Réalité mixte, objets connectés ; la transition numérique ambitionne d’améliorer la productivité de tous les acteurs de la construction.

Depuis plusieurs années, le secteur de la construction adopte massivement d’autres moyens pour améliorer l’ensemble de ses activités. Le résultat : le bâtiment numérique. Cette mutation, dont l’expression la plus courante est le BIM, le Building Information Modeling – à traduire par maquette numérique ou management des informations du bâtiment, est la prolongation de la transformation digitale commencée au début des années 90. À cette date, architectes, bureaux d’études et entreprises de construction avaient mesuré tout l’intérêt d’exploiter les logiciels de conception pour mener efficacement leurs projets. Symbolisée par le passage de la table à dessin à l’écran d’ordinateur, cette évolution n’était que la première brique de la transformation d’une activité encore peu touchée par le changement de son mode de fonctionnement.

Réalité mixte et objets connectés : la transformation digitale, qui nous a conduit au bâtiment numérique, a commencé au début des années 90.

Pour comprendre les raisons d’un tel engouement pour le numérique, il faut souligner que la quasi-totalité d'autres secteurs d’activités – tertiaire, industrie et agriculture – ont vu leurs outils de fonctionnement se moderniser radicalement au cours des dernières décennies. Le principal effet a été l’amélioration des performances des entreprises, tant en volume d’activités qu’en qualité de production ou d’usage des produits et services. Leur transition numérique s’est essentiellement appuyée, d’une part, sur l’utilisation des outils digitaux pour l’ensemble des tâches de l’entreprise pour les améliorer et, d’autre part, sur l’exploitation des moyens de communication et de collaboration numérique pour assurer la cohérence de la transmission des informations entre les intervenants.

Maîtriser la qualité du bâtiment numérique

Il est courant d’entendre que le secteur de la construction doit rompre avec des méthodes de travail revendiquées comme efficaces, mais qui, en réalité, sont portées par des habitudes qui génèrent encore trop de malfaçons ou de dépassements de budget et/ou délais. Cette affirmation est soutenue par le fait que cette filière concentre maintenant des objectifs élevés de qualité et de volume de production, ainsi que de réponse aux normes très contraignantes en matière de structures, d’équipements techniques et de performance environnementale. Celle-ci ne peut pas supporter les aléas classiques si l’on veut tenir des objectifs productivité et de rentabilité des projets.

La transformation numérique du secteur de la construction et la création du bâtiment numérique relève donc bel et bien d’une révolution de l’organisation globale des activités de chantier, et pas seulement d’un changement de technologies.

Ce mouvement concerne toutes les parties prenantes des projets de construction : les donneurs d’ordres, les concepteurs – architectes et bureaux d’études -, les entreprises et leurs compagnons sur chantier. Ça implique aussi les fournisseurs de produits qui préparent leurs références et leurs fiches de données aux nouveaux modes de gestion des chantiers. Il intéresse aussi les exploitants des bâtiments qui se reposent sur la masse d’informations rassemblées dans les dossiers de plans des chantiers pour assurer l’exploitation, l’entretien et la maintenance. Il va de soi que les usagers bénéficieront aussi de ces avancées et y participeront à leur tour.

Exemple du bâtiment numérique : on peut évoquer les entreprises tertiaires qui utilisent les équipements techniques – sondes, capteurs – pour maîtriser tout de même les consommations du bâtiment et l’occupation optimale des locaux. Autre cas : dans le cadre des quartiers ou villes intelligentes, les résidents pourront décider d’affecter les énergies renouvelables produites – chaleur, électricité - aux différents usages quotidiens – chauffage, mobilité.

Une vision globale des projets : l'essor du bâtiment numérique

Lors des quinze dernières années, une multitude d’innovations se sont développées pour répondre à cet objectif de transition numérique de la construction. La maquette numérique s'est imposée comme la colonne vertébrale de ce processus de mutation. Leur capacité à présenter un jumeau numérique permettant de travailler les projets de manière très approfondie en trois dimensions, voire en réalité virtuelle, a pour principal effet de faire apparaître avec une très grande précision l’ensemble des détails d’un projet d’une manière fédérée et compréhensible.

Ainsi, toutes les entreprises partagent des fichiers qui les informent de la nomenclature des produits comme des contraintes de pose des structures et des équipements techniques. Par ailleurs, ce mode de communication a pour effet de simplifier les échanges et d’accélérer les modifications. À la clé, on mesure les avantages d’une réduction des erreurs – notamment avec la réalité mixte sur site –, d’une maîtrise des consommations de matériaux, d’une planification du chantier tenue quasiment en temps réel, d’une qualité finale de la prestation.

De la conception du bâtiment numérique à l’exploitation

La transformation numérique de la construction est aussi portée par la mise au point régulière d’outils qui participent à son écosystème. Les plus courants sont les appareils de mesure laser et les scanners qui fournissent les données essentielles pour travailler sur les bâtiments existants, produire des plans à partir de nuages de points et pour valider les constructions. L’exploitation des images a été démultipliée avec l’association des scanners avec des drones ou un chien robot, comme celui que propose Trimble.

Pour répondre aux besoins sur chantier, des start-up développent régulièrement des moyens de visualisation des plans, des outils graphiques d’avancement des tâches et d’affichage des programmes quotidiens des équipes, d’applications mobiles de communication entre les acteurs ou de gestion de chantier – qu’il s’agisse d’approvisionnement en produits de construction, de gestion de personnels, de disponibilités des outillages.

Pour exploiter les ouvrages, plus récemment se sont développés des objets connectés, des équipements de captures de données capables d’adresser leurs informations aux applications de gestion technique des bâtiments par internet. L’usage croissant des matériels « IoT » — internet des objets – a un impact considérable sur le bâtiment numérique. En enregistrant sur un pas de temps court des quantités impressionnantes d’informations sur les températures, la qualité de l’air (humidité, CO₂, COV), l’occupation des locaux, ils permettent, en les croisant avec des données prédictives adressées par les stations météo locales, d’affiner les paramètres de confort et de maîtrise des charges à l’aide des outils d’intelligence artificielle.

Grâce à leurs algorithmes qui exploitent de manière dynamique la mise à jour des bases de données renseignées par les capteurs, ces systèmes développent une capacité d’apprentissage qui a pour intérêts particuliers d’une part d’éviter les dérives de fonctionnement des installations et d’autre part d’optimiser l’exploitation des surfaces.
 

Une démarche stratégique centrée sur le bâtiment numérique

Le secteur du bâtiment est confronté à des défis importants pour généraliser cette transition numérique. Si les grands acteurs comprennent les enjeux et en ont adopté les principes depuis de nombreuses années, il s’agit d’accompagner le nombre très important de moyennes et petites structures. Elles sont confrontées à cette révolution sous ses aspects technologiques autant que de management global des équipes.

Parallèlement au développement technique de ce sujet, de très nombreux consultants en transformation digitale apportent à ces acteurs les méthodes et démarches à adopter pour intégrer ces outils incontournables. Elles se résument en trois temps.

En premier lieu, il convient de trouver la fenêtre d’opportunité pour se défaire des pratiques traditionnelles – outils numériques en 2D, échanges avec des documents papier – et accéder avec succès à ces technologies. Quel est le niveau de la demande des clients ? Quelle est la maturité des produits disponibles ? Quels avantages concurrentiels procure ce passage au tout digital ? Telles sont les questions à aborder.

En deuxième lieu, il va falloir retenir de nouvelles technologies pour répondre de manière adaptée et compatible aux demandes. Trimble propose des abonnements pour ses logiciels sous Revit et AutoCAD, Stabicad, ou spécifique, Trimble Nova. Il propose aussi l’outil de communication et d’échange de fichiers Trimble Connect, ainsi que la bibliothèque de fichiers de produits « bimés » pour les métiers du génie climatique MEPcontent.

En troisième lieu, la numérisation demande la formation des responsables et collaborateurs des entreprises au développement de la culture de travail spécifique requise. Cet investissement est indispensable au succès de la transformation, car elle affecte profondément sur la vie des sociétés. Ce mouvement va conduire le personnel à pratiquer leur métier essentiellement sous le prisme digital : le plan devra être suivi à la lettre, les produits choisis en stricte conformité avec la nomenclature retenue, les travaux créeront rapports d’étapes. Il y va de la qualité de l’ouvrage fini, du respect des délais et de l’exploitation sereine de l’ouvrage.

Ces exigences s’imposent même aux acteurs de la transition numérique.

Trimble travaille avec d’autres développeurs informatiques et fait conjointement évoluer ses produits. Même chose avec les industriels du chauffage, de la climatisation et de la ventilation qui développent leurs gammes et enrichissent la bibliothèque BIM de leurs fichiers de données indispensables aux ingénieurs thermiciens qui travaillent avec une maquette numérique. Nous sommes tous engagés dans ce mouvement.