José Vicente Rajadell est un ingénieur mécanique spécialisé dans le calcul des structures, la conception de machines et l'enseignement des structures. Il a été enseignant à l'Université Jaume I (2003-2017), et il est désormais collaborateur en tant qu’enseignant au Master Structures métalliques et mixtes et au Master Structures CYPE de Zigurat et intervient également dans les cours de spécialisation en calcul des bâtiments. Au cours du mois d'octobre et en collaboration avec l’école Col-legi d'Enginyers Industrials de Catalunya de la province de Lleida, il a donné avec Miquel Ignasi Latorre, également ingénieur industriel, un cours sur CYPE Connect, l'application pour l'analyse d’assemblages complexes dans les structures métalliques avec la méthode des éléments finis développée par CYPE. Nous avons parlé à Rajadell de la profession d’ingénieur de calcul de structures, des défis du secteur de la construction et des formations existantes dans la spécialité du calcul des structures.
Comment la profession d’ingénieur de calcul de structures a-t-elle évolué ces dernières années ?
Les logiciels sont désormais beaucoup plus utilisés pour le calcul au détriment de la méthode traditionnelle. Cela peut être un problème car les professionnels perdent souvent ou ne parviennent pas à acquérir les notions de fonctionnement d'une structure. Les techniciens entrent les données dans l'ordinateur et considèrent comme acquis ce que le logiciel produit sans faire une étude manuelle de ce à quoi la structure devrait ressembler afin de prévoir comment elle va se comporter. Cela donne lieu à des projets dans lesquels vous vous retrouvez avec des structures mal envisagées conceptuellement. Que les résultats soient corrects est une autre question.
La technologie a rendu le travail beaucoup plus facile, mais les connaissances du technicien restent une priorité...
« La construction industrialisée nécessite une connaissance très importante des détails constructifs et de la manière de résoudre des nœuds »
C'est vrai. La technologie est une grande aide pour ceux qui savent et un danger pour ceux qui ne savent pas. C'est pourquoi il doit y avoir des connaissances derrière le professionnel. L'aspect négatif de la technologie est qu'elle a élargi le spectre des techniciens qui se sentent capables de calculer des structures parce que le logiciel le rend très facile. Certains n'ont pas la capacité d'interpréter si les résultats du logiciel sont corrects ou incorrects. Avant, la personne qui calculait les structures avait des connaissances approfondies. Maintenant, tout le monde ose faire un bâtiment. De mon point de vue, il faut connaître les bases pour pouvoir interpréter les résultats et savoir comment fonctionne le logiciel, ce qui vous aidera à savoir jusqu'où l'application est capable d'aller, car le logiciel n'a pas de solutions pour tous les cas.
De votre point de vue, un ingénieur de calcul de structures est-il la même chose qu'un concepteur - dessinateur-projeteur structural ?
Pour moi, ce n'est pas la même chose. Un dessinateur-projeteur ou un concepteur est comme un géomètre avancé qui modélise la structure et doit avoir des concepts sur la façon de le faire, mais pas une connaissance approfondie du fonctionnement de la structure. D'autre part, l'ingénieur de calcul est celui qui vérifie qu'il est résistant. Si vous pouvez réunir les deux en une seule personne, c'est parfait, mais il arrive un moment où cette combinaison de fonctions n'est pas rentable pour certains projets.
Comment l'esthétique et la fonctionnalité s'articulent-elles dans le calcul de structures ?
C'est une lutte constante. Dans les structures comme dans les assemblages, par exemple, il arrive que la conception donne la priorité à l'esthétique. Il faut essayer de faire correspondre l'esthétique à la fonction.
Quelles conclusions avez-vous tirées de cette lutte ?
Qu'il est possible de réaliser les deux. De plus, nous devons considérer que la fonctionnalité est également esthétique et belle. L'objectif est de trouver la solution la plus sûre, conforme à la réglementation, à moindre coût et la plus esthétique possible. Un équilibre de tout.
Tout au long de votre carrière professionnelle, vous avez travaillé et collaboré avec différents profils professionnels. Lorsque vous effectuez le calcul structural d'un bâtiment dont vous avez déjà reçu le projet architectural, quelles situations avez-vous rencontrées ?
Cela dépend du profil du technicien qui a réalisé le projet architectural. La différence entre la conception d'un architecte disposant de bases structurelles et celle d'un autre professionnel n'en disposant pas est très importante. Lorsqu'il est réalisé par un technicien ayant des connaissances en structure, le calcul de la structure est très simple et cohérent. L'auteur du projet avait déjà positionné les poteaux, en pensant non seulement à la distribution intérieure et à la disposition des étages, mais aussi en plaçant les poteaux dans la bonne position et en essayant de faire tenir la structure ensemble. Dans les autres cas, j'ai été confronté à des projets où les poteaux n'étaient pas bien positionnés et n'avaient pas de sens.
Et comment agissez-vous dans de telles situations ?
Nous, professionnels, « rattrapons » la situation du mieux que nous pouvons ou faisons modifier le travail dans les cas les plus conflictuels. Toutefois, il faut également tenir compte du fait qu'il existe des situations dans lesquelles les terrains, en raison de leur espace, sont celles qui conditionnent la conception. Et c'est à ce moment-là que l’ingénieur de calcul, en fonction de ses connaissances, peut introduire la structure et interpréter les résultats du logiciel de la bonne manière, en sachant s'il fait bien les choses ou s'il doit trouver une conception structurale plus sûre.
En ce qui concerne l'utilisation de matériaux durables, arrive-t-elle dans les structures ?
« La technologie est une grande aide pour ceux qui savent et un danger pour ceux qui ne savent pas »
L'acier est déjà entièrement recyclé. Si vous regardez son cycle de vie, il est déjà en grande partie recyclé. Le béton commence à être recyclé. Cependant, ce n'est pas moi (l'ingénieur de calcul de structures) qui choisit normalement le matériau. Ils viennent nous voir avec une structure et nous disent comment ils la veulent. Et dans les environnements industriels, on utilise des structures en béton, métalliques ou mixtes.
En ce qui concerne l'utilisation d'autres matériaux comme le bois, je pense que l'utilisation dépendra de chaque cas. Il faut savoir que l'Espagne possède surtout de carrières, donc je pense que le bois sera utilisé dans des projets spécifiques, car le pays ne dispose pas de forêts pour fournir ce matériau à un coût rationnel. Et le faire venir de l'extérieur peut être plus coûteux que d'utiliser du béton provenant des carrières dont nous disposons. Je pense donc que le bois peut être utilisé dans des projets spécifiques, dans des maisons individuelles, mais pas comme une solution généralisée. Nous ne pouvons pas utiliser le bois comme les Suédois, tout comme ils ne pourront pas utiliser le béton comme en Espagne, car ils n'ont pas de carrières.
Et pensez-vous que l'utilisation de l'acier pour les structures va se généraliser en Espagne ?
En Espagne, on construit des bâtiments en béton armé parce qu'ils sont moins chers que l'acier ou le bois. Pour les hangars industriels, on utilise à la fois des structures métalliques et en béton, et il y a aussi beaucoup de béton préfabriqué. Lorsque le prix du béton préfabriqué est devenu compétitif par rapport à l'acier, il a commencé à s'imposer dans le secteur industriel.
Mais il existe également un autre facteur lorsqu'il s'agit d'utiliser un matériau ou un autre dans le cas des hangars industriels. L'objectif de ces constructions est de développer une activité et plus vite elle sera opérationnelle, plus vite elle commencera à produire et à gagner de l'argent. Dans l'industrie, le matériau et le type de structure sont souvent conditionnés par le délai d'exécution. Dans le cas d'un usage résidentiel, il n'y a pas vraiment de problème si elle est livrée quatre mois plus tard, puisque pendant la construction, les promoteurs consacrent leur temps à vendre les maisons.
Ces dernières années, on a beaucoup parlé de la construction industrialisée. Vous avez participé à plusieurs projets basés sur ce type de construction, quel est votre bilan ?
J'ai réalisé des lotissements à ossature légère en acier, avec des profilés creux et également des bâtiments de type conteneur. La crainte que j'ai à propos de la construction industrialisée est qu'il y ait beaucoup d'aventuriers et de personnes sans connaissances sur le sujet. Par conséquent, je conseille aux maîtres d’ouvrage et aux professionnels d'être très prudents et de savoir avec qui ils passent un contrat. La construction industrialisée n'est pas la même chose que la pose de plaques de plâtre. Elle exige une connaissance très importante des détails constructifs, de la résolution des nœuds et de la connaissance du nombre de vis à mettre en place. C'est très important. Il ne suffit pas de résoudre les cas avec « quelques vis ».
Et présente-t-elle des avantages par rapport au système traditionnel de construction ?
C'est un système qui peut être plus rapide, mais je ne sais pas s'il deviendra la solution définitive. Il y a la construction préfabriquée en béton, en ossature légère en acier, en bois... Au sein de la construction industrialisée, il y a différents matériaux et typologies, donc je vois cette façon de travailler comme une solution pour certains cas. Comme solution générale pour tout, je ne pense pas qu'elle sera imposée car elle a ses limites.
L'importance de la formation dans le calcul structural
En plus de votre travail d’ingénieur de calcul, vous êtes également enseignant et formateur. Selon vous, quels sont les points forts et les lacunes de l'université en matière de formation à la conception et au calcul de structures ?
« Les concepts physiques de la mécanique classique doivent être gravés dans l'esprit des étudiants et les professionnels qui veulent calculer des structures »
En Espagne, les connaissances ont été largement dispersées. J'ai l'impression qu'ils ont essayé de couvrir trop de choses et qu'il y a trop de matières. En ce qui concerne la spécialité des structures, je mettrais davantage l'accent sur la physique en première année. Je pense que les concepts physiques de la mécanique classique doivent être gravés dans l'esprit des étudiants. J'ai rencontré des étudiants de 4e année ou de Master qui n'avaient pas de bonnes bases en physique, ce qui les empêchait de comprendre ce que nous faisions en classe.
De plus, je pense également qu'il est important que la physique soit enseignée par des personnes ayant un diplôme similaire à celui qu’étudient les élèves. Un ingénieur mécanique m'a enseigné la physique et il savait ce dont j'allais avoir besoin plus tard dans mon travail. Le professeur nous préparait déjà à notre futur travail, alors que si la matière est enseignée par un physicien, il y a de fortes chances qu'il ne sache pas comment calculer des structures et qu'il se concentre sur des points qui ne sont pas si pertinents pour le calcul structural.
Les professionnels espagnols, par rapport à d'autres pays, couvrent-ils plus de spécialités que ce qui est recommandé ?
Il faut savoir qu'en Espagne, traditionnellement, le type de technicien dont nous avions besoin n'était pas aussi spécialisé qu'en Allemagne, en France ou en Angleterre. Ici, si une industrie avait un ingénieur, il devait être capable de tout faire : calculer une installation électrique ou une poutre. Plus grave encore est ce qui se passe avec les agronomes, qui doivent savoir quand irriguer les légumes et comment construire le hangar de la coopérative. Il y a des agronomes qui sont qualifiés pour faire les deux. Comment former une telle personne ? La connaissance a déjà atteint un point où un professionnel ne peut pas être un homme de la Renaissance et tout savoir : il est nécessaire de se spécialiser.
Et les universités offrent-elles cette spécialisation de manière adéquate ?
Je pense que les programmes de formation actuels commencent la spécialisation tardivement. J'ai commencé la spécialisation de la 4e à la 6e année, ayant trois cours de spécialisation en six ans d’études. Aujourd'hui, une licence compte quatre ans, plus le master, qui peut être d'un ou deux ans, ce qui me semble trop court.
Cours de CYPE Connect sur les assemblages boulonnés
En ce qui concerne la formation, vous avez proposé en octobre un cours sur les assemblages boulonnés par éléments finis avec CYPE Connect. Quel était l'objectif de ce cours ?
Nous voulons que les étudiants qui terminent le cours maîtrisent et sachent utiliser l'outil. Le cours s'adresse aux personnes qui calculent déjà des structures ou qui ont reçu une formation des structures sur la résistance des matériaux, la théorie des structures et les structures métalliques. Ils ont des connaissances préalables. Dans les cours, nous allons enseigner l'utilisation du logiciel et aussi notre expérience dans le calcul des assemblages pour qu'ils sachent pourquoi on le fait d'une certaine façon et pas d'une autre, en voyant les résultats de cette façon ou d'une autre. L'objectif est qu'ils comprennent comment les assemblages ou la modification de l'un d'entre eux influencent le comportement de la structure.
Quels sont les avantages d'utiliser CYPE Connect par rapport aux autres solutions du marché ?
Un avantage par rapport à tout autre outil sur le marché est la connexion avec des logiciels de calcul et d’efforts tels que CYPE 3D. Grâce à cette connexion, le technicien qui effectue une modification voit comment la communication entre les deux logiciels est mise à jour automatiquement. On peut modifier les charges et importer automatiquement les nouveaux recalculer et les recalculer. Avec d'autres logiciels, ce n'est pas possible. Vous devez utiliser des logiciels de différents fabricants et les entreprises impliquées dans le projet communiquent avec un fichier de chaque assemblage, ce qui signifie qu'au final vous travaillez avec 50 fichiers différents. Et si vous modifiez l'un d'entre eux, plus aucun n'est utile. Ce qui est trivial dans CYPE, nécessite dans d'autres cas beaucoup de travail avec des feuilles de calcul.
Un autre avantage de CYPE est le module de plans. Le professionnel peut générer un modèle actualisé avec des plans de cet assemblage, qui peut être inclus dans le projet et fournir plus de détails. Et il présente un autre avantage : vous pouvez importer l’assemblage en format 3D et tout utilisateur peut voir l’assemblage, ce qui évite les malentendus sur le chantier.
« Les problèmes qui surviennent dans la phase de projet parce que nous ne prêtons pas attention aux détails doivent être résolus plus tard sur le chantier, ce qui peut causer de graves problèmes »
Selon votre expérience professionnelle, quels sont les problèmes les plus fréquents lors de la conception et du calcul des assemblages de structures ?
Un problème courant est que le technicien travaille dans l'urgence et ne prête pas attention aux détails. Nous devons garder à l'esprit que le détail auquel nous ne prêtons pas attention pendant la phase de conception devra être résolu plus tard sur le chantier. C'est très problématique. Si le technicien est là-bas et que les moyens sont là, il est possible de donner les bonnes instructions et de résoudre le problème. Mais notre travail ne consiste pas à être sur place toute la journée. Nous y allons souvent, mais nous n'y sommes pas. La solution doit en outre être rapide, car vous ne pouvez pas arrêter le chantier. Pendant la phase d'exécution, tout peut arriver si le travail n'est pas bien conçu, entraînant des mesures contre-productives qui pourraient anéantir tous les calculs précédents. C'est pourquoi il est important de prêter attention aux détails au stade de la conception afin de minimiser autant que possible les problèmes pendant la construction.
C'est précisément ce que la construction industrialisée tente d'éviter. Comme je l'ai déjà mentionné, c'est là qu'elle possède un avantage concurrentiel, car si tout est bien fait dans la phase précédente, il n'y a que peu ou pas d'actions à entreprendre sur place, ce qui laisse moins de place aux erreurs.
CYPE permet également d'exporter le fichier au format DSTV et STEP afin que les ateliers puissent facilement fabriquer les assemblages. Que pensez-vous de cette option ?
C'est une bonne ressource, mais les ateliers doivent encore passer à la vitesse supérieure d'un point de vue technologique. L’industrie des ateliers doit devenir plus compétente dans l'utilisation des logiciels, car la plupart d'entre eux ne disposent pas de la technologie nécessaire pour lire ces informations numérisées, puisqu’ils travaillent encore avec des logiciels simples et ne tirent pas parti de ces innovations.
D'après votre expérience, la conception et le calcul structural, les assemblages des structures (qu'elles soient métalliques ou mixtes) sont-ils plus compliqués aujourd'hui qu'il y a quelques décennies ? Pourquoi ?
Le travail est plus compliqué parce que nous en savons plus et parce que nous voulons avoir plus de choses sous contrôle. Notre travail est plus compliqué aujourd'hui qu'il y a 20 ans, tout comme il était plus difficile il y a 20 ans qu'il y a 70 ans. Chaque fois que nous savons qu'il y a des choses qui influencent le projet, nous voulons calculer et obtenir plus d'informations sur l'assemblage (résistance, rigidité, etc.) et des choses que nous ne considérions pas avant, nous voulons maintenant les avoir sous contrôle. En raison de l'énorme quantité d'informations avec lesquelles nous travaillons, l'ingénieur ne peut plus tout faire. On ne peut pas tout savoir.
L'impact de la BIM dans la construction
Vous êtes un professionnel indépendant, vous avez donc l'habitude de faire partie d'équipes pluridisciplinaires et internationales. Comment la méthodologie de travail BIM vous a-t-elle affecté ?
Dans différents projets, nous commençons à recevoir des fichiers au format IFC. Il s'agit de projets de construction très importants et de projets inhabituels. Jusqu'à présent, nous n'avions pas reçu d'informations dans ces formats, probablement parce que nous ne sommes pas considérés comme un fournisseur intégré dans ce flux de travail. Quant à mon travail sur des projets de hangars industriels ou de bâtiments, je n'ai pas encore reçu de projets à intégrer dans ce flux de travail.
Y a-t-il un problème avec le flux de travail BIM ?
Avec l'IFC, d'après ce que j'ai pu percevoir, nous avons un problème. Nous utilisons un logiciel industriel sur les chantiers et un logiciel de construction. Et il y a des problèmes de compatibilité entre eux, parce que l'industrie est en avance. Un autre handicap est que beaucoup des IFC actuels sont générés par Revit et ne sont pas de bonne qualité, ce qui rend difficile la lecture de leurs informations par d'autres logiciels.
D'autres problèmes ?
Oui, le problème des licences temporaires ou de location est urgent. En tant que professionnel, je ne veux pas travailler avec des logiciels propriétaires. Je ne veux pas que le format d'une marque devienne la norme et que je doive « passer par là » lors de l'achat d'une licence de location qui minimise mes options professionnelles. Ces offres de location signifient que le technicien, s'il n'a pas de projets qui lui procurent des revenus, ne peut pas louer la licence et n'a donc pas la possibilité de démarrer le logiciel et d'ouvrir ses projets passés pour les réviser ou autre.
Cette option de location peut être intéressante pour les grandes entreprises, mais elle ne l'est pas pour une PME ou un travailleur indépendant. Je veux acheter ma licence « perpétuelle » qui, avec une certaine version, me permettra toujours d'utiliser dans le futur et d'ouvrir l’ouvrage que j'ai calculé il y a quelque temps avec la version respective.
