Processus BIM, coordination et normes : IFC, buildingSMART et collaboration

En tant que consultant BIM/DAO chez PALLADION, je suis ravi de vous guider à travers les fondamentaux du processus BIM. Cet article vise à être un guide pédagogique complet pour appréhender et implémenter une démarche BIM efficace et collaborative.

Le processus BIM général

Un processus BIM efficace est une boucle : décision de passer au BIM, configuration (guides, procédures, charte), modélisation, détection et résolution des interférences, coordination du modèle, optimisation de la production, modèle bon pour exécution, puis retour d'expérience et capitalisation des connaissances.

Cette boucle d'amélioration continue est ce qui distingue un vrai processus BIM d'une simple production 3D. Elle souligne l'importance de l'itération et de l'adaptation constante pour atteindre une maturité BIM. L'intégration de cette philosophie est essentielle pour transformer les pratiques traditionnelles de conception et de construction.

Des normes pour parler le même langage

La collaboration BIM repose sur des standards ouverts portés notamment par buildingSMART : le format IFC pour l'échange des modèles, les IDM et MVD pour définir quelles informations échanger et quand, le dictionnaire bSDD pour les propriétés, et le BCF pour échanger les observations de coordination.

Sans ces normes, chaque acteur reste enfermé dans son logiciel ; avec elles, la maquette devient le support commun des échanges. L'adoption de ces standards est cruciale pour l'interopérabilité, permettant aux différents logiciels (comme Revit, ArchiCAD, Tekla Structures, Civil 3D pour la modélisation ; Navisworks, Solibri pour la coordination et la détection de clashs) de communiquer et d'échanger des données de manière fluide et non propriétaire. La norme ISO 19650 vient structurer ces processus de gestion de l'information sur l'ensemble du cycle de vie des actifs, en s'appuyant sur ces formats ouverts.

Construire un projet collaboratif

La méthode de projet collaboratif en BIM s'organise autour de trois couches :

• Stratégies : établir les standards de modélisation, résoudre les questions de propriété intellectuelle, établir les protocoles de communication.
• Processus : établir la portée du projet, identifier les intervenants, les usages du modèle et les capacités BIM de l'équipe, fixer les objectifs de collaboration.
• Technologie : identifier les solutions logicielles, les possibilités d'échange et l'environnement réseau.

Cette structure tripartite est fondamentale pour structurer toute démarche BIM. Elle permet de s'assurer que les objectifs (Stratégies), les méthodes (Processus) et les outils (Technologie) sont alignés pour une collaboration optimale et une production d'information de haute qualité. La norme ISO 19650 détaille précisément les rôles et responsabilités, ainsi que la gestion des informations à chaque étape du projet, renforçant l'importance d'une planification stratégique et processuelle rigoureuse.

Bonnes pratiques de coordination

• Formaliser une convention BIM dès le démarrage.
• Définir une codification et des niveaux de développement par phase.
• Organiser des revues de maquette régulières.
• Tracer les interférences et leur résolution.
• Contrôler la qualité des IFC échangés avant chaque diffusion.

Cas concret en bureau d'études

Dans un bureau d'études spécialisé en structure, l'intégration du BIM se traduit par une transformation significative des méthodes de travail. Plutôt que de recevoir des plans 2D d'architectes et de modéliser ensuite la structure, le bureau reçoit une maquette architecturale en format IFC.

1. Réception et Vérification : Le chef de projet BIM commence par vérifier la maquette IFC architecturale reçue. Il s'assure de sa conformité aux exigences définies dans la Convention BIM (COBIM) en termes de géométrie, de classification (IFC standard), et de présence des informations nécessaires (propriétés d'éléments, niveaux, etc.). Des outils comme Solibri ou Navisworks sont utilisés pour cette première analyse.
2. Modélisation Structurelle : L'équipe de modélisation structurelle (sur Revit ou Tekla Structures) s'appuie sur la maquette architecturale importée comme sous-calque. Ils modélisent les poteaux, poutres, dalles, fondations, en respectant les contraintes architecturales et les exigences des calculs structurels. L'objectif est de créer une maquette structurelle qui s'intègre parfaitement à l'environnement global du bâtiment.
3. Coordination et Détection de Clashs : Une fois la maquette structurelle avancée, elle est exportée en IFC et fédérée avec la maquette architecturale (et potentiellement celle des fluides si déjà disponible) dans un logiciel de détection de clashs (par exemple, Navisworks Manage). Des contrôles automatisés identifient les interférences entre les éléments (par exemple, une poutre qui traverse une gaine de ventilation ou un poteau qui apparaît dans une fenêtre).
4. Résolution Collaborative : Les clashs détectés sont exportés au format BCF (BIM Collaboration Format). Ces fiches BCF sont partagées avec l'architecte et les ingénieurs fluides. Chaque fiche contient une vue du problème, une description et la proposition d'une solution ou la demande d'éclaircissement. Une réunion de coordination BIM, généralement hebdomadaire, est organisée pour discuter de ces clashs et décider des ajustements à apporter. Par exemple, l'architecte peut décaler une cloison, ou l'ingénieur structure peut ajuster une retombée de poutre.
5. Mises à Jour et Itération : Après la réunion, chaque équipe met à jour sa maquette respective en fonction des décisions prises. Le processus de coordination est ensuite répété pour s'assurer que les corrections n'ont pas créé de nouveaux problèmes et que l'ensemble du projet est cohérent. Cette boucle itérative garantit la qualité du modèle fédéré et anticipe les problèmes de chantier.
6. Production de livrables : Une fois la coordination aboutie, la maquette structurelle "bon pour exécution" sert à générer les plans d'exécution 2D (coffrage, ferraillage), les nomenclatures et les métrés, garantissant une meilleure fiabilité et un gain de temps par rapport aux méthodes traditionnelles.

Ce cas illustre comment le BIM transforme le bureau d'études d'un simple producteur de plans en un acteur clé de la coordination et de l'optimisation des projets de construction, en s'appuyant sur des outils et des processus standardisés.

Bonnes pratiques / Erreurs courantes

Méthode pas à pas

Voici une méthode structurée en 5 étapes pour l'implémentation et la gestion d'un processus BIM :

1. Définir les besoins et les objectifs (Stratégies) :
* Identifiez clairement pourquoi vous voulez utiliser le BIM : quels sont les problèmes à résoudre ? Quels sont les bénéfices attendus (réduction d'erreurs, gain de temps, meilleure communication, etc.) ?
Rédigez la Convention BIM (COBIM)* ou le Plan d'Exécution BIM (PEB/BEP) du projet, définissant les rôles, les responsabilités, les niveaux de développement (LOD/LOIN), les livrables, les objectifs BIM spécifiques (usages) et les protocoles d'échange.
* Établissez une charte de modélisation interne pour standardiser les pratiques au sein de votre équipe.

2. Mettre en place l'environnement collaboratif (Technologie & Processus) :
* Sélectionnez les logiciels de modélisation (ex: Revit, ArchiCAD), de coordination (ex: Navisworks, Solibri) et de gestion des données (ex: Autodesk Construction Cloud, Trimble Connect, Kairnial).
Configurez un Common Data Environment (CDE)* selon la norme ISO 19650 pour centraliser et organiser toutes les données et modèles du projet. Définissez l'arborescence des dossiers et les droits d'accès.
* Assurez-vous que les formats d'échange (IFC, BCF) sont correctement configurés dans tous les logiciels.

3. Modélisation et production initiale (Processus) :
* Les différentes équipes (architecture, structure, MEP, etc.) modélisent leurs disciplines respectives en respectant la charte et la COBIM.
* Exportez régulièrement les modèles en IFC pour les rendre interopérables et partageables.
* Assurez-vous que les informations nécessaires (propriétés, classifications) sont correctement intégrées aux éléments du modèle.

4. Coordination et détection d'interférences (Processus) :
* Fédérez les modèles IFC des différentes disciplines dans le logiciel de coordination.
* Effectuez des détections de clashs automatisées pour identifier les interférences géométriques (tuyau qui traverse une poutre).
* Analysez les résultats et créez des rapports de clashs ou des fiches BCF pour chaque interférence, en décrivant le problème et en suggérant des solutions.

5. Résolution, Itération et Capitalisation (Processus & Stratégies) :
* Organisez des réunions de coordination BIM régulières pour discuter et résoudre les clashs avec toutes les parties prenantes. Utilisez les fiches BCF pour tracer les décisions et les responsabilités.
* Chaque équipe met à jour sa maquette en fonction des résolutions. Le processus de détection et de résolution est répété jusqu'à l'élimination des clashs majeurs.
* Documentez les leçons apprises et les bonnes pratiques identifiées pour améliorer les processus sur les futurs projets. Mettez à jour la charte BIM interne et la COBIM si nécessaire.

Points de vigilance

• Réticence au changement : L'adoption du BIM nécessite un changement culturel profond. Accompagnez vos équipes par la formation et la communication sur les bénéfices.
• Qualité des données : Le BIM repose sur l'information. Des données incomplètes, erronées ou non structurées (propriétés, classifications) peuvent rendre le modèle inutilisable pour les usages définis.
• Interopérabilité réelle : Bien que l'IFC soit un standard, son implémentation peut varier entre les logiciels. Testez toujours l'échange de données entre vos outils et ceux de vos partenaires en amont du projet.
• Sur-modélisation/Sous-modélisation : Modéliser trop de détails inutiles pour l'usage défini est une perte de temps et de ressources. À l'inverse, une sous-modélisation ne permettra pas d'atteindre les objectifs. Le LOD (Level of Development) ou LOIN (Level of Information Need) doit être défini précisément et respecté.
• Gestion des versions : Avec de multiples contributeurs et des mises à jour fréquentes, une gestion rigoureuse des versions des modèles dans le CDE est cruciale pour éviter les confusions et les erreurs.
• Responsabilités contractuelles : Les rôles et responsabilités doivent être clairement définis dans les contrats et la Convention BIM pour éviter les litiges en cas de problèmes.

À retenir

• Le processus BIM est une boucle d'amélioration continue.
• IFC, IDM/MVD, bSDD et BCF permettent l'interopérabilité. La norme ISO 19650 encadre cette gestion de l'information.
• Un projet collaboratif s'organise en stratégies, processus et technologie.
• Contrôler la qualité des IFC est indispensable : testez gratuitement la visionneuse et l'analyse BIM de ce site.

Article issu de la thèse professionnelle « Transition et déploiement optimisé du BIM, application en bureau d'études ».

Mickael Quinart, PALLADION