BIM et SIG : l’alliance qui transformera la conception et la construction d’infrastructures

Par Nicolas Mangon
- 29 Nov 2018 - 7 min De Lecture
GIS and BIM Integration
La fusion des données SIG et BIM introduit un élément géospatial dans la conception des structures, ce qui rendra les bâtiments, les routes et les transports plus sûrs et plus intelligents.

Malheureusement dans le secteur des BTP, au fil de toutes les phases d’un projet de construction, force est de constater que des données cruciales se perdent inexorablement.

En pratique, déplacer les données d’une phase à l’autre d’un projet, par exemple du cycle de vie d’un pont, revient à effectuer un transfert d’un logiciel à un autre. En effet, ces logiciels ne reconnaissent que leurs propres données, qui d’ailleurs perdent de leur richesse et de leur valeur dès qu’on les transfère. Par conséquent, lorsqu’un intervenant a besoin de données provenant d’une phase antérieure du processus, les chefs de projet, concepteurs et ingénieurs doivent souvent recréer ces informations manuellement, ajoutant bien des efforts inutiles. 

Mais soyons rassurés car les logiciels SIG (système d’information géographique) connaissent une véritable révolution : la maquette numérique. Pour les secteurs de la conception et du BTP, cette évolution reflète la même transformation que le passage des plans bidimensionnels à la maquette numérique (BIM) en 3D. De plus, elle marque l’émergence de l’intégration du SIG et du BIM au sein d’un environnement holistique unique.

GIS and BIM integration geospatial
Les données SIG introduisent un élément géospatial dans la conception BIM et offrent une meilleure planification des routes et des ponts, dans leur contexte environnemental respectif.

Les débuts de l’alliance BIM-SIG

Les données provenant des systèmes d’information géographique sont nécessaires à la planification et à l’exploitation des routes, ponts, aéroports, réseaux ferroviaires et autres infrastructures dans leur contexte environnemental, tandis que les données relatives à la maquette numérique, elles, sont essentielles à la conception et à la construction des structures.

En combinant les deux, on obtiendra une maquette numérique pourvue d’un calque précisant le contexte géospatial. En d’autres termes, les SIG fourniront, par exemple, un aperçu des zones sujettes aux inondations. Grâce à ces informations, les concepteurs seront en mesure d’influencer l’emplacement, l’orientation et même les matériaux de construction d’une structure.

L’échelle n’est toutefois pas un paramètre à négliger : les données des SIG s’appliquent à l’échelle de la ville, de la région ou du pays, alors que les données BIM se rattachent à la conception et à la construction d’une forme ou d’une structure spécifique. À l’aide de la maquette numérique actuelle, il est désormais possible de concevoir la structure physique d’un objet à l’échelle, que ce soit l’esquisse d’une porte, d’une fenêtre ou d’un mur. Ajoutons à cela les données géographiques ; on peut alors travailler cet élément dans un paysage plus vaste et plus intelligent : on reliera un bâtiment à une parcelle de terrain, aux services publics, et aux infrastructures routières.

GIS and BIM integration roads highways
L’intégration des données BIM et SIG avec les informations recueillies par des systèmes autonomes de capteurs automobiles permettra d’améliorer la conception et la gestion des routes.

Le regroupement de ces deux échelles relatives ainsi que la transmission fluide des informations entre elles élimine la redondance des données. En outre, l’intégration d’un contexte géospatial plus complexe à la maquette numérique sera synonyme d’économies financières pour le maître d’ouvrage, et de projets de conception de meilleure qualité.

À l’aide du stockage des informations dans le cloud, les intervenants des projets d’infrastructure et de construction pourront gérer les données de chaque environnement, et ce, où qu’ils se trouvent dans le monde, tout en réutilisant et en appliquant ces informations à d’autres contextes, sans avoir à convertir continuellement les données.

Maquette numérique + Données de localisation = Plus d’économies à long terme et une meilleure qualité de conception

Qu’il s’agisse de déplacer le processus de construction dans une usine de préfabrication ou de transformer le chantier en une usine en plein air, les entrepreneurs mettent l’accent sur l’amélioration de la planification logistique et sur la réduction, à la fois du temps de travail, et de la quantité de déchets. En effet, l’intégration d’une dimension spatiale à ce nouveau processus de construction industrialisée permettra d’accroître l’efficacité de chaque projet en cours de réalisation.

Esri et Autodesk collaborent afin d’améliorer l’interopérabilité entre les logiciels de maquette numérique et les logiciels géographiques. Ce partenariat a pour objectif de créer le « jumeau numérique » d’une structure physique en vue de fournir une meilleure conception dans un contexte réel, rendant ainsi la construction et les opérations plus efficaces.

La synthèse des technologies, elle, est déjà en cours, notamment à New York : dans le cadre du projet de soutien de la réhabilitation de l’aqueduc inférieur de Catskill, Mott MacDonald, société mondiale d’ingénierie et de conception, intègre à la fois les technologies de conception numérique et les technologies géospatiales. En effet, de ce travail numérique découle un moyen progressif d’enregistrer, d’indexer et de récupérer facilement l’information afin d’assurer la bonne exécution du projet.

La géolocalisation : une science au cœur de l’évaluation des risques

De nos jours, les villes font face à des problèmes de durabilité et de résilience. Maximiser la valeur à long terme de nouvelles routes, de nouveaux ponts et de nouvelles infrastructures équivaut à améliorer la qualité des conceptions ; il est donc possible de relever un grand nombre de ces défis. Pour ce faire, il faudra optimiser l’échange dynamique entre les données du BIM, de la CAO et les données géospatiales des SIG.

En plaçant la maquette numérique au cœur d’un emplacement réel et localisé, on éliminera une grande partie des risques habituels liés à la conception et à la construction. Malheureusement, les retards les plus importants dans les grands projets d’infrastructure proviennent des phases de planification et de délivrance des permis. Ces dernières comportent de nombreuses analyses, à la fois des impacts sociaux, économiques, et environnementaux. Jusqu’à présent, les ingénieurs et les planificateurs ont effectué la majeure partie de ces analyses à part du processus de conception, en se penchant sur les données géospatiales. En consultant des cartes, ils peuvent alors examiner des plaines inondables ou encore localiser des installations publiques souterraines. Mais alors, pourquoi ne pas travailler en utilisant simultanément les données SIG et BIM ?

GIS and BIM integration infrastructure
La conception des routes et des ponts à long terme sera marquée par l’optimisation de l’échange des données BIM, CAO et SIG.

L’intégration des informations géolocalisées aux maquettes numériques comporte des avantages, même après la construction d’une structure : au lieu de simplifier les données à l’excès, ce modèle flexible relié au SIG fournit la base nécessaire à la gestion des infrastructures. Les clients ont ainsi la possibilité de réutiliser ces données tout au long du cycle de vie de la structure en question.

Par ailleurs, l’exploitation d’une route comprend la gestion d’un service public, la gestion de l’installation des glissières de sécurité, l’entretien du marquage routier et la supervision des équipes d’entretien. Autrement dit, une route demande énormément d’améliorations et de rénovations. En combinant à la fois les données géospatiales, la conception assistée par ordinateur et la maquette numérique, on sera en mesure d’améliorer l’opérabilité et ainsi d’éliminer les erreurs. Il va sans dire que cette convergence technologique jouera également un rôle important pour la maintenance prédictive.

Boucler la boucle des données

La création de villes plus intelligentes, requiert des décisions d’aménagement territorial plus judicieuses, et c’est pourquoi il est essentiel de mettre l’accent sur l’intégration d’informations géospatiales dans la maquette BIM. Imaginons les bénéfices que ces systèmes pourraient apporter à l’évolution des voitures sans conducteur : les capteurs automobiles recueillent constamment les informations en temps réel. C’est à l’aide de cartes d’une très grande précision que les voitures autonomes peuvent se déplacer, planifier leurs trajectoires géométriques locales et créer leur horizon électronique.

GIS and BIM integration construction

On pourra utiliser les données SIG et BIM lors de l’exploitation et de la gestion des infrastructures. Les données cartographiques, interprétées par les écrans de bord, sont en quelque sorte une route 3D pavée d’informations géospatiales qui reflètent l’environnement tel qu’il est réellement. Au fur et à mesure que les voitures sans conducteur de demain recenseront les informations actualisées relatives à la géométrie des routes, telles que fermetures et changements de voies dus à des travaux de construction, elles identifieront les zones à haut risque. Ces informations seront ensuite transmises aux responsables de la conception et de l’entretien des infrastructures routières à venir. L’ensemble du processus sera alors plus fluide, sans compter qu’outre-Atlantique, il permettra au département des Transports américain d’être plus réactif lors de la réparation des routes en mauvais état.

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