L'utilisation de la méthodologie BIM (Building Information Modelling) est une tendance qui devient une exigence légale obligatoire pour la conception de bâtiments et de travaux publics. Les avantages offerts par ce flux de travail (moins de perte de temps et de ressources dans la phase de conception, une gestion plus efficace des données pendant la construction du bâtiment et tout au long de son cycle de vie et l'obtention d'économies dans la construction de près de 20%) font que les différents spécialistes du secteur choisissent de travailler de manière synchronisée.
Le BIM a influencé le processus de conception traditionnel en facilitant un processus hautement collaboratif qui permet à différentes parties prenantes et membres du projet de travailler simultanément. Dans ce contexte, nous allons analyser et proposer une méthode de travail pour intégrer les structures en béton armé dans le flux de travail BIM. Une spécialité qui, en raison de sa nature même (sections de béton et dimensionnement de l’armature), génère encore des problèmes chez les professionnels qui veulent opérer dans un environnement BIM.
Pour répondre aux besoins des utilisateurs qui conçoivent en BIM, les logiciels de modélisation des structures en béton doivent répondre aux aspects critiques suivants :
- Résoudre tous les cas envisagés par les normes de conception.
- Utiliser des processus d'échange d'informations stables qui ne dépendent pas du logiciel utilisé.
- Réduire la saisie manuelle de données qui ont déjà été introduites dans un autre logiciel.
- Afficher les résultats selon le cadre technologique le plus récent.
Proposition de travail pour atteindre ces objectifs
La proposition de travail de BIMserver.center pour la modélisation des structures en béton dans le BIM est basée, comme pour le reste des applications spécialisées, sur le travail avec des fichiers IFC qui sont générés en fonction d'un modèle géométrique 3D produit par n'importe quel logiciel de modélisation architecturale tel que CYPE Architecture (disponible gratuitement sur BIMserver.center).
Ce modèle géométrique est partagé sur la plateforme BIMserver.center, permettant une communication directe entre tous les utilisateurs et applications impliqués dans le projet. Ce format de fichier permet aux utilisateurs d'utiliser les applications de leur choix, pour autant qu'elles importent et exportent des fichiers IFC.
a) Proposition initiale de la structure, introduite dans le projet pendant la phase de conception architecturale. b) Modèle structural développé à partir du modèle architectural. c) Modèle analytique. d) Modèle de détail d’armatures.
Générer les différents modèles des structures
Pour travailler dans cet environnement BIM, le ou les logiciels utilisés par les professionnels doivent être capables de générer les différents modèles de la structure de manière découplée :
- Modèle architectural (parois intérieures et extérieure, locaux, niveaux, etc.). Sur notre plateforme, nous disposons de CYPE Architecture.
- Modèle structural (poutres, poteaux, dalles, murs, etc.) ; modèle analytique (éléments finis, conditions de contour, réactions, etc.) ; et modèle conforme aux normes (quantités d'armatures, sections résistantes, etc.). Pour la génération de ces modèles, nous disposons des logiciels suivants : CYPECAD, CYPE 3D, CYPE Connect et StruBIM Shear Walls.
- Modèle de détail (position 3D des armatures, pliage des étriers, etc.). Dans BIMserver.center, nous disposons des applications StruBIM Rebar (pour le béton), StruBIM Steel (pour l'acier) et CYPECAD, un logiciel qui génère déjà le modèle détaillé des armatures dans ses dernières mises à jour.
- Modèle de fabrication et implémentation (séquences de machines, réalité augmentée interactive, etc.). CYPECAD et StruBIM Steel permettent de réaliser ces modèles.
Comme nous l'avons vu, nous disposons de plusieurs logiciels sur BIMserver.center qui peuvent réaliser tous ces modèles et les découpler les uns des autres de sorte que, une fois les besoins de chacun d'eux résolus, il est possible de travailler intégralement à travers les fichiers IFC. Par exemple, le logiciel CYPECAD peut effectuer la modélisation structurale et analytique, tandis que la conformité des murs de cisaillement selon la la norme ACI 318 peut être analysée dans StruBIM Shear Walls.
Dans le cas où l’ingénieur de calcul travaille sur une structure mixte béton et acier, la partie béton et les fondations sont résolues dans CYPECAD et les parties acier dans CYPE 3D, CYPE Connect et StruBIM Steel.
Quels objectifs peuvent être atteints avec l'utilisation du BIM dans les structures
Objectif 1 : Résoudre les cas envisagés par les normes de conception.
Pour résoudre cet objectif, nous disposons sur BIMserver.center des logiciels CYPE spécifiques qui vérifient le modèle structural conformément au code de conception sélectionné, grâce aux résultats du modèle analytique. Par exemple, StruBIM Shear Walls est capable d'effectuer la vérification des murs de cisaillement après les avoir importés avec leurs efforts, ces derniers provenant de l'analyse par éléments finis du modèle analytique.
Cependant, ce n'est qu'un exemple des cas réglementaires qui peuvent être résolus avec les logiciels disponibles sur BIMserver.center, car des outils tels que CYPECAD ou CYPE 3D ont la conformité réglementaire structurale (de différents pays) dans leur ADN.
Les données importées et exportées dans ce processus de travail BIM doivent être les données de base et les résultats de la spécialité à résoudre dans chacun des modèles, afin que tous les logiciels puissent échanger des informations entre eux de manière stable.
Objectif 2 : utiliser des processus d'échange d'informations stables qui ne dépendent pas du logiciel utilisé.
Comme nous venons de le dire, l'échange d'informations entre les logiciels doit se faire à l'aide des données nécessaires afin de ne pas avoir à dépendre des couches d'ergonomie de chaque logiciel (sachant qu'un logiciel ayant plus de couches d'ergonomie est plus intuitif). La seule chose qui peut être transmise entre différents logiciels, même de différents fabricants de logiciels, ce sont les données nécessaires. La transmission de ces données (la géométrie, les matériaux et les efforts dans l'exemple précédent) entre les applications permet d'atteindre l'objectif d'un échange d'informations stable.
Ne pas travailler avec ces données nécessaires conduit à des situations où un logiciel utilise certaines données alors qu'une deuxième application utilise des données différentes pour résoudre le même problème. Cela rend la communication entre les deux impossible. Au sein de BIMserver.center, le paquet de logiciels StruBIM offre la possibilité à l'utilisateur d'insérer des données de base, ainsi qu'un niveau supérieur de données à l'aide desdites couches ergonomiques.
Objectif 3 : réduire la saisie manuelle de données qui ont déjà été introduites dans d'autres logiciels.
Cet objectif est atteint en appliquant la philosophie présentée dans la section précédente. Les logiciels peuvent importer toutes les informations dont ils ont besoin (saisies précédemment dans un autre logiciel pour résoudre un modèle antérieur de la structure) sans avoir à renseigner à nouveau les données manuellement.
Il s'agit d'un élément clé pour accroître la productivité des spécialistes, car il est estimé que le processus de saisie manuelle des données représente 80 % du temps investi à résoudre une discipline donnée dans le cadre d'un projet.
Objectif 4 : afficher les résultats selon le dernier cadre technologique.
L'un des principaux objectifs du BIM est de fournir une meilleure visualisation du projet afin de réduire les erreurs et d'améliorer la compréhension des solutions adoptées. La visualisation 3D dans les logiciels a toujours été une fonction importante des logiciels BIM. Il faut toutefois tenir compte des opportunités que créent les nouvelles technologies telles que la réalité augmentée et la réalité virtuelle.
Sur BIMserver.center, il est possible d’utiliser une visualisation 3D des différents modèles et, en même temps, de profiter de tous les avantages de la réalité augmentée car tous les projets développés à l'aide du flux de travail de BIMserver.center peuvent être visualisés immédiatement en AR grâce à l'application de notre plateforme sur les appareils mobiles et sans aucune démarche préalable.
La visualisation des résultats ne doit pas se limiter à la visualisation des éléments structuraux, mais il est conseillé de visualiser également les résultats des calculs, tels que les surfaces d'interaction des poteaux et des poutres. Cela est possible sur BIMserver.center et facilite l'acquisition d'informations à n'importe quel stade du projet, même à celui de la maintenance, lorsque des rénovations doivent être effectuées.
