La VDC et ses applications dans le secteur du BIM : un bref aperçu des fondamentaux

La sophistication croissante des systèmes numériques a révolutionné la façon dont les professionnels du secteur AEC (architecture, ingénierie et construction) planifient, gèrent et délivrent leurs projets de bâtiments ou d’infrastructures.

Bien que la conception assistée par ordinateur (CAO) soit désormais un outil indispensable du processus de conception, le BIM permet une gestion plus vaste tout au long du cycle de vie du projet, notamment en générant des données complètes et accessibles concernant la structure en cours de construction.

La VDC, ou conception et construction virtuelles, est un processus qui utilise une approche multidisciplinaire intégrée pour créer des modèles de performance pour des projets de conception et de production. Il existe une certaine confusion au sujet des différents usages de la CAO, du BIM et de la VDC, ces concepts se chevauchent. De nombreuses équipes du secteur AEC combineront les outils et processus mis à leur disposition à travers une approche holistique de la conception et de la gestion des bâtiments et des infrastructures.

Qu’est-ce que le BIM ?

Le BIM (Building Information Modelling) est un processus numérique qui implique la création et la gestion des données relatives à l’espace. Malgré son nom, le BIM ne se limite pas aux bâtiments traditionnels tels que les locaux commerciaux, publics et domestiques.

Le BIM peut être utilisé pour la conception, la construction et la gestion d’autres types de structures physiques telles que :

• Les routes
• Les ponts
• Les tunnels

Le BIM peut également être utilisé pour de plus grands conglomérats de bâtiments et d’installations, comme par exemple :

• Les ports
• Les centres de données
• Les parcs de bureaux

Le BIM peut avoir la définition suivante :

« Le BIM (Building Information Modelling) 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. »

Alors que les méthodes traditionnelles se limitaient aux dessins techniques et aux schémas en 2D, la CAO permet un processus entièrement 3D. Et selon certaines définitions, le BIM irait encore plus loin : le temps représenterait la quatrième « dimension », le coût la cinquième. Les fichiers BIM sont généralement des modèles riches en informations transmis par l’équipe de conception aux entrepreneurs et aux ingénieurs de la construction, puis aux propriétaires ou aux responsables de l’installation. Chaque professionnel peut apporter son expertise au modèle partagé, générant ainsi un « objet intelligent » dynamique ou un modèle paramétrique qui évolue à plusieurs niveaux lorsqu’une entrée est mise à jour.

Qu’est ce que la VDC ?

La VDC, ou conception et construction virtuelles, est un autre processus relatif aux projets d’architecture, d’ingénierie et de construction.

Ce processus est encore plus difficile à définir avec précision que le BIM.

« La VDC est l’utilisation de modèles de performance multidisciplinaires intégrés de projets de conception/construction pour appuyer des objectifs commerciaux explicites et publics. »

Ce processus est virtuel dans la mesure où il implique une modélisation informatique, mais il pourrait en être dit autant de la CAO et du BIM. Le BIM peut également fournir un modèle de projet multidisciplinaire pour appuyer des objectifs commerciaux. La confusion qui règne au sujet de ces deux processus est donc certaine. Mais si la VDC était tout simplement une partie du processus BIM ?

En effet, alors que le BIM rassemble des informations variées concernant un bâtiment ou une structure de sa conception à sa démolition, la VDC concerne plutôt les phases de conception et de construction du projet. En revanche, la VDC va beaucoup plus loin que la CAO et peut elle aussi être décrite comme un processus de modélisation « 5D », le temps et les coûts y étant intégrés. Cela permet aux modèles d’agir à la fois en tant que modèles de performance et en tant que modèles de conception étant donné que ceux-ci peuvent non seulement prévoir mais aussi mesurer de nombreux aspects de la performance du projet au fur et à mesure de sa progression.

Applications de la VDC

La VDC est tellement vaste qu’elle couvre l’intégralité du cycle de vie d’une construction. Des liens directs sont établis entre la conception et la construction virtuelles, ce qui permet de garantir que la construction physique d’un projet soit liée et corresponde à son double numérique. La VDC implique en grande partie le passage du numérique au physique puis du physique au numérique.

Certains services de VDC couvrent :

• La modélisation 3D
• La vérification du modèle
• La modélisation par nuages de points

Les membres de l’équipe modélisent, construisent, numérisent puis vérifient de nouveau l’ensemble des informations dans le modèle.

Si vous avez déjà mis un pied dans l’univers du BIM et de la VDC, vous aurez certainement entendu parler du concept de « niveau de développement » (ou LOD). Il s’agit une fois de plus d’un concept ayant plusieurs définitions, mais de manière générale, les niveaux de développement définissent le contenu et la fiabilité des éléments du BIM à différentes étapes du projet.

En 2009, l’institut des architectes des États-Unis (American Institute of Architects, AIA) a introduit une définition du LOD qui a ensuite été élargie par l’association professionnelle des entrepreneurs généraux des États-Unis (American General Contractors, AGC). BIMForum, filiale de buildingSMART, a publié un document comprenant un ensemble de normes relatives aux niveaux de développement (Level of Development Specification) dans le but de définir les niveaux de détail et de développement nécessaires à chaque étape du processus.

Le guide publié conjointement à ce document en 2017 indique par exemple que :

« Les éléments de LOD 100 ne sont pas des présentations géométriques. Il peut s’agir de symboles ou d’autres représentations génériques d’informations souvent dérivées d’autres éléments du modèle. Les informations dérivées d’éléments de LOD 100 doivent être considérées comme approximatives. »

On y apprend également que les éléments de LOD 350 doivent être « améliorés afin de dépasser le LOD 300, notamment par l’ajout d’informations concernant les interfaces avec d’autres systèmes de construction. »

Par exemple, un mur de maçonnerie doit comprendre les informations relatives aux jambages, les chaînages, les alvéoles remplies, les emplacements des chevilles et les joints. En d’autres termes, toutes les informations qui permettront à l’utilisateur du modèle de coordonner le mur avec les autres systèmes de la structure.

Les éléments de LOD 400 sont quant à eux « modélisés avec suffisamment de détails et de précision pour permettre la fabrication du composant représenté ». À ce stade, l’entrepreneur doit donc pouvoir se baser sur le modèle pour construire la structure.

Les modèles de VDC peuvent être utilisés pour faire passer le projet par tous les LOD. Mais la VDC ne concerne pas que les schémas physiques. En effet, la VDC permet également aux professionnels du secteur AEC de modéliser d’autres dimensions, à savoir le temps et l’argent, tout en facilitant la prédiction et la mesure des éléments de performance.

Les propriétaires et les bailleurs de fonds peuvent donc simuler virtuellement des projets en partant de zéro afin d’obtenir une vision réaliste des bâtiments et des structures mais aussi des coûts, du temps et des besoins de main-d’œuvre, ce qui permet une mise au point efficace avant le début du processus de construction.