La révolution de la CAO dans la construction

Du crayon au papier, et au BIM 3D, 4D ou même 5D - pas de doute, les choses changent à vitesse grand V dans l’industrie du bâtiment. La CAO révolutionne notre façon de travailler - et ce n’est pas près de s’arrêter.

L’informatique a offert aux secteurs de la conception et de la fabrication de nombreux avantages en termes de gestion des processus et d’augmentation de l’efficacité et de la productivité. Avec la conception assistée par ordinateur, finis les processus de conception et de correction manuels, longs et fastidieux. 

Tout savoir sur la CAO

L’arrivée de la conception assistée par ordinateur (CAO) s’est traduite par une augmentation de la productivité partout dans le monde. La CAO est l’utilisation de l’informatique dans la conception d’un produit et englobe toutes les activités d’un processus de conception.  Elle permet de transformer une idée conceptuelle en un produit prêt à fabriquer, avec toutes les spécifications associées. Les ingénieurs utilisent un logiciel de CAO pour augmenter la productivité de la conception, améliorer la qualité de la conception, améliorer la communication via la documentation et créer une base de données pour la production. 

Les différents types de logiciel de CAO 

En matière de CAO, il faut faire la distinction entre trois systèmes :

• Les systèmes 2D utilisés pour faire des dessins techniques ;
• Les systèmes 2½D qui sont une extension de profondeur des machines à commande CNC (fabrication assistée par ordinateur) ;
• Les systèmes 3D utilisés avec différents types de modèles, tels que les câblages, modèles surfaciques, volumétriques ou solides.

L’étape après les systèmes 3D est le BIM (Building Information Modeling) qui a suscité un grand intérêt ces dernières années. Le concept du BIM n’est cependant pas nouveau et remonte à une trentaine d’années ; l’acronyme BIM quant à lui est utilisé depuis une quinzaine d’années.

Un bref historique du BIM

• 1975

Le premier document à décrire un concept désormais connu sous le nom de « BIM » fut un article de Charles M. Eastman consacré à un prototype de travail, Building Description System (système de description de bâtiment), et publié dans l’AIA Journal en 1975. C’était la première fois que des éléments définis de façon interactive étaient utilisés et que des informations concernant par exemple le plan de sol, la façade, la perspective et la section étaient contenues dans la même description d’un élément. Il suffisait d’effectuer une seule fois toutes les modifications, car elles se répercutaient automatiquement dans tous les autres dessins. Le système permettait de générer facilement des données sur les coûts, les quantités et les matériaux. 

• 1986

Le terme « Building Modeling » (modélisation de bâtiment) fut employé pour la première fois dans un article de Robert Aish en 1986. Selon Aish, pour que la CAO soit efficace dans des équipes pluridisciplinaires, les informations devaient être représentées de façon appropriée, par exemple en 3D. Il fit valoir l’idée selon laquelle un système de CAO intégré pouvait être une solution pour faciliter la coordination et la cohérence des informations de conception. 

• 1992

Il n’y avait qu’un petit pas à franchir du Building Modeling au Building Information Model ou BIM (modélisation des données du bâtiment). Ce terme fut employé pour la première fois dans un article de G.A. van Nederveen et F. Tolman intitulé Automation in Construction et paru en 1992. Dans l’approche présentée par cet article, les modèles de différents participants à un projet de construction constituaient un modèle de référence du bâtiment. 

Le BIM aujourd’hui

Aujourd’hui, le BIM est décrit comme une méthode de travail dans laquelle un modèle des données du bâtiment (BIM) en 3D intègre la collaboration de diverses disciplines de l’industrie du bâtiment.

La norme BIM établie par le Comité de normalisation des Etats-Unis définit le BIM comme suit :

« Le BIM (Building Information Modeling) est une représentation numérique des caractéristiques physiques et fonctionnelles d’une installation. Il s’agit d’une ressource partagée qui comprend des informations relatives à une installation et qui constitue ainsi une base fiable pour la prise de décisions tout au long de son cycle de vie, c’est-à-dire de sa conception à sa démolition. » 

Un modèle BIM, tel que nous le connaissons aujourd’hui, est une ressource qui doit être utilisée tout au long du processus de construction : durant les phases de conception, de construction, de gestion et d’exploitation, et jusqu’à la démolition du bâtiment. 

Du BIM 3D au BIM 4D, 5D et 6D

L’adoption du BIM et les normes varient selon les pays, mais le fait que le BIM révolutionne la façon de travailler dans l’industrie du bâtiment est une réalité universelle. Tandis que certaines entreprises font leurs premiers pas dans la conception 3D, d’autres sont déjà en train de passer du BIM 3D au BIM 4D, 5D, voire 6D.

• Le BIM 4D est une représentation visuelle de la planification en matière de construction.
• Le BIM 5D ajoute deux propriétés au BIM 3D : coûts et matériels. Outre les paramètres de conception standard, des détails tels que la géométrie, l’esthétique et les propriétés acoustiques et thermiques sont désormais également intégrées dans un projet. Il est possible d’évaluer l’impact d’une décision sur le coût d’une conception dès le début du projet.
• Le BIM 6D a trait à la gestion du cycle de vie et offre potentiellement une importante valeur ajoutée pour les gros projets. Le BIM 6D est centré principalement sur le long terme ; les données pour la maintenance et la durabilité seront ajoutées au tout début du projet. 

L’avenir de la CAO : Conception générative

L’utilisation de la CAO s’est fortement développée au fil des ans et a connu une transformation radicale appelée à se poursuivre dans l’avenir. Les aspects les plus importants des futurs logiciels et technologies de CAO seront la praticité et la rapidité. Le processus de conception devra être plus rapide, plus efficace et plus simple.

La conception générative permettra d’atteindre ces 3 objectifs. 

Le logiciel de conception générative utilise les objectifs et les paramètres de la conception entrés par l’utilisateur, par exemple les matériaux, la méthode et les coûts de construction ou de fabrication, et s’appuie sur la puissance de calcul du cloud. A partir des objectifs et paramètres, la puissance de calcul du cloud génère plusieurs options de conception. Ces options peuvent être d’une extrême complexité : il faudrait plusieurs jours, voire plusieurs semaines, pour les développer à l’aide des logiciels de CAO 3D actuellement sur le marché. Et grâce à la technologie d’impression 3D, il sera possible de produire réellement ces options de conception complexes.

La conception générative transformera le rôle des concepteurs, des ingénieurs et des modeleurs. Les ingénieurs se concentreront sur la définition des objectifs et critères et la technologie fera le reste.  C’est en effet la technologie qui déterminera au final la meilleure conception.

Pour en savoir plus sur l’avenir de la conception dans la construction, lisez le blog Tout ce que vous devez savoir à propos de la technologie dans les secteurs de la conception et de la construction. Que nous réserve l’avenir selon vous ?