BIM: Défis et potentiel

L’adoption de technologie dans le domaine de la construction a été lente, mais le secteur de l’industrie prend de plus en plus conscience du potentiel du BIM.

Le BIM permet une meilleure prise de décision tout au long du cycle de vie d’un projet. Le BIM solutionne des problèmes de longues dates à meilleur coût,en résolvant les problèmes de manière plus efficace, en améliorant la communication ainsi que la vitesse de construction des bâtiments. Plusieurs défis BIM ont alors été identifiés afin que son implémentation devienne la norme.

Le BIM en résumé

Le Building Information Modeling (BIM) est décrit comme étant un “processus impliquant le partage systématique et la coordination d’informations digitales d’un bâtiment tout au long de son cycle de vie” (Eastman et al., 2011). Le BIM est apprécié en tant que technologie collaborative qui permet de résoudre la majeure partie des défis de livraison inhérents à la communication dans cette industrie (Navendren et al., 2014).

Ces vingt dernières années, les prestations efficientes et efficaces des services ont été un défi majeur dans l’industrie de la construction. Le fractionnement a joué un rôle clés dans le processus de livraison. Les problèmes cités étaient les suivants : manque de certitude quant aux coûts et aux délais dans le processus de prestation ; qualité du produit fini; culture accusatoire; risques et récompenses délégués ingérables (Navendren et al., 2014).

Le manque d’intégration de planification du processus de livraison empêche toute forme de communication ou de collaboration efficace. Faire en sorte que ce processus unique soit bien coordonné semble être l’élément catalyseur à l’amélioration de l’industrie du bâtiment (Arayici et al., 2011).

La communication virtuelle 3D émerge en tant que nouveau processus susceptible de révolutionner le niveau d’intégration et de collaboration dans le système de livraison de projet (Eastman et al., 2011). Et ce processus n’est autre que le BIM.

Les prévisions du BIM

Bien que le BIM soit présent depuis les années 80, il n’est véritablement populaire que depuis quelques années (Eastman et al., 2011). Au Royaume-Uni, le BIM est largement évoqué en raison de la stratégie de construction du gouvernement britannique qui souhaite mettre en oeuvre le niveau 2 du BIM (BIM Level 2).

Il souhaite la mettre en place, pour tous les projets menés par le gouvernement d’ici fin 2016 selon la feuille de route, qui vise à l’adoption universelle du BIM par ce secteur industriel(Navendren et al., 2014). Les attentes du gouvernement incluent une efficacité des livraisons, l’amélioration du rendement d’émissions de carbone, et enfin réduire les coûts de construction de 20% sur les projets publics en adoptant systématiquement le BIM (Navendren, 2014).

Il est prévu de concrétiser ces objectifs grâce aux avantages liés à l’utilisation du BIM. Toutefois, il existe plusieurs problèmes spécifiquement sociaux qui jouent en défaveur de ces avantages. Ils seront abordés dans les paragraphes suivants en parallèle des avantages du BIM.

Les avantages du BIM

Le potentiel du BIM est considérable. Les avantages de sa mise en œuvre dans les projets de construction sont nombreux et comprennent les principaux aspects suivants (Azhar, 2011) :

• Des processus plus rapides et plus efficaces: Les informations sont plus facilement partagées, elles gagnent en valeur ajoutée et elles peuvent être réutilisées.
• Une meilleure conception: Les propositions de construction de bâtiments peuvent être rigoureusement analysées , les simulations sont réalisées rapidement, les performances sont évaluées, et cela permet la mise en oeuvre de solutions améliorées et innovantes.
• Contrôle du coût, des cycles de vie et des données environnementales: Les performances environnementales sont plus facilement prévisibles et le coût des cycles de vie sont mieux compris.
• Une production de meilleure qualité: La production de la documentation est flexible et exploite l’automatisation.Un assemblage automatisé: Les données numériques sur les produits peuvent être exploitées dans les processus en aval et utilisées pour la fabrication et l’assemblage de systèmes structurels.
• Un meilleur service clients: Les propositions sont mieux comprises grâce à une une visualisation précise.
• Les données sur le cycle de vie: Les exigences, la conception, la construction et les informations opérationnelles peuvent être utilisées dans la gestion des installations.

Dans une étude de cas portant sur 32 grands projets, le “Center for Integrated Facilities Engineering” de l’Université Stanford a signalé les avantages suivants dans les données statistiques (CRC Construction Innovation, 2007) :

• Jusqu’à 40% de suppression d’imprévus non budgétisés
• L’exactitude de l’estimation des coûts à 3% prèsprêts, par rapport aux estimations traditionnelles
• Jusqu’à 80% de temps gagné sur l’estimation d’un coût
• Jusqu’à 10% d’économies sur la valeur du contrat grâce à la détection des conflits
• Jusqu’à 7% de réduction du temps de projet

Il y a aussi des avantages particuliers propres aux différents participants du projet:

• Les clients: Identifier des exigences plus ciblées grâce à l’amélioration de la communication avec l’équipe de conception.
• Les concepteurs: Une précision accrue concernant les plans de conception, la facilité de tester les options de conception, et la facilité de distribuer aux différentes équipes la documentation de conception.
• Les entrepreneurs: L’accès à des informations de meilleures qualité pour estimer et faire des appels d’offres, une participation précoce pour contribuer à la constructibilité ainsi qu’à une programmation efficace, et enfin une construction sans heurts grâce à la possibilité de faire des simulations avant d’entreprendre la construction.
• Facility Management: Amélioration de la qualité de l’information sur l’exécution et la remise des travaux. L’intégration est plus facile dans les systèmes de facility management informatisés notamment pour l’évaluation de l’entretien et de l’occupation des postes.

Image courtesy of Bosch Security.

Afin d’évaluer un investissement proposé, le retour sur investissement (ROI) est généralement analysé. Il fait le point entre les bénéfices d’investissement prévus et le coût d’investissement (ROI = bénéfices/coût). Dans une étude détaillée des coûts provenant de 10 projets, pour plusieurs d’entre eux, le ROI du BIM oscillait de 39,900% à 140%.

La moyenne générale calculée était de 1,633% et de 634% pour les projets qui ne bénéficiaient pas de planification ou qui n’évaluaient pas la phase de diagnostic. A cause d’une importante dispersion des données, il était difficile de conclure à une plage spécifique de ROI du BIM.

D’autres projets mesurent les économies réalisées par le BIM par le biais de la véritable phase de construction, la détection de collisions, la prévention des coûts, ou encore la planification/l’analyse de valeurs. Aucun coûts mentionnés ne tenait compte des économies indirectes, telle que celles liées à la conception, à la construction, à l’administration ou à d’autres formes de réduction des coûts résultant de la mise place du BIM.

Dans une étude du BIM menée par la McGraw Hill Constructionen 2014, il apparaît que 75% des entrepreneurs ont globalement déclaré un RSI positif. Le RSI actuel du BIM est très probablement bien plus élevé qu’à l’époque.

Les risques du BIM

Les risques inhérents à la mise en oeuvre du BIM peuvent être séparés en deux catégories distinctes: légaux (ou contractuels) et techniques (Azhar, 2011).

• Légaux: Il y a un manque de détermination des droits de propriété des données BIM et il est à la fois de grande nécessité de les protéger par le biais des lois sur le droit d’auteur et par d’autres voies légales. Il n’y a pas de réponse simple à la question de la propriété des données, car les membres de l’équipe fournissent des renseignements exclusifs qui sont utilisés dans la conception d’un projet et qui sont payés par le maître d’ouvrage. Lorsque des membres d’une équipe de projet, autres que le propriétaire et l’ingénieur/architecte fournissent des données pour les intégrer au BIM, des problèmes de licence peuvent survenir. Une autre question est de savoir qui contrôlera l’entrée des données dans le modèle et qui sera responsable de toute inexactitude. Le concept d’intégration brouille le niveau de responsabilité que le risque et la responsabilité sont susceptibles d’augmenter.
• Techniques: Comme le coût et le planning sont ajoutés comme dimensions supplémentaires au building information modeling, la nécessité d’une interface appropriée entre les différents programmes devient également un problème. La responsabilité de l’exactitude et de la coordination des coûts ainsi que la planification des données doiventt être traitées de façon contractuelle — les risques liés à l’utilisation du BIM sont divisés à part égale entre tous les participants au projet, tout comme le sont les récompenses qui en découlent.

Les Défis du BIM

Malgré les avantages démontrés par de nombreuses études de cas, il reste encore quelques défis pour le BIM qui continuent d’entraver l’adoption et la mise en œuvre plus large du BIM. Nombreuses sont les petites entreprises qui appréhendent le changement généré par tout le processus du BIM. En 2014, l’Organisation Nationale de Spécification du Bâtiment (NBS) a exposé les cinq causes principales de gestion qui font que les organisations ne se sont pas encore décidées à passer au BIM (Lymath, 2014).

1. La demande client. 73% des petites entreprises disposant de cinq salariés ou moins expliquent que leur clientèle n’émet pas de demande concernant le BIM. Alors que le gouvernement de Grande-Bretagne tend à imposer l’utilisation du BIM pour les travaux issus des fonds publics. Les clients des petites entreprises formulent assez peu ce genre de demande.
2. La pertinence. 71% des petites entreprises estiment que le BIM n’est pas toujours adapté à leurs projets. Elles estiment que leur charge de travaille n’a pas atteint un niveau de complexité qui requiert l’utilisation du BIM. Toutefois, il faut savoir que même des projets domestiques peuvent s’avérer compliqués.
3. Le coût. Le passage au BIM implique des dépenses en logiciels, en formation et en temps. Il faut toutefois tenir compte du fait que les avantages potentiels l’emportent sur les coûts- ceux qui ont adopté le BIM tendent à dire que les résultats sont meilleurs que ceux escomptés.
4. La taille du projet. Il ne faut pas croire que le BIM n’est efficace que pour les projets de grande ampleur. Le BIM s’adapte à toutes les tailles de projets, en partant d’un projet domestique jusqu’à bien plus grand. Même sur des projets de petite taille, des bénéfices peuvent être réalisés.
5. Les compétences en interne. 62% des petits entrepreneurs (disposant de cinq salariés ou moins) et 77% des entreprises (de six salariés ou plus) ont expliqué qu’elles ne disposaient pas en interne des compétences requises pour le BIM. Cependant, la reprise des activités dans ce secteur industriel augmente la demande en recrutements, et fait donc de cette période, le moment idéal pour recruter des personnes compétentes. Les plus petits entrepreneurs peuvent tout aussi bien investir en formations ce qui conduirait à des coûts globaux plus réduits.

Ces problèmes de gestion se regroupent autour de la mise en oeuvre et de l’utilisation du BIM. Il n’existe pas de consensus clairement établi sur la façon de mettre en oeuvre ou d’utiliser le BIM. Il n’existe pas non plus de document unique du BIM qui explique la façon de l’appliquer et de l’utiliser.

Il est impératif de standardiser le processus du BIM et de définir des lignes directrices pour sa mise en place. Il est également nécessaire de préciser qui devrait développer et exploiter le building information modelling et de quelle manière devraient être répartis les coûts d’aménagement et d’exploitation.

Les raisons techniques, d’autre part, peuvent être réparties en trois catégories (Bernstein and Pittman, 2005).

1. La nécessité de bénéficier de modèles de processus de construction bien définis pour éliminer les problèmes de compatibilité des données.
2. L’obligation d’avoir des données de conception numérique calculables.
3. La nécessité de bénéficier de stratégies pratiques bien développées permettant l’échange ciblé et l’intégration d’informations utiles entre les différents composants des building information modeling.

L’ evolution du processus commercial transactionnel

Il est fort probable que le BIM facilite le flux d’informations et permette de connecter les processus mais il ne résoudra pas pour autant les défis commerciaux. Intégrer les données de fabrication dans un processus basé sur un modèle destiné à la construction, peut permettre de résoudre des conflits potentiels mais ne répond pas à l’absence sous-jacente d’intégration de processus d’affaires élémentaires (Bernstein and Pittman,2005).

La calculabilité de l’Information de conception numérique

Les outils de conception assistée par ordinateur (CAO) actuellement utilisés par le secteur industriel du bâtiment ne créent rien de plus que des données visuelles sans informations calculables. Ces observations sont utiles lorsqu’elles sont parcourues par des personnes, mais contiennent finalement peu d’informations utilisables pour tracer un véritable schéma.

La plupart du temps, les personnes regardent les données, les interprètent et les transfèrent sur de nouvelles applications afin d’en obtenir une nouvelle lecture. Autant dire que le temps perdu et la marge d’erreur possible sont d’autant plus importants.

Avant que ce secteur industriel adopte pleinement le BIM, il faudrait avant tout que l’on comprenne le besoin d’avoir des informations calculables, mais aussi que les mentalités évoluent pour passer des images à des modèles d’information. Une fois que la valeur des bases de données calculables sera reconnue — et que des bases de données calculables seront créées pour les bâtiments — de nouvelles formes de valeurs pourront être lancées (Bernstein and Pittman, 2005).

L’ interopérabilité des données utiles

Dès lors que les processus commerciaux et la calculabilité sont résolus, l’ultime condition indispensable à l’adoption du BIM est de rendre les données qui en résulte, accessibles aux parties concernées, impliquées dans le processus de construction (Bernstein and Pittman, 2005).

Cette idée de partager les informations de conception fait référence à “l’interopérabilité”. Ces dernières années, les techniques du BIM ont exposé ce problème de l’utilité de l’interopérabilité par le biais de l’intégration de divers logiciels qui accompagnent différents formats d’outils du BIM (Wang, 2011).

Les chercheurs et les professionnels du secteur industriel ont développé des solutions pour résoudre ces défis du BIM et les autres risques associés. Il est prévu que l’utilisation du BIM continue sa courbe de croissance dans l’industrie du bâtiment, de l’ingénierie et de l’architecture.

Image via eCAD Studio.

Le building information modeling améliore considérablement l’estimation de la performance du bâtiment et de son fonctionnement. Ainsi, grâce aux manières innovantes de concevoir de façon virtuelle et de gérer des projets, le paysage de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction est doucement en train de se modifier.

Comme le BIM est de plus en plus utilisé, il devrait en être de même de la collaboration au sein des équipes de projets, prédisant une rentabilité renforcée, une réduction des coûts, une meilleure gestion du temps, et l’amélioration des relations clients (Azhar, 2011). Le potentiel de bénéfice économique est aussi évident, lorsque l’on se base sur les 634% de retour sur investissement (ROI) des études de cas du BIM.

Le BIM apporte un nouveau paradigme au sein de l’AEC — l’intégration des fonctions de tous les entrepreneurs d’un projet pourrait ainsi améliorer l’efficacité et l’harmonie générale, mais pourrait aussi mener à la perte de ces importants mécanismes d’équilibre actuels.

L’avenir s’annonce sous les meilleurs auspices pour le BIM; à la fois passionnant et plein de défis. Espérons que l’utilisation croissante du BIM permettra à l’industrie de voir une hausse de sa productivité et le coûts des projets diminuer.

Dans un article de blog précédent, nous avons décrit ce qu’est le BIM et son impact sur la digitalisation du secteur de la construction en pleine évolution. Cet article fait partie d’une série qui aborde toutes les facettes du building information modeling (BIM). Enrichissez vos connaissances grâce à des articles traitant de l’histoire du BIM, des différents rôles dans un cycle de projet du BIM, mais aussi quelles seront ses implications à venir, et les idées reçues sur son utilité. Nous disposons également d’un ebook téléchargeable pour améliorer la productivité d’un chantier, en vous aidant à choisir des outils qui vous permettront d’adapter au mieux votre processus de documentation pour votre entreprise de construction.