Le BIM pour construireCAS D’USAGES EN PHASE CHANTIER ENTREPRISES

GÉNÉRALES DEFRANCE • BTP

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Introduction

Le BIM au service ou au bénéfice des ou-vrages est devenu une réalité pour les opéra-tions en entreprise générale. Les entreprises générales sont alertes sur le BIM Manage-ment, sur le BIM synthèse, et force de propo-sition sur la prolongation de leurs BIM après la livraison des ouvrages.

Les trois axes qui motivent leurs usages du BIM sont classiquement  : Mieux concevoir, Mieux construire, Mieux exploiter. C’est sur le « Mieux construire » que les entreprises gé-nérales se focalisent aujourd’hui avec la pré-sente publication.

Les entreprises générales travaillent en effet à installer la maîtrise du BIM au sein de leur cœur de métier de constructeur, le chantier, entre la conception et la livraison de leurs ouvrages.

Une de leurs ambitions est de placer les chantiers en consommateurs de BIM - par des services nouveaux, des livrables centra-lisés et fiabilisés…- voire demain de transfor-mer leurs chantiers en prescripteurs BIM.

Depuis ce point central, le pied de la grue, et grâce au BIM déployé dans leurs métiers, les entreprises générales imaginent et déve-loppent tous les axes d’amélioration de leur productivité et de sécurisation de leurs pra-tiques.

Pour leurs clients, c’est sur ce chemin qu’elles sont engagées avec la recherche d’améliora-tion permanente de la qualité des ouvrages qu’elles construisent.

Pour les collaborateurs sur chantier, compa-gnons, responsables maîtrise et conducteurs de travaux, l’objectif des entreprises géné-rales est de répondre à leur envie d’utiliser le numérique pour gagner en efficacité. C’est aussi un gage d’attractivité pour les entre-prises du secteur.

Les entreprises entrent dans le sujet par les «  use cases  » ou cas d’usage. En voici quelques exemples.

ENTREPRISESGÉNÉRALES DEFRANCE • BTP

Méthodes de production page 4

Outil pour la pose de panneaux préfabriqués en façade page 5

Fiches locaux : documents de pose pour les corps d’état page 6

Usages du BIM par la maîtrise : commande béton et plan d’avancement journalier page 6

Utilisation d’une « cabine BIM »  page 7

Guidage automatique des engins de terrassement page 8

Aide à la lecture de plans page 8

Le suivi de terrassement par relevés 3D aériens page 9

Contrôle et suivi de chantier en BIM sur tablette page 9

Fabrication « sur mesure » de produits à partir de la maquette numérique page 10

BIM d’or : un beau palmarès ! page 11

Sommaire

Rédaction : Alexandre Bazaille (Vinci Construction), Céline Bricogne (Spie batignolles), Marie-Claire Coin (Vinci Construction), Thierry Deblonde (Rabot Dutilleul), Christophe Moreau (Bouygues Construction), Philippe Trillot (Eiffage Construction), coordonnés par Laurence Francqueville et Wilfried Pillard (EGF.BTP) – Conception graphique : Lettre & image, tél. 03 84 76 25 15 – Impression : Est Imprim – mars 2017

4 5LE BIM POUR CONSTRUIRE

Méthodes de production

L’organisation sur le terrain, la constructibilité de l’ouvrage En phase conception, le modèle BIM du projet permet de planifier l’enchainement des tâches, prévoir les modes opératoires et optimiser les solutions constructives.En phase chantier, le modèle est tenu à jour par l’équipe BIM Management. L’information est disponible pour les chantiers, ce qui permet d’adapter les méthodes

de construction, les ouvrages provisoires, l’installation de chantier et le phasage journalier des tâches. Les documents liés à la maquette sont ainsi modifiés selon l’évolution du projet : toute modification de l’ouvrage a une incidence sur les moyens humains et matériels qui lui sont associés. Les plans de sécurité et les cinématiques de construction sont issus de la maquette du projet, fiabilisant les ouvrages provisoires et la sécurité des opérateurs.

Outil pour la pose de panneaux préfabriqués en façadeLes façades de la tour La Marseillaise sont constituées d’éléments préfabriqués en BFUP, afin de couvrir une surface de 16 000 m². Cela représente plus de 3 600 éléments à poser dans le vide, c’est-à-dire en dehors de l’emprise des planchers. Pour poser et régler ces éléments avec une pré-cision millimétrique, l’entreprise générale a développé des outils spécifiques.À l’aide du modèle numérique des outils et de la maquette numérique de la tour, l’entreprise assemble les éléments pour simuler les interférences ou incompatibilités géométriques.

Cette opération présente trois autres gros avantages : valider les conventions d’inter-faces entre le support et les outils ; configu-rer les positions des protections collectives ; et visualiser les configurations pour les discussions avec les futurs utilisateurs.

Outil de pose des façades en BFUP (Béton Fibré à Ultra Hautes Performances)

Plan d’installation chantier en lien avec la maquette numérique du projet permettant d’optimiser l’organisation et de réduire l’impact du chantier (Spie batignolles).

Utilisation du modèle de données pour l’établissement des modes opératoires et pour la visualisation de l’enchaînement des tâches (Spie batignolles)

Planification des étapes d’un projet de résidence Senior (Spie batignolles).

Au travers du plan d’installation de chan-tier (PIC) la visualisation du projet et de son environnement permet une meilleure compréhension de la construction et de ses éventuels risques. Le PIC devient le support idéal lors de l’accueil des parte-naires sous-traitants. Les ouvrages référen-cés dans le modèle permettent également de dimensionner des outils (type de grue, hauteurs et quantité de coffrages, ouvrages provisoires) et d’optimiser le déroulement des travaux. Il y a une vraie connexion entre la constructibilité virtuelle de l’ouvrage et sa traduction concrète sur le terrain.

Plan d’installation de chantier (PIC) d’un Ehpad pour la Croix rouge française à Port-en-Bessin (Vinci Construction).

Modes opératoires de pose de poutres préfabriquées (Vinci Construction).

Carnet de cycle journalier pour un chantier de logements (Vinci Construction).

PIC des archives départementales de Laon (Rabot Dutilleul).

PIC de l’Ehpad d’Homécourt(Rabot Dutilleul).

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Cas d’usage illustré ici : Tour La Marseillaise à Marseille, Vinci

Construction France,architectes : Jean Nouvel – Tangram

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6 7LE BIM POUR CONSTRUIRE

Fiches locaux : documents de pose pour les corps d’étatL’ensemble des études d’exécution du chantier hospitalier Médipôle a été réalisé en BIM. Pour les corps d’état architecturaux, les études réalisées par l’entreprise générale ont permis aux entreprises partenaires de profiter de plans et de documents de pose issus du modèle BIM : plans de repérage, extractions de quantités, plans de calepi-nage...Des fiches locaux 100% liées à la maquette ont ainsi été extraites du modèle et ont permis les interventions des différents lots. Les quantités y sont indiquées ainsi que les implantations définitives en vue plan, plan de plafond et sur les quatre élévations pour chaque pièce. Chaque entreprise voit ses travaux facilités dans la mesure où les équipes sur place ont accès tout de suite à l’information les concernant.

Cas d’usage illustré ici : Médipôle Lyon Villeurbanne, Bouygues Bâtiment Sud-Est et Vinci Construction France,

architecte : Sud Architecte

Utilisation d’une « cabine BIM »Les entreprises générales commencent à utiliser sur leurs chantiers la cabine BIM (ou armoire numérique de chantier). Equipée d’un grand écran et d’une tablette, elle amène le modèle BIM et ses informations directement aux chefs d’équipe et aux compagnons sur leur poste de travail chan-tier. Utilisée en phase gros-œuvre et par certains sous-traitants, elle :

permet de présenter les cycles en 3D pour mieux faire comprendre l’ouvrage à construire aux compagnons. Ces derniers visualisent ainsi précisément leurs tâches pour la journée et peuvent zoomer à grande échelle sur les plans pour en saisir tous les détails ;

donne accès aux informations (volume de béton, hauteur de coulage, mode opératoire, positionnement des sabots des consoles…) ;

permet de faire la formation aux modes opératoires directement sur site ;

sert d’appui au quart d’heure sécurité en début de journée.Ces usages du BIM sur le plancher de pro-duction permettent d’améliorer l’autonomie des équipes et les valorisent.            

Usages du BIM par la maîtrise : commande béton et plan d’avancement journalierSur le chantier de l’École Centrale à Saclay, l’entreprise amène le BIM sur les tablettes de ses chefs de chantier, afin de leur donner toute autonomie pour travailler avec le mo-dèle BIM Méthodes. Le chef de chantier

prépare et envoie sa commande de béton pour le lendemain : il lui suffit de cliquer sur les ouvrages à couler, et de valider ;

met à jour chaque soir le plan d’avan-cement journalier, permettant la traçabilité des éléments coulés chaque jour et des vo-lumes et types de bétons correspondants ;

réduit ses tâches de gestion et admi-nistrative. Cet outil constitue donc un vrai gain de temps et d’efficacité pour la maîtrise.

Fiche local Médipôle : vue « 6 faces » d’une chambre, extraite de la maquette numérique.

Médipôle de Villeurbanne : maquette générale du projet.

Préparation de la commande béton sur tablette.

La cabine BIM sur le plancher d’un chantier.

Le chantier de l’École Centrale de Saclay en phase de gros œuvre.

Le BIM sur tablette : une réalité sur les chantiers des entreprises générales.

Cas d’usage illustré ici : École Centrale à Saclay, Bouygues Construction,

architecte : Gigon-Guyer/groupe Synthèse

Cas d’usages : Hippodrome de Longchamp, Aix-Luynes (Bouygues

Construction) – Centrale nucléaire de Saint-Alban, IFPS de Grenoble

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8 9LE BIM POUR CONSTRUIRE

Aide à la lecture de plansLire un plan n’est pas toujours facile. L’outil, développé et testé sur le chantier Le Creu-set, permet une visualisation en 3D de plans réalisés par le service méthodes, autour de la maquette numérique du projet. L’appli-cation détecte le plan et affiche le modèle géométrique correspondant sous le même angle que le plan réel perçu. Les plans de sécurité chantier sont ainsi mieux compris par les compagnons.

Guidage automatique des engins de terrassement

Dans un souci d’amélioration de la pro-ductivité, de la qualité de réalisation, de la sécurité des chantiers et d’optimisation des mouvements des terres, les machines de terrassement sont devenues asservies, c’est-à-dire qu’elles sont équipées de systèmes de guidage embarqués qui ont en mémoire le modèle numérique de l’ou-vrage à construire (Modèle Numérique de Terrain). En d’autres termes, les pelles, les bulls ou les niveleuses restent pilotés par un chauffeur, mais c’est la machine qui décide de la géométrie des terrassements dès que la lame ou le godet approche de la cote projet. Il est ainsi impossible de se tromper sur la topographie.

Le suivi de terrassement par relevés 3D aériens

C’est le nouveau couteau suisse du concepteur, constructeur et gestionnaire d’ouvrages. Une poignée d’années après son apparition sur le marché, le secteur de la construction découvre les charmes de cet « aéronef qui circule sans personne à bord », selon la définition donnée par les

Contrôle et suivi de chantier en BIM sur tablette La Maison du Handball est un marché BIM pour lequel l’entreprise générale doit rendre une maquette numérique TCE LOD 350 en exécution et LOD 400 en dossier des ouvrages exécutés (DOE). A partir de la maquette numérique structures, le service méthodes a réalisé l’installation de chantier (et anticipé son évolution), détec-té les structures délicates à réaliser, défini les modes opératoires, établi les plans de rotations, les plans de sécurité et les feuilles de route journalières présentées quotidiennement aux compagnons. Mais la maquette numérique permet éga-lement au personnel d’encadrement de réaliser les contrôles sur chantier via une

tablette. Cette dernière, équipée d’un logiciel de contrôle, permet au compagnon de comparer par exemple la quantité de béton effectivement coulé par rapport au prévi-sionnel indiqué dans la maquette numérique. Et l’alerte pour rectification si nécessaire. Une fois que le gros œuvre sera achevé, les corps d’état s’empareront également de la tablette pour suivre leurs livraisons par exemple. Enfin, il est prévu d’utiliser la tablette sur chantier jusqu’à la levée de réserves.

arrêtés ministériels du 11 avril 2012 qui enca-drent son utilisation. Sans personne à bord, mais pas sans matériel embarqué : doté d’un appareil photo, d’une caméra vidéo, d’un capteur infrarouge ou d’un détecteur de poussières, etc., le drone se prête à de multiples usages.

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Cas d’usages illustrés ici : chantiers de terrassement, Spie batignolles

Cas d’usage illustré ici : Le Creuset à Fresnoy-le-Grand,

Spie batignolles

Cas d’usage illustré ici : Maison du handball à Créteil,

Eiffage Construction, architecte : Charles Delamy

Un exemple : la photogrammétrie permet de passer de la 2D des clichés pris par le drone à des modélisations 3D des sites re-levés. Les chantiers nécessitent en effet de disposer d’une multitude d’informations to-pographiques afin de concevoir des projets, de les adapter ou les optimiser, de suivre les travaux et les quantités, de réaliser les points d’arrêts, de constituer une base de données géographiques ou encore de ré-aliser les plans « as built ». Les mesures au sol s’effectuent en 1 ou 2 heures de vol du drone. Une fois la carrière numérisée en 3D, les volumes de granulats sont quantifiés, et les zones à risque ressortent avec des couleurs différentes selon leur conformité aux règles de sécurité. Ces opérations per-mettent de suivre l’avancement des travaux en temps réel et donc de se prémunir de dérives planning et donc budgétaires tout en apportant de la sécurité sur le chantier.

Cas d’usages : chantiers de terrassement, Vinci ConstructionSuivi du gros œuvre sur tablette et maquette

numérique.

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10 11LE BIM POUR CONSTRUIRE

Fabrication « sur mesure » de produits à partir de la maquette numériqueUn chantier de 117 logements à Neuilly-sur-Marne fait l’objet d’un projet de recherche collaboratif (« Bâtiment 2.0 ») soutenu par l’Ademe visant à utiliser le BIM pour la réalisation du gros œuvre. Objectif : suivre la traçabilité des éléments en béton préfabriqué depuis la maquette BIM, via des objets connectés et des marqueurs de type QR_Code.

Pour cela, les objets BIM pour les produits préfabriqués ont été modifiés pour contenir les informations nécessaires à leur com-mande auprès de KP1 et générer les mar-queurs qui seront apposés sur les éléments en usine. Ensuite, les opérateurs pourront renseigner une valeur d’état de l’élément préfabriqué, de la sortie du banc de préfa-brication jusqu’à la validation du contrôleur

technique sur chantier. Centralisées sur la maquette, ces informations permettent de « tracer » chaque produit préfabriqué. D’un simple clic, les acteurs du chantier pourront identifier : les poteaux en cours de fabri-cation, stockés sur le chantier, contrôlés conformes et posés… Voire procéder au recalage de la maquette BIM en « tel que construit »…

BIM d’or : un beau palmarès !

130 candidats, 31 nominés, 10 BIM d’argent et 1 BIM d’or : un beau palmarès pour l’édi-tion 2016 des trophées des BIM d’Or qui distinguent les meilleures démarches fran-çaises en matière de BIM et de maquette numérique. 60% des 31 projets nominés pour les trophées organisés par le Groupe Moni-teur étaient réalisés par des entreprises

BIM d’Or 2016 : projet « BIM for FM experimentation » mené par Vinci dans le cadre de l’exploitation du bâtiment Hélios de Thalès à Vélizy-Villacoublay (Yvelines).

Catégorie bâtiment de 5 000 à 40 000 m2 en neuf : 151 logements collectifs à Sceaux (Hauts de-Seine) réalisés par Paris Ouest Construction.

Catégorie infrastructure : aménagement d’une liaison Porte de Gesvres à Nantes (Loire Atlantique) par le groupe Vinci.

Catégorie bâtiment de moins de 5 000 m2 en neuf : résidence Aliziari – 30 logements passivhaus à Malaunay (Seine-Maritime) réalisés par Bouygues Bâtiment Grand Ouest.

Catégorie bâtiment de plus de 40 000 m2 en rénovation : modernisation de l’hôpital Édouard Herriot Lyon (Rhône) mené par Bouygues Bâtiment Sud-Est, Spie et Snef.

Catégorie international : rénovation de l’hôtel Mandarin Oriental à Londres (Royaume-Uni) par Vinci Construction Grands Projets.

Catégorie bâtiment de plus de 40 000 m2 en neuf : centre hospitalier « Pôle sanitaire de l’Ouest » (La Réunion) mené par Colas (groupe Bouygues) et Demathieu Bard.

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Maquette structure des composants mis en œuvre pour un chantier de logements à Neuilly-sur-Marne.

Cas d’usage illustré ici : chantier de logements à Neuilly-sur-

Marne, Vinci Construction France

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générales membres d’EGF.BTP. Les projets de ces dernières ont remporté le BIM d’or et 6 BIM d’argent, montrant quelques exemples de la diversité et de la qualité de leur offre en la matière. Voici les prix attribués en 2016 aux entre-prises générales d’EGF.BTP. Rendez-vous maintenant en 2017 !

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ENTREPRISES GÉNÉRALES DE FRANCE.BTP (EGF.BTP) est le syndicat national des entreprises générales de bâtiment et de travaux publics, reconnues pour leur capacité à proposer à leurs clients une approche globale de l’acte de construire.

EGF.BTP regroupe des PME, des entreprises de taille intermédiaire ainsi que les majors, représentant globalement près d’un tiers de l’activité du secteur de la construction en France. Le syndicat a pour vocation de mettre en valeur les atouts et les spécificités de l’entreprise générale auprès de toutes les parties prenantes, publiques et privées, liées au secteur de la construction. Ainsi, il vise à promouvoir le métier d’entrepreneur général, à développer les formes de contrats qui permettent d’apporter des réponses globales et optimisées aux besoins des maîtres d’ouvrage, à valoriser les progrès réalisés par ses membres en matière de techniques et procédés innovants de construction, de protection de l’environnement et de santé-sécurité sur les chantiers, et enfin à encourager une politique sociale et de formation exemplaire. EGF.BTP est présent sur tout le territoire au travers de quatorze délégations régionales et au niveau européen via le Forum européen des entreprises générales.

ENTREPRISESGÉNÉRALES DEFRANCE • BTP

Entreprises Générales de France.BTP • 9 rue La Pérouse • 75784 Paris Cedex 16 • tél : 01 40 69 52 77 • mail : contact@egfbtp.com • www.egfbtp.com