solution complète la moins chère du marché

Tableau non exhaustif des applications commercialisées en France sur la base des données de Médiaconstruct

N°342

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