Simulation de la construction de bâtiments Avec SketchUp© et 4D Virtual Builder© Sylvain Kubicki CRP Henri Tudor sylvain.kubicki@tudor.lu Koenraad Nys Société D-Studio kn@dstudio.be

Taste-IT ! 18 juin 2013

Programme du Taste-IT !

1.  Introduction •  Simulation 4D

•  Usages

•  Cas d’étude

2.  Présentation de D-Studio •  Société et plugin xD Virtual Builder

•  Retours d’expérience

3.  Travaux pratiques sur PC

4.  Conclusion

Introduction

Réel besoin de planification et de simulation ! Introduction

Constructibilité •  Examen du projet lors de sa conception pour anticiper les

questions relatives à sa construction Objectifs (Edward & P.E., 1994)

•  Initier une planification précoce •  Minimiser les changements inattendus •  Optimiser la qualité de la construction •  Diminuer les retards •  Diminuer les conflits •  Diminuer les coûts

Programmation Conception Construction Utilisation

(Cycle de vie du bâtiment, simplifié)

Réaffectation /Démolition

Introduction

Simulation de la construction •  Simuler le déroulement de la construction

dans le but d’anticiper les problèmes et de réaliser une planification plus réaliste.

Approches classiques (Ioannou, 1999) •  Analyse des activités

•  « Work Breakdown Structure »

•  Planification des tâches/événements, chemin critique

Limites des approches classiques •  Planning complexe, souvent peu lisible •  Erreurs d’interprétation par des non experts •  Pas de représentation des ouvrages en cours

de construction •  Vérification de la cohérence du planning difficile

Source : flickr.com

Une solution innovante : la simulation 4D

Introduction

Simulation 4D •  Lier le planning des activités à une

représentation visuelle de l’ouvrage

•  4D = 3D + Temps

Premières recherches •  1987 : Computer-Aided Process Planning, D.K.

Allen •  1994 à Stanford (CIFE) : Model-based

constructability analysis, Martin Fischer & Florian Aalami

+

Introduction

Modéliser « 4D », comment ça marche ? •  Lier les tâches d’un planning à des

ouvrages d’un modèle 3D •  Dans une approche de planification

basée sur l’ouvrage (« Location-Breakdown Structure »)

Modèle 3D : maquette numérique du projet •  Standard BIM IFC ou pas •  Certains outils basés sur dwg etc., 2D

ou 3D Lien avec un planning (ex. MS Project)

•  Persistant ou pas

Image : D-Studio

Introduction

4D, les arguments •  Meilleure lisibilité (moins abstrait) •  Même perception par tous les intervenants •  Meilleure préparation de chantier •  Suivi et coordination plus directe

Usages de la simulation 4D

Usages

Simulation du chantier •  Prévoir, comprendre les étapes de mise en oeuvre •  Réservations, identification de conflits spatiaux

D-Studio xD Suite Bentley Systems

Usages

Logistique •  Matériel, rotation de banches etc.

http://www.plansync.ca/4d.php#

Usages

Mise en oeuvre •  Détail technique •  Ordonnancement particulier

Usages

Logisitique : installation des montes-charges et grues •  Ex. Shard London Tower, avec Synchro 4D

http://www.youtube.com/watch?v=5WYKyCrK9tM

Usages

Génie civil •  Planification travaux routiers •  Terrassement

Usages

Planification urbaine •  Etapes de développement •  Planification / communication

Utilisations par le citoyen

•  Outil de communication •  Ex. quartier du World Trade Center

Usages

Equipements •  Irrigation etc. •  Modélisation terrain

Plateformes pétrolières

•  Construction •  Maintenance

Autres usages

Pédagogie •  Principes structurels des immeubles de grande hauteur

Applications : 3 cas d’étude à Luxembourg

1.  Projets “Schroeder et Associés” 2.  Projet “Giorgetti” 3.  Projet “NeoBuild”

Etude de cas n°1 Projets “Schroeder et Ass.”

Etude de cas n°1

Schroeder et Associés, Luxembourg •  Service Project-Management

Point de départ de

l’utilisation de la 4D •  Des plannings trop “lourds” •  Problèmes de compréhension

par les entreprises •  Difficultés pour le suivi de

l’avancement, et les impacts des retards

Etude de cas n°1

Etude de cas n°1 LEGENDE"ZONE EN EXPLOITATION NORMALE"ZONE RESERVE / ATELIERS"ZONE EN CHANTIER"ZONE EN CHANTIER ACTIVE"ZONE TRANSFORMATIONS PENDANT EXPLOITATION NORMALE"CLOISONS ANTI-POUSSIERE"

Etude de cas n°1

Modèles, deux situations : •  Créés dans SketchUp •  DWG importé d’AutoCAD dans SketchUp

Utilisations •  Communication sur le phasage des travaux

•  Avec le maître d’ouvrage •  Pour la logistique et l’information des corps de métiers

•  Explication du séquencement attendu par l’entreprise de charpente métallique

•  Suivi de l’avancement du chantier

Support •  Livret imprimé depuis diapositives PowerPoint

Etude de cas n°1

Ce que l’on retient… Cf. présentation J. Plottes, 08 nov. 2011

•  Une communication simplifiée et expressive •  Optimisation des plannings •  Rapide mise à jour •  Suivi et analyse des répercussions directes en cas de

changements •  Utilisation des plans existants

“Préconstruction” “Construction”

Etude de cas n°2 Entreprise Giorgetti : Maisons individuelles « en bandes »

Etude de cas n°2

Contexte de l’intervention •  Construction de 13 maisons

unifamiliales, en bandes •  Soumissions communes ou

séparées Problème

•  Exécution de l’étanchéité compliquée à la jonction entre 2 maisons

•  Liaison gros-oeuvre et toitures •  Décalage de niveau •  Joint à exécuter

Objectif •  Modéliser le détail en 3D : pas de

plans d’exécution de ce détail •  Représenter le séquencement idéal

Etude de cas n°2

Etude de cas n°2

Etude de cas n°2

Ce que l’on retient… La modélisation 4D a permis

•  De représenter finement, en 3D, le détail de mise en oeuvre •  De capitaliser le séquencement idéal des tâches, sur base de quelques

maisons déjà construites Génère une vraie collaboration entre participants

“Construction”

Etude de cas n°3 Projet NeoBuild

Etude de cas n°3

Contexte de l’intervention •  Autorisation de Bâtir obtenue •  Certains détails de conception encore à l’étude

Objectif •  Première planification pour le maître d’ouvrage •  Support pour confronter l’équipe de maîtrise d’oeuvre et maîtrise

d’ouvrage aux questions de mise en oeuvre

Etude de cas n°3

Date: 2012-10-19

Projet:

Planning Gantt

Légende: Tâche exécutée/ Tâche accomplie

Première présentation du planning 4D •  Corrections •  Débats sur la durée de certaines

tâches •  Discussion sur le séquencement

•  Murs en panneaux bois : étanchéité / chassis / sous-structure / isolation / bardage

•  Co-activité possible entre escalier de secours et zone de liaison

Etude de cas n°3

Question soulevée : accès aux étages durant ces étapes de chantier ?

Etude de cas n°3

Ce que l’on retient… Premières étapes de modélisation 4D

•  Un support aux discussions de “pré-construction”

Un planning réaliste est défini, mais reste encore “macro”

•  Réfléchir au séquencement des grandes étapes du chantier •  Anticiper la gestion des interfaces :

•  Conception de détails de mise en oeuvre •  Séquencement temporel des tâches

“Conception”

Conclusion

Des usages démontrés par nos cas d’étude •  Réunions de conception initiale •  Communication avec les intervenants

•  Avant / pendant le chantier •  Conception et séquencement de détails de mise en oeuvre

Cas n°3 : “Conception”

Cas n°1 et n°2 : “Construction”

Cas n°1 : “Préconstruction”

Présentation D-Studio

Conclusion

Conclusion

Taste-IT : La simulation 4D de la construction de bâtiments •  Bases théoriques •  Usages

Manipulations avec le plugin xD Virtual Builder pour SketchUp

Perspectives

Technology predictions for construction – Where is BIM going? •  Modelling and simulation – do a design, analyse, simulate, refine

and iterate – rapidly get the best answer •  Cloud – we are rapidly coming to a situation where you can affordably

have infinite processing power and infinite storage •  Mobile – No longer stuck on a PC only •  Social Media – the way we share and communicate has changed

forever •  Analog to Digital – laser scanning takes the physical and makes it

digital •  Digital to Analog – fabrication takes the digital and makes it physical

From Phil Bernstein, Vice President of Autodesk BIM Summit Qatar, Sept. 2012

Merci de votre participation

Image: http://thecriticalpath.com.au