Maquette numérique BiM. Structuration et modélisation BiM.

Maquette numérique BiM.

Définitions, informations et réflexions sur la structuration et la modélisation d’une maquette numérique BiM.

Introduction

Le grand BOUM du BiM a provoqué une véritable mutation dans la programmation, la conception, l’exécution et l’exploitation d’un ouvrage, il change les méthodes de travail et bouscule véritablement l’organisation des acteurs du BTP. De cette transformation, la bonne structuration d’une maquette numérique BiM (architecturale ou technique) devient capitale pour deux bonnes raisons :

Pouvoir exploiter la maquette numérique pour la publication du dossier graphique et autres livrables 2D du projet( Plans, coupes, façades, élévations intérieures, détails, documents 3D, nomenclatures) ;
Permettre un processus d’échange efficace des maquettes numérique entre les différents producteurs BiM d’un projet.

Cet article vous aidera je l’espère à comprendre pourquoi c’est un sujet important et aussi à bien structurer votre maquette numérique pour les échanger avec les autres équipes BiM d’un projet.

Qu’est-ce qu’une maquette numérique BiM ?

Pour en faire une définition simple, une maquette numérique BiM est la représentation géométrique en 3D d’un bâtiment, comprenant des Propriétés normées et/ou non normées, propres à chacun de ses éléments-objets-espaces et modélisée à l’aide d’un logiciel- progiciel ouvert au BiM.

Structuration d’une maquette numérique BiM :

La bonne structuration d’une maquette numérique doit répondre à des critères de qualité précis pour être intégrée à un processus de travail collaboratif BiM. D’une part dans le soin apporté à sa modélisation et d’autre part dans la qualité et la clarté des informations contenues dans chaque élément de la maquette numérique BiM.

A quoi reconnait on une maquette numérique BiM bien réalisée ?

En substance, la qualité de structuration d’une maquette numérique se reconnaît à ces points suivants :

La position de la maquette numérique et son géoréférencement BiM ;
Des niveaux d’étages ;
Les niveaux de développement des actifs BiM ;
L’arborescence du fichier IFC.

Position : Origine absolue et informations géographique

1. Position

Niveaux d'étages d'une maquette numérique

2. Niveaux d’étages

LOD - NDD : Niveau de détail d'une maquette numérique

3. Niveaux de développement

Arborescence d'une maquette numérique BiM

4. Arborescence IFC

1. Position et géoréférencement BiM :

Aucun logiciel – progiciel BiM n’y échappe, la position d’une maquette numérique est définie par son emplacement par rapport à l’origine absolue. Le travail est simple, il consiste à identifier un point de repère du site, puis à positionner ce point de repère sur l’origine absolue, pour modéliser le projet en fonction de ce point. Pour cela, rien de tel qu’un fond de plan du Géomètre qui reste le meilleur atout pour vous aider à accomplir cette tâche.

Le “Géoréférencement” d’une maquette numérique consiste à renseigner ses informations géographiques. Cela nous plonge dans le domaine de la Géomatique. Ce mot est issu de la contraction des termes “Géographie” et “Informatique“. Il est également bon de savoir que ce domaine englobe également les SIG ( Système d’information Géographique).

> Voir l’article complet sur la position d’une maquette numérique et son géoréférencement BiM

2. Les niveaux d’étages :

Pour obtenir une maquette numérique bien structurée, il est capital de définir des niveaux d’étages correspondant aux étages réels du projet. Aussi, même si cela peut sembler évident, il est bon de rappeler que les composants d’une maquette numérique doivent appartenir à leurs propres étages d’implantation pour plusieurs raisons :

Pouvoir publier la documentation de projet directement depuis la maquette numérique ( Plans – Coupes – Façades – Détails et Documents 3D) ;
Générer des nomenclatures cohérentes ( Tableau des surfaces, Menuiseries extérieures et intérieures, Quantitatif des éléments,…) ;
Obtenir une arborescence claire pour l’exportation de la maquette numérique au format IFC.

Niveaux d'étages d'une maquette numérique BiM

Schémas des niveaux d’étages d’une maquette numérique :

Dans cet exemple le premier schéma montre une structuration correcte des niveaux d’étages du bâtiment. Alors que le deuxième schéma montre une structuration des niveaux d’étages avec des plénums de faux plafond, ce qui est une erreur.

Dans un projet mené en BiM il n’est pas rare que des niveaux d’étages soient mal définit par certains producteurs BiM. Cela perturbe naturellement la bonne lecture de la maquette numérique et rend impossible un processus de travail collaboratif BiM fluide et efficace.

3. Niveaux de développement d’une maquette numérique BiM :

Le niveau de développement (NDD* ou LOD*) d’une maquette numérique désigne la combinaison des niveaux de détails géométriques (3D) et des informations (datas) des actifs BiM de la maquette.

*NDD : Niveau de développement – Français / *LOD : Level of development – Anglais

Dans un processus de projet mené en BiM, les niveaux de développement (LOD) des composants des maquettes numériques sont indiqués dans la documentation BiM de projet (CCBiM – Annexes BiM – Convention BiM – Charte BiM,…). A défaut d’indication des LOD à respecter dans les pièces écrites BiM d’un projet, la définition des LOD est laissée libre au choix de l’entité qui produit la maquette numérique.

Niveau de détail géométrique (3D) :

Le « niveau de détail 3D » désigne l’exigence en matière de modélisation géométrique pour chaque élément du projet.

Niveau d’information (Datas) :

Le « niveau d’information » d’une maquette numérique désigne les propriétés non géométriques – dites « alphanumériques » – à associer à chaque élément 3D du projet.

Définitions des LOD – Niveau de développement

Les LOD sont une notion très importante du BiM car il définissent le niveau d’exigence du contenu d’une maquette numérique.

Norme des « détails géométriques » et des « informations alphanumérique » des éléments d’une maquette numérique BiM :

LOD 100

Représentation des objets BIM par leur encombrement géométrique (boîte englobante) ou par un symbole. Ce niveau de développement de type « plan de masse » peut être utilisé pour des analyses globales en phase esquisse.

LOD 200

Les éléments BIM peuvent être représentés par des éléments génériques 3D. Des propriétés non géométriques peuvent être associées à la représentation 3D. Ce niveau de développement peut être utilisé lors des phases APS.

LOD 300

Les dimensions, quantités, formes, positions et orientations sont spécifiques aux éléments du projet, tels qui peuvent être livrés par un fournisseur. Ce niveau de développement correspond généralement à la phase APD-PRO

LOD 350

Les dimensions, quantités, formes, positions et orientations sont spécifiques aux éléments du projet. Avec un niveau de détail plus poussé que le LOD 300. Ce niveau de développement correspond généralement à la phase EXE.

LOD 400

Les détails constructifs sont représentés avec un niveau de développement utile à la construction de l’ouvrage. Les représentations 3D peuvent être complétées par des livrables 2D nécessaires à la réalisation.

LOD 500

Ce niveau de développement correspond au bâtiment tel que construit. C’est le niveau de développement que l’on doit théoriquement retrouver en phase DOE et qui a pour but de servir à l’exploitation et la maintenance du bâtiment.

Niveaux de développement, tels que définis par The American Institute of Architects dans le « Building Information Modeling Protocol Form ».

4. Arborescence du fichier IFC :

Lors de l’exportation d’une maquette numérique au format IFC, celle-ci comporte plusieurs informations présentées sous la forme d’une arborescence de sa structure physique :

Informations relatives au fichier ;
Informations relatives au site ;
Informations relatives au bâtiment ;
Informations relatives aux étages ;
Informations relatives à chaque éléments – objets de la maquette numérique.

Arborescence IFC d'une maquette numérique BiM

Informations BiM du fichier IFC

Informations BiM du site

Informations BiM du bâtiment

Informations BiM des niveaux d’étages

Informations BiM des éléments – objets

Et chacun de ces items regroupe un certain nombre d’informations normées ou spécifiques rangées dans des répertoires appelés « PSET ».

Modélisation des informations BiM :

La modélisation des informations BiM d’une maquette numérique (lisibles dans les PSET d’un fichier IFC) consiste à renseigner ( manuellement ou automatiquement) des données propres aux items « Fichier-Site-Bâtiment-Etages-Eléments ».

Désignation	Fichier	Site	Bâtiment	Etages	Eléments
PSET et informations BiM	Schéma IFC utilisé ; Identification du fichier ; Type de maquette numérique ( Architecture – Structure – MEP) etc.	Classement IFC ; Adresse du site ; Position ; Informations géographiques ; etc.	Classement IFC ; Emplacement ; Emprise ; Relation ; etc.	Classement IFC ; Désignation de l’étage ; Hauteur de l’étage ; Relation ; etc.	Classement IFC ; Identification ; Etat de rénovation ; Position ; Fonction structurelle ; etc.

Informations d'une maquette numérique BiM

Bon à savoir : Dans le cadre d’un projet mené en BiM, la liste des informations et des entités en charge de les modéliser sont généralement précisées dans la documentation BiM du projet (CCBiM – Annexes BiM – Convention BiM).

Informations d’un élément de la maquette numérique BiM :

Chaque objet d’une maquette numérique BiM contient des informations spécifiques comme sa composition technique et physique, sa fonction, sa constructibilité, son ergonomie, etc…

Focus sur un élément – objet d’une maquette numérique BiM dans un fichier IFC :

Elément - objet d'une maquette numérique BiM

Visualisation de l’arborescence d’une maquette numérique BiM au format IFC :

Dans le visuel ci-dessous j’ai exporté la maquette numérique architecture au format IFC depuis un logiciel de modélisation Open-BiM. Puis procédé à un autocontrôle du fichier IFC exporté sur un logiciel de visualisation de maquette numérique au format IFC.

Exemple en image :

Visualisation d'une maquette numérique BiM au format IFC

Logiciel utilisé pour la production de la maquette numérique et pour l’export au format IFC : Archicad. Logiciel utilisé pour la visualisation de l’IFC : Solibri Anywhere.

Vous constaterez dans l’encadré orange l’arborescence de la maquette numérique et dans l’encadré bleu les PSET et les informations liées à ses composants.

La maquette numérique Architecture au cœur du processus BiM :

Dans un projet mené en BiM la maquette numérique de l’architecte est au cœur du processus de travail collaboratif. En effet, de la même manière qu’un plan 2D architectural sert aux différents intervenants d’un projet pour le comprendre, produire leurs propres plans ou intervenir sur le site, la maquette numérique BiM architecturale occupe une place centrale dans le développement d’un projet BiM.