Le BIM – Building Information Modeling – permet de créer la maquette d’un bâtiment afin de réaliser des simulations liées, notamment, à son efficacité énergétique ou structurelle. Le CIM – City Information Modeling – élargit cette approche à tout un quartier ou à toute une ville.

Le BIM est un processus collaboratif permettant à tous les acteurs d’un projet de construction de travailler ensemble, de la phase de planification jusqu’à la livraison, en passant par les phases de conception et de construction. Son principal intérêt porte sur la gestion et la maintenance des bâtiments. Grâce au BIM, il est en effet possible de connecter les maquettes à des systèmes de pilotage du cycle de vie complet du projet.

« Ce qui coûte le plus cher dans un bâtiment, c’est sa gestion et sa maintenance : entre 70% et 80% du coût global du projet. C’est la raison pour laquelle de plus en plus de maîtres d’ouvrage incitent, voire obligent, les maîtrises d’œuvre à travailler en BIM pour exploiter une ou plusieurs maquettes du bâtiment ‘tel que construit’ », déclare Emmanuel Di Giacomo, responsable développement des écosystèmes BIM pour l’Europe chez Autodesk 

Une fois le projet construit, les maquettes BIM peuvent d’ailleurs être connectées aux capteurs intégrés au bâtiment (suivi en temps réel des températures, déplacement des personnes, etc.) via des plateformes de gestion et de maintenance du bâtiment.

DES SIMULATIONS POUR VÉRIFIER LA QUALITÉ ET LA PERFORMANCE D’UN BÂTIMENT

« Grâce aux maquettes BIM, on peut réaliser des simulations et analyses telles que, par exemple, la consommation énergétique d’un bâtiment en fonction de plusieurs variables. On est alors dans une vérification de la qualité et de la performance du bâti », note Emmanuel Di Giacomo.

Si l’on rajoute la géolocalisation de la maquette, on peut connaître la position du soleil et récupérer les informations fournies par la station météo la plus proche : températures, vent…  Cela permet de calculer une multitude d’indicateurs, comme le coefficient de radiation solaire sur les façades, et d’anticiper les différentes performances du bâtiment ou la production d’énergie solaire et éolienne.

« Tout cela est rendu possible grâce au « i » du BIM qui signifie ‘Informations’. C’est grâce à ces informations qu’on peut réaliser des simulations pertinentes. Un mur, par exemple, est constitué de différentes couches : béton, plaque d’isolant, etc. A partir des caractéristiques techniques – comme les coefficients de résistance thermique ou structurelle – de chacun de ses composants, on peut procéder, de manière infinie, à des calculs qui s’appuient sur la règlementation locale comme, en France, la RT 2012 ou la RBR 2020 », complète Emmanuel Di Giacomo.

DU BIM AU CIM (CITY INFORMATION MODELING)

Mais les informations relatives au bâtiment ne sont pas les seules à être exploitées. Si on y rajoute celles liées aux infrastructures et systèmes (eau, énergie) et aux flux environnants (trafic piéton ou routier, transports en commun, déchets…), on passe alors du BIM au CIM (City Information Modeling).

Le CIM fournit ainsi une représentation 3D d’un bâtiment, d’un quartier, voire d’une plus large zone encore, dans leur contexte, dans leur environnement. Des simulations réalisées à partir de maquettes CIM permettent de mesurer, sur tout un quartier, l’intensité de l’utilisation énergétique par exemple. On peut ainsi mesurer le potentiel de rénovation des fenêtres ou simuler des scores énergétiques de bâtiments dans toute une ville.

POUSSER LES SIMULATIONS À L’EXTRÊME : LES CRASH TESTS

Les maquettes CIM rendent également possibles des simulations de type « crash tests » pour observer comment se comporte un immeuble ou un quartier en situation extrême, comme par exemple lors d’un tremblement de terre ou d’une inondation.

Autodesk, avec son logiciel Infraworks et le module Flood Simulation, a ainsi pu simuler les effets d’une crue centennale de la Seine. Cette simulation a permis de déterminer quels seraient les arrondissements, les infrastructures (gares…) et même les édifices ou monuments les plus touchés.

SIMULER LE PARCOURS DU VENT ENTRE LES TOURS D’UN QUARTIER

Les simulations peuvent également porter sur l’anticipation de la radiation solaire ou le parcours du vent au sein d’un quartier. Concernant le vent, il est intéressant d’observer les circuits suivis entre les tours et les éventuels effets Venturi créés. Un effet Venturi se produit lorsque le vent traverse un passage étroit, ce qui provoque son accélération. En somme, l’objectif est d’éviter les effets créant un inconfort pour les personnes présentes sur les lieux.

MODÉLISER 54 HECTARES AUTOUR DE LA TOUR EIFFEL EN PRÉVISION DES JO DE 2024

Autre illustration de ce qu’il est possible de réaliser avec des maquettes BIM ou CIM : la modélisation de ce que deviendront, dès 2024, les 54 hectares entourant la Tour Eiffel. En réponse au concours international « Grand site Tour Eiffel » lancé par la Ville de Paris, quatre groupements d’entreprises ont proposé leur projet. Ce sont les architectes-paysagistes du groupement Gustafson Porter + Bowman qui ont remporté la mise.

Autodesk, partenaire de la Ville de Paris dans ce projet, a réalisé (avec les sociétés Gexpertise et WSP) la capture de l’intégralité de la zone selon une technologie « Scan to BIM ». La modélisation du site a été faite grâce à 350 Go de données et 194 nuages de points (données géomètres) relevés par scan et photogrammétrie. La zone couverte est située entre le Trocadéro, le Champ de Mars, le Pont de l’Alma et celui de Bir-Hakeim ainsi que le long du quai Branly.

1 000 BÂTIMENTS, 8 200 ARBRES, 25 STATUES ET 3 PONTS RECONSTITUÉS

Cette surface intègre à la fois les bâtiments, les aménagements routiers et piétonniers, les espaces verts, la Seine et le mobilier urbain. Un modèle simplifié de la zone a été édité sur la plateforme Autodesk Infraworks. C’est à partir de cette base que les candidats ont travaillé à l’élaboration de leur projet « Grand Site Tour Eiffel ».

« Tout y a été reconstitué : plus de 1 000 bâtiments, 8 200 arbres, 25 statues, 3 ponts, plus d’une centaine de lampadaires et de pièces de mobilier urbain. Nous pouvons même simuler la circulation autour de la Tour Eiffel ainsi que les flux de personnes au pied de l’édifice. Nous disposons également d’une vue en immersion qui correspond à la vue qu’aurait un utilisateur se promenant près de la Tour Eiffel », conclut Emmanuel Di Giacomo.

On le voit, le BIM et le CIM n’ont pas fini de nous étonner. Les possibilités de modélisation sont infinies, pour peu que les données soient disponibles. Cette disponibilité requiert une coopération entre toutes les parties prenantes d’un projet foncier ou d’urbanisme : municipalités mais aussi acteurs du BTP, de la voirie, des réseaux urbains, de la gestion des déchets doivent travailler main dans la main.

Visuel principal de l’article : © Autodesk InfraWorks