Construit numériquement, opération réelle : Roche fixe de nouvelles normes

Visualisation (Photo : F. Hoffmann-La Roche AG, Bâle)

Patrick Pick

Conçu de manière élégante, visible de loin : Avec ses 205 mètres, la tour Roche Bâtiment 2 s’élève au-dessus de Bâle dans le ciel. En 2020, elle a remplacé la Bâtiment 1 avec 178 mètres en tant que bâtiment le plus haut de Suisse. La deuxième tour Roche établit de nouvelles références dans la planification collaborative : Avant même que le Bâtiment 2 ne monte étage après étage, il était déjà possible d’explorer le bâtiment du sous-sol au toit dans le jumeau numérique.

Ce qui se cache derrière ce frère numérique n’est en rien trivial. Idées, esquisses, simulations, plannings, cahiers des charges, budgets, permis de construire – pour tout coordonner, la collaboration de tous les acteurs doit fonctionner de manière extrêmement efficace. Pour un déroulement fluide du projet, le maître d’ouvrage, l’architecte, les planificateurs et les entreprises exécutantes s’appuient sur la modélisation des informations du bâtiment, abrégée BIM.

Représentation numérique d’un ouvrage avec une grande profondeur d’information

Le terme Building Information Modeling correspond le plus à la traduction de modélisation des données du bâtiment. Cela ne concerne pas seulement l’utilisation du logiciel approprié. Il s’agit plutôt de méthodes de planification et de processus visant à créer, coordonner et transmettre des modèles numériques de données du bâtiment accessibles à tous les acteurs du chantier. Ainsi, le BIM est avant tout une méthode d’information, de coordination et de gestion, permettant de rassembler des informations sur le bâtiment pertinentes pour la planification, l’exécution et l’utilisation dans des modèles spécialisés par corps d’état et des bases de données. Cela inclut par exemple les différents domaines de planification tels que l’architecture, la structure, la façade ou la technique du bâtiment (TGA). Avec le BIM, les responsables ne dessinent pas, mais construisent, à l’image de la production automobile, un modèle numérique du bâtiment futur à partir d’éléments individuels.

Le BIM suit en simplifié mais de manière extrêmement éprouvée la devise : « Planifier d’abord, construire ensuite ». Une différence fondamentale avec les modèles de planification CAD traditionnels : avec le BIM, il ne s’agit pas seulement de créer une simple représentation numérique d’un ouvrage, mais une avec une grande profondeur d’information. Outre la description virtuelle de la géométrie d’une construction, les données des éléments individuels du bâtiment – tels que le matériau, le poids, la surface, le volume, le nom, ainsi que la fonction et la localisation dans la géométrie du bâtiment – sont enregistrées. Cela inclut aussi, par exemple, des informations sur la durée de vie du matériau, la transmission du son, la protection contre le feu ou les coûts. Idéalement, le BIM couvre de manière holistique tout le cycle de vie d’un ouvrage – de la planification à la construction, l’exploitation, jusqu’à la mise hors service ou la réutilisation.

Avec le BIM, la qualité de la planification et de l’exécution s’améliore

Le BIM permet de détecter et d’éliminer précocement les erreurs de planification, évitant ainsi qu’elles ne se répercutent lors de la construction. Cela rend possible la prévention de décisions erronées ou de désaccords dans la planification dès le départ. Étant donné que Roche adopte une approche de collaboration BIM cohérente, l’ensemble du processus de planification devient nettement plus efficace. Par exemple, la gestion des tâches et la documentation des collisions sont effectuées dès les réunions de coordination numérique (RCN). Et en utilisant tous des outils de communication basés sur le cloud, une transparence maximale et une traçabilité facile des points de coordination sont assurées à tout moment. Grâce à l’utilisation du BIM, Roche peut ainsi réduire les risques liés aux délais, aux coûts et à la qualité. De plus, des avantages tels que la cohérence, la clarté et la possibilité de réutiliser plusieurs fois les données du modèle BIM sont évidents.

Les maîtres d’ouvrage profitent également de processus de travail efficaces, ce qui augmente la qualité de la planification et de l’exécution. Les coûts des projets de construction peuvent être prévus avec plus de précision grâce à l’application du BIM, et les délais de construction peuvent être planifiés de manière plus fiable. Par exemple, des variantes de conception liées aux coûts et aux délais peuvent être testées dès une phase très précoce. Enfin, les collisions géométriques entre les modèles des différents planificateurs peuvent être détectées tôt et corrigées à moindre coût. Des simulations de construction et de montage permettent de se prémunir contre des surprises désagréables sur le chantier.

Compétence BIM essentielle pour la réussite du projet

Un maître d’ouvrage ne peut réaliser ces avantages et d’autres que si le BIM est mis en place correctement et géré de manière professionnelle. Cela ne peut réussir qu’avec des experts BIM compétents du côté du maître d’ouvrage, de la gestion de projet et des planificateurs. Car ce qui constitue un défi plus grand que l’équipement technique et les processus sous-jacents lors de l’utilisation de la méthode BIM, c’est la compétence des acteurs du projet. Ils doivent non seulement maîtriser le logiciel nécessaire, mais aussi s’accorder sur les standards de communication, de coordination et d’information BIM, et les appliquer de manière cohérente dans le projet. Il faut construire des compétences BIM, définir des responsabilités et redistribuer les rôles. Les intervenants – qu’il s’agisse du maître d’ouvrage, de l’architecte ou des planificateurs – doivent investir du temps et des ressources financières pour former le personnel, proposer des ateliers et pratiquer le savoir BIM à travers des projets pilotes.

Profiter dès le début du projet de la méthode BIM

Un maître d’ouvrage qui opte pour le BIM pour la première fois ou à travers un premier projet pilote doit d’abord répondre à toute une série de questions. Quel est l’objectif de l’introduction du BIM et d’un processus numérique intégré ? Quelles sont précisément les processus internes pour la prise de décision ? Qui assume quels rôles, responsabilités et prestations dans la méthode BIM ? Quelles sont les normes BIM et IT ? Quel est le besoin d’information pour la gestion technique et organisationnelle du bâtiment ? Quelle est la stratégie de mise en appel d’offres et d’attribution ?

Chez Roche, les aspects suivants ont été considérés comme des lignes directrices pour la planification numérique, résumés dans le plan d’exécution BIM (BEP) :

– Mise en place de l’environnement du projet (Owner BIM) et définition des échanges de données et des processus d’échange (définition des points de livraison et coordination du flux de planification numérique) ;
– Mise en place des processus BIM en accord avec les planificateurs spécialisés et le maître d’ouvrage, y compris les processus de contrôle qualité, ainsi que la création et la mise à jour du plan d’exécution BIM (BEP) pour les différentes phases du projet ;
– Définition et établissement des processus de collaboration numérique, y compris les rapports numériques concernant la performance des intervenants, les contrôles de progrès ;
– Mise en place du manuel de livraison d’informations (IDM) pour les phases de planification, concernant les exigences en attributs pour les différents métiers et éléments, définition des délais de livraison, définition de la paternité et création d’une base de données centrale pour le modèle ;
– Calcul des quantités basé sur le modèle pour la création des cahiers des charges ;
– Processus de contrôle qualité, notamment en ce qui concerne la qualité géométrique et alphanumérique du modèle (LOG et LOI), basé sur les règles de modélisation établies par l’équipe projet.

Une fois ces sujets clarifiés, les maîtres d’ouvrage peuvent dès les premières phases du projet profiter pleinement des avantages des méthodes de travail BIM. Cela commence par la phase de collecte des données et la phase de pré-conception, où il est possible de créer des modèles de masse en 3D avec le BIM. Grâce au BIM, les acteurs du projet ont dès le départ accès, par exemple, aux valeurs du bâtiment selon la norme DIN 277, telles que le volume brut ou la surface brute.

Bien que la mise en place et l’entretien du modèle BIM soient plus complexes dans les premières phases du projet que la planification 2D traditionnelle, cela en vaut la peine, car dans les phases suivantes de la planification d’autorisation et d’exécution, beaucoup de choses peuvent être dérivées semi-automatiquement du modèle.

Par la suite, les intervenants peuvent, par exemple, présenter au maître d’ouvrage plusieurs variantes de conception, visualisées simplement, accompagnées d’analyses de quantités et de coûts, pour faciliter la prise de décision. Le maître d’ouvrage peut ainsi comparer facilement les différences de coûts entre des variantes modifiées en termes de forme du bâtiment, de matériaux ou d’équipements. Par exemple, lors de la phase de conception précoce, il peut optimiser la forme du bâtiment en fonction de la fonction future du bâtiment.

Objectifs déterminent la stratégie BIM à adopter

La stratégie BIM à suivre dépend principalement des objectifs du maître d’ouvrage. Par exemple, pour un bâtiment à haute performance énergétique, il bénéficie de simulations énergétiques assistées par modèle. S’il devient également gestionnaire après la livraison, il doit intégrer dès le début la gestion des installations assistée par ordinateur, ou CAFM. Pour la construction de bâtiments destinés à de grands groupes, comme des salles de spectacle, la simulation des mouvements de personnes et des variantes de climatisation sont également pertinentes.

Il est donc essentiel pour le maître d’ouvrage de définir à l’avance le degré de complexité de la méthode BIM qu’il souhaite appliquer. S’il souhaite profiter d’avantages tels que la transmission automatique des données, la réduction du temps et des coûts de planification ou la détection et la correction des collisions, il doit pouvoir s’appuyer sur une standardisation interdisciplinaire de la modélisation BIM.

Mémoire numérique pour le bâtiment

De plus, les vues du modèle créées avec le BIM peuvent être utilisées pour présenter l’état d’avancement de la planification aux utilisateurs et au public. Cela améliore considérablement la qualité des échanges. Depuis les collaborateurs des différentes divisions, jusqu’aux parties prenantes politiques, en passant par la presse et le public, de nombreux groupes d’intérêt sont impliqués dans le projet Roche. Leur intégration cohérente est un aspect crucial dans un tel grand projet – non seulement pour assurer la fonctionnalité optimale du bâtiment, mais aussi pour favoriser une identification précoce au projet et donc son acceptation. Les visualisations du bâtiment, de son environnement, des accès, basées sur les données réelles de planification, ainsi que les simulations de flux de travail, de situations de circulation, etc., sont extrêmement utiles. Les vues en trois dimensions générées à partir du modèle BIM sont intuitives et permettent aux utilisateurs d’avoir une impression réaliste et tangible des zones fonctionnelles et de l’ensemble du bâtiment. Chez Roche, une visite virtuelle à l’aide de lunettes VR est même possible. On peut se déplacer librement dans l’espace virtuel, simuler des processus et ainsi prendre des décisions éclairées concernant l’équipement, les opérations ou la répartition des espaces.

Après la fin du projet, le modèle global représenté dans le cloud sert de base à la gestion du cycle de vie et de l’exploitation du bâtiment – facilitant ainsi son fonctionnement économique. Le gestionnaire de facilities peut utiliser la systématique du modèle comme une sorte de « système d’organisation » pour la gestion du bâtiment. En même temps, toutes les données opérationnelles futures – maintenance, modifications ou rénovations – peuvent être enregistrées sur cette base, et les données nécessaires à la gestion des installations peuvent être continuellement mises à jour, permettant un fonctionnement économique. Des modèles « as designed » et « as-built » de la phase de planification et de construction deviennent ainsi un modèle « as-performed » – un jumeau numérique du bâtiment permettant une gestion immobilière particulièrement économe en ressources et efficace – pour toute la durée de vie du bâtiment.