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BIM & Cycle de vie du bâtiment

Le BIM est présent dans toutes les phases d’un projet de bâtiment, de l’élaboration du programme jusqu’à sa déconstruction.

En somme, le BIM permet de maintenir une continuité à travers toute chaque cycle de vie :

Les maquettes numériques créées lors de ces différentes phases fournissent des informations exhaustives pour obtenir une véritable copie virtuelle de l’établissement.

1. Phase de programmation

Cette étape est le moment pour le maître d’ouvrage de mutualiser les différentes informations utiles à la construction d’un bâtiment :

  • Les exigences quantitatives : les activités, les espaces et ses propriétés (surfaces, hauteurs…), les relations entre les espaces, les conditions physiques (éclairage, chauffage, ventilation, climatisation, acoustique, etc.).
  • Les données concernant le site et son environnement : le plan topographique, les règles d’urbanismes, la localisation géographique, l’ensoleillement, les informations cadastrales, etc.
  • Les éléments qualitatifs : pour que l’auteur du projet puisse se faire une idée des souhaits subjectifs de son client sur l’ambiance intérieure, l’aménagement des espaces, etc.
  • Les autres données plus symboliques : comme l’expression d’une identité de l’ouvrage construit, par exemple.

Pour s’assurer que la future maquette BIM réponde de manière optimale aux exigences quantitatives et qualitatives du maître de l’ouvrage, l’idéal est de transmettre le maximum de données dans un format directement intégrable à la maquette numérique. Cette phase débouche habituellement sur une première esquisse qui peut déjà être volumétrique avec une représentation du site et des volumes capables du projet.

2. Phase de conception et d’études

Cette phase comprend les études d’avant-projet (APS-APD-DPC), de projet (PRO) et le dossier de consultation des entreprises (DCE).

En élaborant une maquette numérique 3D, la maîtrise d’œuvre (architecte et bureau d’études) peut considérer et intégrer les besoins de la maîtrise d’ouvrage. Outre la géométrie du projet, on y consignera l’ensemble des données sur les matériaux, les propriétés physiques et mécaniques, etc.

Une fois enrichie de toutes ces données, cette maquette numérique devient alors une maquette BIM, l’outil de collaboration par excellence pour l’ensemble des partenaires de l’acte de construire. À ce stade, le BIM permet de réaliser des simulations diverses, de contrôler la qualité de la coordination entre les différentes techniques de construction, de réaliser les études budgétaires et de délais.

3. Plan d’exécution et de réalisation

À ce stade du projet, c’est tout le savoir-faire des entreprises impliquées qui est inclus dans la maquette numérique, qui deviendra le plan d’exécution ou de réalisation du chantier. Cette nouvelle maquette BIM permet le calcul précis des quantités, l’élaboration de plans d’exécution de qualité, l’intégration du phasage et du budget en temps réel…

Facilitant au passage la gestion des commandes, des livraisons, des décomptes et des états d’avancement au fur et à mesure de l’avancement des travaux. En intégrant l’ensemble des documents d’exécution (EXE) ainsi que des documents de l’ouvrage exécuté (DOE) en fin de chantier, on obtient une maquette BIM « as-build », disponible pour l’exploitation du bâtiment.

Suivi et Gestion sur chantier en réalité augmentée

Le BIM peut s’accompagner d’outils numériques comme des tablettes ou des lunettes de type « réalité augmentée » pour superposer le chantier physique avec la maquette virtuelle BIM. Le scannage tridimensionnel se combine également parfaitement avec le BIM. Il consiste à scanner la totalité ou une partie d’un ouvrage de construction et de le comparer avec la maquette numérique. Il est alors possible de contrôler les tolérances avant l’application de finitions, par exemple.

4. Phase de gestion, d’exploitation et de maintenance

Le coût d’un bâtiment ne se limite pas à son édification. En réalité, sur une durée de vie variant de 30 à 50 ans, 75% de son coût global découle de son exploitation.

Le BIM pour la Gestion, l’Exploitation et la Maintenance (ou BIM GEM) recouvre toute une série d’opérations parmi lesquelles on peut citer :

  • l’optimisation du fonctionnement technique du bâtiment : optimisation des consommations d’eau, d’électricité, etc.
  • la maintenance du bâtiment : diagnostics techniques, maintenance préventive
  • la gestion des différents sous-espaces du bâtiment : location, état des lieux, etc.
  • la gestion financière : planification des dépenses,
  • la diffusion d’informations au public usager du bâtiment.

En résumé, la maquette BIM permet l’optimisation de la maintenabilité des infrastructures, cruciale à tous niveaux.

Le reflet numérique du bâtiment

Pour que la maquette BIM d’exploitation soit réellement efficace, elle ne peut pas s’appuyer uniquement sur la maquette de conception. Celle-ci doit être enrichie de toutes les données fiables issues des dossiers des ouvrages exécutés (ou as-build) pour devenir le reflet du bâtiment, avec des mises à jour tout au long de son cycle de vie. C’est en maintenant un lien en temps réel entre les mondes physique et numérique, grâce à la synchronisation permanente des données, que la maquette BIM GEM peut évoluer pour se transformer en un véritable « Jumeau numérique » de l’établissement. Ce jumeau numérique peut, par exemple, fournir un suivi en temps réel de l’occupation et de l’utilisation des espaces du bâtiment pour aider à réduire les coûts d’éclairage et de chauffage, de ventilation et de climatisation (HVAC), tout en fournissant des informations pour une meilleure utilisation de l’espace.

5. Phase de rénovation du bâtiment

Tout projet de réhabilitation requiert une évaluation préalable du budget nécessaire et des risques auxquels les intervenants sont susceptibles d’être confrontés durant la réalisation des travaux de rénovation.

Dans le cas d’aménagements intérieurs, la maquette BIM « as-build » permet au maître d’ouvrage, aux architectes et aux bureaux d’études de facilement identifier les réseaux d’électricité, de plomberie ou de fluides.

Les intervenants disposent également d’informations fiables sur les éléments de structure et les procédés constructifs dans le cas de rénovations plus lourdes.

La maquette numérique BIM est idéale pour effectuer autant de simulations que nécessaire en faisant varier de multiples paramètres. Grâce à des résultats précis et fiables, les architectes et bureaux d’études sont en mesure de choisir le scénario optimal, qui maximise les chances de succès. Dans le cas de rénovations de projets existants sans disponibilité de maquettes BIM, l’utilisation du procédé « Scan to BIM » et des nuages de points est une technologie intéressante, car elle évite la prise de mesures manuelles qui est très souvent approximative et inexacte.

6. Démolition d’un bâtiment BIM

Une maquette BIM peut aussi être très utile avant la démolition d’un bâtiment. Celle-ci contient toutes les informations concernant les matériaux, les éléments de construction mis en œuvre ainsi que leur emplacement. Il est alors possible d’organiser et planifier leur démontage, d’évaluer les opportunités de recyclage, les contraintes liées à l’évacuation, tout en permettant leur traçabilité. Les matériaux de l’établissement à déconstruire sont alors réinjectés dans un circuit d’économie circulaire lorsque c’est possible.

Deconstruction & Recovery Information Modeling (DRIM)

Ce concept, déjà développé en Angleterre, s’inscrit dans la volonté d’une démolition durable : déconstruction sélective, réemploi des matériaux, base de données de matériaux, …