OUTIL D’AIDE À LA RÉDUCTION DU DÉCALAGE ENTRE LES … · 2019-04-12 · dans le projet PerEn a permis de formuler une série de recommandations qui visent la réduction du décalage

SENOUTIL D’AIDE À LA RÉDUCTION DU DÉCALAGE ENTRE LES PERFORMANCES PLANIFIÉE ET EFFECTIVE

ÉQUIPE DE PROJETFlorinel Radu, responsable de projet Redouane Boumaref, ArchitecteJonathan Parrat, architecte, collaborateur scientifi queLauriane Bererd, urbaniste, collaboratrice scientifi queIlse Bahnsen, architecte, collaboratrice scientifi que

PARTENAIRES DU PROJETAndreas Stucki, Raiffeisen SuisseDominique Andrey, Raiffeisen Sarine-OuestFrançois Guisan, Implenia SAConrad Lutz, Lutz ArchitectesFabrice Rognon, CSD IngénieursBernhard Stamm, CSD IngénieursRoxanna Carrel, Projeco Environnement SàrlWerner Halter, Climate ServicesFlavio Foradini, E4Tech

ONT CONTRIBUÉMatthias ArmengaudSerge BoschungBenjamin CavalloBastien ChappuisPatrick DefagoAchille DeillonMyriam DonzallazLuc DreyerOlivier FranceyUrs GrossenbacherLaureline GuilpainAndré JekkerFélix MajouEric RoubatyMichaël StrehleLuc Trottier

Octobre 2017© Institut TRANSFORM, HEIA-FR

SENOUTIL D’AIDE À LA RÉDUCTION DUDÉCALAGE ENTRE LES PERFORMANCESPLANIFIÉE ET EFFECTIVE

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TABLE DE MATIÈRES

Problématique

Présentation de l’outil SEN

Labels

Building Information Modeling (BIM)

Valorisation future

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Le décalage entre la performance énergétique planifi ée et la performance énergétique réelle a de nombreuses causes : (A) les décalages entre la théorie, la pratique et la réalité ; (B) la complexité croissante des bâtiments ; (C) la compréhension partielle de la performance énergétique ; (D) le manque de vision globale du processus.

Généralement, un premier problème de fond se trouve dans la trop grande marge d’erreur entre la théorie, la pratique et la réalité : la phase de conception est basée sur un grand nombre d’hypothèses théoriques qui sont confrontées avec la réalité dans les phases de réalisation et d’exploitation. Ce problème traverse tout le processus de réalisation du bâtiment performant énergétiquement.

Les hypothèses théoriques ont toujours des simplifi cations à leur base :

• Le bâtiment est compris comme un objet statique, mettant de côté son caractère réel dynamique

• Le cahier des charges est supposé être fi gé au début du processus, mais les exemples réels illustrent le fait que l’imprévu intervient souvent

• Les paramètres utilisés pour déterminer la performance énergétique planifi ée sont des standards, mais en réalité ils varient, notamment les besoins et les comportements des usagers

• Le dimensionnement des équipements est fait prenant en compte les caractéristiques techniques du fournisseur, mais leur fonctionnement réel présente toujours des marges

Le décalage entre théorie et réalité est surtout visible dans le manque de consensus entre les spécialistes sur les méthodes de calcul et de mesure. En l’absence de réelles mesures systématiques opérées sur les bâtiments exploités, les garanties énergétiques apportées dans la construction ne sont que des garanties de moyens et non des garanties de résultats. D’ailleurs, la responsabilité des mesures concernant l’amélioration de la performance énergétique est diffuse, étant répartie entre les

PROBLÉMATIQUE

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Outil d’aide au contrôle du décalagede perform

ance énergétiquePerEn

concepteurs qui agissent sur la base des contrats de mandataire, garantissant seulement les moyens. Ceci contraste avec le contrat des entreprises générales ou totales qui fonctionnent sur la base des contrats qui doivent garantir le résultat.

Un deuxième problème de fond est généré par la complexité croissante des bâtiments qui exige l’intervention d’un grand nombre d’acteurs. Ceux-ci doivent non seulement faire preuve de compétences spécifi ques toujours mises à jour, mais également de compétences en termes de collaboration interdisciplinaire pour laquelle ils ne sont pas formés. Par exemple, les normes SIA décrivent très précisément les tâches des architectes et des ingénieurs, mais elles ne donnent aucune indication sur les modalités de leur collaboration qui se heurte dans la pratique à une différence fondamentale des approches du travail, itératif pour les architectes et résolution des problèmes par les ingénieurs.

Un troisième problème de fond est la compréhension partielle de la performance énergétique qui ne couvre pas le cycle de vie des bâtiments et, notamment, la prise en compte de l’énergie grise. Par conséquent, on trouve une multitude de solutions partielles qui traitent la performance énergétique séparément des autres enjeux tel que le confort des usagers, le rendement fi nancier ou d’autres qualités architecturales (acoustique, éclairement, sécurité). Ce problème de fond se manifeste dans le recours à de nouvelles technologies qui ne garantissent pas, soit leur effi cacité, soit leur comportement durable dans le temps.

Un quatrième problème de fond est le manque de vision

globale du processus de réalisation des bâtiments performant énergétiquement qui découle également de sa complexité. Le suivi des critères de performance énergétique passe d’un acteur à l’autre lors de changement de phase (conception – réalisation – exploitation) ce qui génère des pertes d’informations et un manque de continuité dans la poursuite des objectifs.

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La prise en considération de l’ensemble de ces problèmes dans le projet PerEn a permis de formuler une série de recommandations qui visent la réduction du décalage entre la performance énergétique planifi ée et la performance énergétique réelle. Sans avoir l’ambition de régler ces problèmes d’une manière exhaustive, les résultats du projet PerEn sont regroupés dans un outil – cadre permettant aux acteurs concernés (spécialement les partenaires du projet PerEn) d’agir d’une manière plus effi cace dans leurs réalisations futures.

Il consiste en :• 29 fi ches de recommandations à suivre pour répondre aux

problèmes identifi és• Un organigramme du processus SIA qui permet le suivi des

mesures pour l’amélioration de la performance énergétique réelle

• Un organigramme du processus « Suivi de la performance énergétique » (SEN) avec la mise en évidence des aspects critiques

• Quatre fi ches avec des exemples d’application dans des cas réels développés par les partenaires

• Une présentation de la méthode BIM adaptée aux enjeux de la performance énergétique

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PRÉSENTATION DE L’OUTIL SEN

L’outil SEN présente plusieurs caractéristiques :• Vision globale des problèmes issus de la pratique• Distinction entre les problèmes génériques (diffi ciles à régler)

et les problèmes spécifi ques (solutions opérationnelles)• Lien direct entre problème et recommandation ce qui

facilite leur application• Identifi cation des acteurs concernés par le problème et

ceux concernés par la solutionIl permet d'appréhender la complexité du sujet et facilite la

compréhension du rôle de chaque acteur. Il est également un outil évolutif qui permet l'accumulation et la communication des « bonnes pratiques » par chaque partenaire de projet.

FICHES DE RECOMMANDATIONS

Chaque fi che contient :• Les aspects problématiques identifi és lors des entretiens

avec les partenaires du projet PerEn. Le propos met en évidence la cause sur laquelle on peut agir ou l’aspect sur lequel on peut intervenir

• Des paraphrases extraites des entretiens qui illustrent les aspects problématiques

• Des recommandations de solutions génériques et opérationnelles illustrées par des paraphrases extraites des entretiens avec les partenaires du projet PerEn

• La localisation des recommandations dans les phases de réalisation du bâtiment et les acteurs impliqués

• La précision des partenaires du projet PerEn qui sont concernés par la problématique

• La hiérarchie des recommandations selon le degré d’applicabilité et le degré d’impact sur la PE

Les fi ches sont groupées selon des problématiques générales : manque d'approche globale, manque chez les acteurs d’une « culture de la performance énergétique », décalage entre la complexité du bâtiment et la capacité des acteurs à la gérer, le fi nancement de la performance énergétique et le décalage entre le cadre légal et la pratique. Toutes ces fi ches génériques sont présentées au début du groupement des fi ches spécifi ques.

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L’analyse des recommandations présentes dans les cartes selon leur nature montre que la plupart concernent le pilotage et l’organisation ( cartes 8, 9, 12, 6, 16, 21, 5, 3, 20, 19, 21, 13), la collaboration (10, 23, 11, 24) ou la communication (14, 11, 26). Un autre groupe de recommandations correspondent à des obstacles diffi cilement surmontables qui nécessitent l’action des autorités (25, 29), l’adaptation de la formation des architectes et des ingénieurs (7, 8, 9, 12) ou la réalisation des projets de recherche (17, 22, 23, 26).

GENÈSE DU PROJET

FORMATION 1 DÉFINITION DES OBJECTIFS

2 ÉTUDES PRÉLIMINAIRES

3 ÉTUDE DEPROJET

4 APPELS D’OFFRES

5 RÉALISATION 6 EXPLOITATION RECHERCHECONTEXTE

RAIF

FEIS

ENIM

PLEN

IAPR

OJEC

OLU

TZCS

DE4

TECH

CLIM

ATE

S.

Recommandations, en ordre d’importance selon leur applicabilité par les partenaires et leur degré d’impact sur le décalage de performance énergétique.

RÉSUMÉ DE LA PROBLÉMATIQUE

Explication de la problématique spécifi que, ses causes et ses impacts sur la problématique globale du décalage de la performance énergétique (planifi ée - réelle).

Parte

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formation des acteurs, genèse du projet, phases SIA, contexte et future recherche

INVESTISSEURS

ING SPÉCIALISÉS

MO

USAGERS

EG / ET

AUTORITÉS

ARCHITECTE

RECHERCHEENSEIGNEMENT

MOMENT D’APPLICATION DE LA RECOMMANDATIONA

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Propos relatifs à la problématique,

issus des entretiens avec les partenaires

du projet et d’autres acteurs du domaine (bureaux

d’architectes, bureaux d’ingénieurs, Service de l’énergie),

ainsi que des cas d’étude externes au

projet.

Propos relatifs aux solutions

Illustration d’une ‘carte type’ montrant le contenu des cartes. (TRANSFORM)

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ORGANIGRAMME DU PROCESSUS SEN

ORGANIGRAMME DU PROCESSUS SIA

FICHES DES CAS D’ÉTUDES DES PARTENAIRES

L’organigramme du processus est une simplifi cation de l’organigramme SIA qui met en évidence les tâches qui ont un impact déterminant sur la performance énergétique. Il inclut également les décisions et les aspects critiques du processus. Il précise, par son ce contenu, le rôle d’un acteur capable d’avoir une vision globale du processus, nommé « délégué SEN ». Ce rôle peut être assuré par un architecte ou un ingénieur généraliste.

Ces fi ches sont dédiées aux quatre études de cas provenant des partenaires (Raiffeisen, Implenia, Lutz et Projeco). Une fi che contient :

• La description du déroulement en phases et étapes• La précision des aspects problématiques sous la forme des

paraphrases extraites des entretiens• La précision des recommandations concernant les aspects

problématiques

MÉTHODE « BUILDING INFORMATION MODELING » (BIM)

Ce texte présente la méthode BIM vue au travers de la perspective de la performance énergétique. Il contient :

• Une description succincte de la méthode BIM • La mise en évidence des aspects caractéristiques de la

méthode BIM qui sont liés au processus SEN• L’application de la méthode BIM dans le suivi de la

performance énergétique • Un résumé de l’état actuel du sujet BIM en Suisse

L’organigramme du processus SIA est la transcription et l’enchaînement des tâches des différents acteurs (autorités, maître d’ouvrage, architecte, ingénieur civil, ingénieur spécialisé, maître d’état, fournisseur, et usager). Il regroupe dans un seul document les prescriptions prévues dans les normes SIA 102, 103, 108 et 112. Cet organigramme offre un cadre qui permet à l’utilisateur d’avoir une vue d’ensemble de l’entier du processus. Il contient la localisation des recommandations présentes dans les fi ches.

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LABELSEn dehors des exigences légales, l’obtention d’un label

énergétique peut également orienter le processus de réalisation d’un bâtiment. Le Standard de construction durable suisse (SNBS), suite à une analyse exhaustive, identifi e une série d’aspects critiques de l’ensemble des labels utilisés en Suisse :

• Les labels Minérgie (-P/-A) ne tiennent pas compte des phases d’exploitation et de démantèlement du bâtiment. Les labels et standards orientés sur le processus (tel que BREEAM, GEAK, Cité de l’Énergie, 2000-Watt-Areale, SMéO et SIA 2040) couvrent ces phases. Le label eco-bau (EKO-BKP Merkblätter ökologisches Bauen) est le seul à avoir une vision transversale des échelles en considérant à la fois le bâtiment, les éléments de construction et le processus de réalisation

• Les labels les plus utilisés s’arrêtent à un nombre limité de critères, en particulier ceux de l’énergie de fonctionnement, et partiellement le confort thermique. Des labels tels que LEED, Société 2000W ou SMéO par exemple, s’intéressent à un nombre d’aspects plus important. Tandis que SNBS, DGNB et BREEAM considèrent l’ensemble des critères (énergie de fonctionnement, confort thermique intérieur, matériaux / énergie grise, coûts / économie de la construction, aspects sociaux, mobilité et insertion dans le contexte)

En conclusion, le maître d’ouvrage se trouve face à la diffi culté du choix de label :

• Les labels spécifi ques ont une portée restreinte ou isolent la PE des autres critères de performance et n’exigent pas la vérifi cation de la performance effective

• Les labels « globaux » associent la PE avec d’autres critères de performance, une vision qui correspond à la vision SEN développée dans le projet PerEn

Pour répondre à cette diffi culté, SNBS offre une série de critères qui représentent un aide à la décision pour le MO désirant une certifi cation. Cette vision correspond également à la vision SEN qui met en évidence le fait que certains critères sont qualitatifs et que l’atteinte de l’ensemble des objectifs est conditionnée par leur prise en compte dès le début et tout le long du processus.

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BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)

Qu’est-ce que le BIM ?

PAS UNIQUEMENT UN OUTIL

Le Building Information Modelling (BIM) a comme but principal d’optimiser l’échange d’information au sein du processus de réalisation des bâtiments. « Mettre à disposition la bonne donnée, au bon moment et à la bonne personne. »

La compréhension du BIM se limite en général à la maquette numérique. C’est-à-dire un moyen numérique de regrouper les multiples informations du bâtiment d’une manière organisée. Or, la notion de BIM s’étend au-delà puisqu’elle comprend les moyens, dont la maquette numérique fait partie, les méthodes (comment s’échanger des informations par exemple) et les acteurs en précisant leur rôle et leur responsabilité. Ainsi, c’est d’un processus BIM qu’il s’agit de parler.

Un processus

Selon le projet de cahier technique SIA 2051 : Building Information Modelling (BIM) - Bases pour l’application de la méthode BIM, le BIM est :

« Une méthode de planifi cation dans le bâtiment comprenant la génération et l’administration de modèles numériques avec les propriétés physiques et fonctionnelles d’un ouvrage ou d’un paysage. Les modèles numériques représentent une base de données d’informations sur l’ouvrage ou le paysage. Ils constituent une source fi able pour les décisions prises pendant l’ensemble du cycle de vie, de la planifi cation stratégique au démontage. »

Profondeur d’utilisation du BIMLe processus BIM peut être appliqué à des degrés divers. On

parle de la profondeur d’utilisation du BIM. La forme de profondeur la plus simple est nommée Little BIM ou BIM partiel tandis que la forme la plus élaborée est nommée Big BIM ou plan de gestion BIM.

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Dans son expression la plus élémentaire, le Little BIM est déjà couramment appliqué en Suisse. Un acteur, l’architecte en général, dispose d’une maquette numérique. Elle lui permet de regrouper une partie des informations du bâtiment et de les transmettre aux autres acteurs d’une manière non structurée. C’est-à-dire, de faire un extrait d’informations qu’il fournira à un spécialiste pour que celui-ci lui transmette en retour de son travail, une information sous une forme différente. L’architecte devra alors la réintégrer dans sa maquette numérique par ses propres moyens.

La forme élaborée du Little BIM propose que chaque spécialiste dispose d’une maquette numérique qui lui soit propre et adaptée à sa discipline. On parle alors de modèles partiels. Ceux-ci s’échangent entre eux des informations non structurées.

Le Big BIM induit un saut dans les pratiques du secteur. En effet, c’est par l’application du Big BIM qu’on peut commencer à réellement parler de processus BIM. Les acteurs doivent donc mettre en œuvre des moyens plus importants pour atteindre les objectifs d’une réelle collaboration.

Ainsi, la forme élémentaire du Big BIM demande en plus d’avoir des modèles partiels par spécialistes, un échange d’informations structuré. Dès lors, cet échange doit être coordonné par de nouveaux rôles et de nouvelles règles négociées (plan d’exécution du BIM) et la compatibilité des outils doit être assurée, particulièrement en Open BIM, par un protocole d’échange et un standard type IFC enrichi par l’intégration de commentaires en format BCF.

La forme élaborée de Big BIM induit l’existence d’un modèle global, dont les différents spécialistes extraient des vues (Coordination view et Space boundary add-on view) pour exécuter leurs tâches. Cela se fait aussi dans un Big BIM « élémentaire », mais cette approche par vues devient centrale dans la forme élaborée du Big BIM. L’expression élaborée du Big BIM induit en plus que les acteurs travaillent dans un Close BIM, seul moyen actuellement de gérer un modèle global. Ainsi, ils doivent utiliser la même famille de logiciels. Cette forme de BIM n’est actuellement pas applicable, car les droits d’accès à la gestion des données sur une seule maquette numérique ne sont ni techniquement ni juridiquement garantis.

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Échange de données bidirectionnel indépendant des logiciels BIM pour le modèle numérique de l’ouvrage avec des formats de fi chier ouverts et non natifs comme IFC, COBie, CSV, gbXML, etc.

Utilisation de la méthode BIM reposant sur un format de fi chier fermé (natif).

Permet le partage de données interdisciplinaires en contenant les données adaptées à chaque discipline par l’entremise de règles du plan d’exécution BIM et de la supervision du BIM manager et des coordinateurs BIM.

Cette vue permet d’extraire les limites défi nissant les surfaces des espaces ainsi que les interactions entretenues par les espaces. C’est une vue particulièrement utile dans le suivi énergétique du projet puisqu’elle permet aux logiciels spécialisés d’effectuer leurs calculs.

Open BIM Closed BIM

Coordination view Space boundary add-on view

Rôles dans un processus BIMLa mise en œuvre du Big BIM suppose que l’on confi e sa gestion

à des spécialistes. Quatre nouveaux rôles sont nécessaires :• Le BIM manager soutient le chef de projet sur les questions

organisationnelles et opérationnelles de la méthode BIM. Il gère aussi la pluridisciplinarité en représentation du Maître de l’ouvrage.

• Le coordinateur BIM est chargé de l’harmonisation des différents modèles partiels des spécialistes au sein de la même discipline.

• Le coordinateur ICT est chargé de l’infrastructure sous-jacente utile au Big BIM et assure l’interopérabilité des systèmes d’information, la gestion des droits d’accès au modèle ou la sauvegarde du modèle global

• Les modeleurs BIM sont chargés de la construction de la maquette numérique et de la gestion des fl ux de données entrants au sein de leurs disciplines.

Différentes affectations des rôles sont possibles selon le type et la taille du projet. Un acteur du processus peut assurer le rôle de BIM manager, tandis qu’une personne dans chaque entreprise peut avoir le rôle de coordinateur BIM si les enjeux du projet le permettent. Un coordinateur BIM disciplinaire peut jouer le rôle de BIM Manager interdisciplinaire dans un projet à complexité réduite.

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Schéma des évolutions parallèles du modèle de données et du bâtiment (TRANSFORM)

Un outil

Quand on évoque le BIM comme un outil, on fait référence à la maquette numérique. Pour être précis, la maquette numérique n’est qu’une forme de représentation des données organisées et qui forment à proprement parler l’outil BIM. Cette distinction est importante, dans la mesure où l’on comprend ainsi mieux la nature même ainsi que les possibilités d’un tel outil. Il faut donc voir l’outil BIM comme une base de données organisée pouvant produire en sortie de l’information sous des formes bien différentes capables de répondre aux besoins diversifi és des acteurs du processus. S’il est évident que l’architecte doit travailler avec des données spatiales, le BIM permet aussi de produire des tableaux de métrés et de coûts bien plus manipulables pour l’économiste de la construction par exemple.

Évolution du modèleLe modèle de données étant lié à un processus, il est amené

à évoluer dans le temps. Dans la phase de conception et de réalisation, il précède l’état réel du projet. Ce qui d’ailleurs permet d’anticiper les problèmes et de les résoudre, au moins partiellement, en amont. On parle dans ces phases, d’un modèle “Tel que modélisé”. Lorsque le bâtiment est réalisé, le modèle se change en un patrimoine numérique. C’est le modèle “Tel que construit”. Ce patrimoine permet de suivre l’évolution du bâtiment et d’assister à son adaptation dans le temps, jusqu’à son démantèlement.

maquette numérique patrimoine numériqueMAQUETTE NUMÉRIQUE

tel que modélisé tel que construit

projet ouvrage réaliséBÂTIMENT

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Niveaux du BIML’évolution des données dans le temps se traduit

opérationnellement par la notion de niveaux du BIM. Ce principe explique l’évolution de la nature et du nombre d’informations liées à des éléments au sein du modèle BIM.

On constate sur l’image précédente qu’on dispose de deux types d’information. La première ligne montre des objets géométriques, tandis que la deuxième ligne montre des données sous la forme d’un tableau. Les niveaux du BIM qu’on nomme Level of Development (LOD) en anglais sont donc la somme de deux types de données pour un élément.

Ainsi le LOD est composé de :1. Niveau de détail des objets géométriques représentants des

éléments du modèle, soit le Level of Geometry (LOG)2. Quantité d’informations non graphique que contient un

élément du modèle, soit le Level of Information (LOI)On peut donc traduire :LOD = LOG + LOI

Level of Development d’un objet au sein d’un modèle BIM (<practicalBIM.net> [consulté le 29.09.17])

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Il est intéressant de noter que le LOG et le LOI ne sont pas nécessairement au même niveau au même moment. Pour illustrer cela, voici deux exemples :

• Une image de rendue de concours, produite grâce au modèle de données BIM aura un LOG très élevé et un LOI très faible. En effet, on fait une représentation très détaillée des matériaux, des lumières et des espaces sans pour autant qu’on ait des informations aussi détaillées dans le modèle (ce qu’on appelle une maquette blanche). On est dans le cas de LOG > LOI

• À l’inverse, un schéma d’une installation technique produit pour la phase d’exploitation doit être très simple pour être utile. On disposera donc d’un dessin très clair et léger, mais qui sera produit sur la base de données très complètes, dérivées du modèle. On est dans le cas de LOG < LOI

Cette capacité d’avoir des niveaux de détails différents pour les éléments du modèle est particulièrement intéressante dans la mesure où on constate que les professionnels spécialisés, qui travaillent ensemble au même moment sur un enjeu, utilisent et produisent, de par leurs méthodes et leurs outils, des informations ayant des niveaux de détail très disparates. Par exemple, s’il s’agit d’évaluer les apports passifs, l’architecte considérera juste la notion d’ouverture, étant donné que cet enjeu prend place lors de l’avant-projet et interagit avec le concept architectural (le concept de façade en l’occurrence). L’ingénieur spécialisé lui, mobilisera des informations bien plus précises que ce soit l’évolution des apports dans le temps, le facteur solaire g des vitrages, etc. Et ce, pour que tous deux puissent répondre à l’enjeu des apports passifs.

Décris le degré d’avancement d’un élément du modèle en éléments graphiques (LOG) et non graphiques (LOI)

Défi nis le niveau de détail de la représentation graphique d’un élément de modèle. Le niveau de détail doit toujours être le plus minimal face aux besoins, et ce, pour optimiser la performance du modèle de données.

Maquette numérique contenant uniquement des objets géométriques

Maquette numérique contenant des objets géométriques et des métadonnées associées soit aux objets, soit plus globalement au projet

Défi nis la quantité d’informations non graphiques que contient un élément du modèle

Level of Development (LOD)

Level of Geometry (LOG)

Maquette blanche

Modèle architectural

Level of Information (LOI)

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La méthode BIM et la performance énergétique

LA MÉTHODE BIM ET LE PROJET PEREN

La méthode BIM ne peut en elle-même résoudre la question du décalage de performance énergétique. Cependant, elle compte un certain nombre de qualités qui entrent en résonance avec les recommandations du projet PerEn :

1. Vision globale des problèmes issus de la pratiqueLa méthode BIM peut offrir une vision plus complète des enjeux du bâtiment par le regroupement et l’interaction des données entre elles (SIA p2051)

2. Distinction entre problèmes génériques (diffi cile à régler) et spécifi ques (solution opérationnelle)La méthode BIM permet et incite à travailler du général au particulier (SIA p2051)

3. Identifi cation des acteurs concernés par le problème et de ceux concernés par la solutionLa méthode BIM clarifi e les rôles et les responsabilités des acteurs (SIA p2051)

4. Outil qui permet d’appréhender la complexité du sujetLa méthode BIM rend visibles les interactions entre les différents enjeux d’un projet (SIA p2051)

5. Outil évolutif qui permet l’accumulation et la communication des « bonnes pratiques »La méthode BIM demande de mettre autant d’informations que nécessaire, mais aussi peu que possible dans son modèle (SIA p2051)

6. Outil qui permet à tous les acteurs de mieux comprendre les rôles des autresLa méthode BIM permet de mieux comprendre sur quoi et comment travaillent les partenaires du projet (SIA p2051)

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7. Création d’un cadre pour le suivi SEN (avec points critiques)Le BIM offre une vision globale du processus qui permettrait de soutenir le suivi SEN (à condition de développer plus en profondeur cette facette manquante au BIM) (TRANSFORM)

LA MÉTHODE BIM ET LE SUIVI DE LA PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE

Pour illustrer l’application de la méthode BIM dans le suivi de la performance énergétique, nous ferons recourt ci-après à l’implémentation dite Big BIM.

Au long du processus, le modèle BIM évoluera comme suit :

Modèle défi nissant les espaces selon le programme donné, lien entre espaces, niveaux de priorités, circulation…

Géométrie spatiale, formes, interactions intérieures extérieures, zones d’activités, zones de confort, zones partagées ...

Éléments physiques, murs, cloisons, dalles, toit, escalier, rampes ainsi que les exigences CVC/...

Validation des données numériques en cours de réalisation par des relevés classiques, scanner et photogrammétrie.

Groupe spatial

Modèle spatial

Éléments de construction

Modèle tel que construit

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1. Défi nition des objectifs

2. Études préliminaires

Nécessité de renseigner la simulation énergétique :• Géoréférencement • Données climatiques• Volumétrie générale• Orientation

La préconceptionÉtablir les besoins et défi nir les bases de la modélisation et des échanges, objectifs:• Défi nir les objectifs du projet et

son budget.• Désigner les membres de l’équipe

responsable du processus d’évaluation.

• Établir un protocole d’échange et de partage de données.

Créer un document de base pour la modélisation.

• Équipe de projet: Architectes, spécialistes de la construction durable, économistes…

• Maîtres d’ouvrage : Représentants du Maître d’ouvrage, gestionnaires de projet, BIM Manager …

• Modeleurs: Équipe dédiée à la modélisation de données, pouvant sous certaines conditions appartenir à l’équipe de projet avec des responsabilités autonomes.

QUOI QUI

L’esquisse

Préparation du modèle BIM approximatif, objectifs :• Recueillir les caractéristiques du

site.• Réaliser un modèle BIM

approximatif.• Proposer des options

architecturales et les simuler.• Comparer les PE et choisir une

option architecturale.




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Le dossier préliminaire

Réalisation d’un modèle CVC BIM, objectifs :• Comparer les différentes situations

pour la façade, la protection solaire et le système technique;

• Calculer les conditions intérieures pour les différents types d’espace;

• Mettre à jour la consommation énergétique du bâtiment ainsi que les cibles à atteindre.

Les intervenants :• Équipe de projet: Architectes,

spécialistes de la construction durable, économistes…



• Intégrer des représentants d’entreprises et fournisseurs dans le processus.

Le dossier défi nitif

Analyse complète du projet faite sur la base d’un modèle intégrant les détails défi nis par les ingénieurs structure ainsi que les systèmes CVC/SE, objectifs :• Faire une analyse plus détaillée

de la solution choisie à l’étape précédente;

• Mettre le modèle BIM à jour en y ajoutant les détails de structure et les systèmes CVC/SE;

• Proposer un modèle BIM fi nal et le proposer aux appels d’offres;

• Produire, à partir du modèle BIM, des documents sur la consommation totale et les certifi cats d’énergie.


• Maîtres d’ouvrage : Représentants du Maître d’ouvrage, gestionnaires de projet, BIM Manager…



4. Appel d’offres

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La construction

La mise en service

Durant cette phase, l’analyse énergétique est utilisée de trois façons:• Produire des documents pour

démontrer la réponse aux exigences énergétiques;

• Vérifi er l’impact des changements de matériaux et d’équipement en cours de réalisation, pour se faire, mettre la MN continuellement à jour.

• Pour calculer la consommation énergétique projetée du bâtiment.

• Durant cette phase, les conditions réelles d’utilisation du bâtiment sont mieux comprises et prises en compte dans les calculs

• La consommation énergétique peut être évaluée selon ces calculs.• Validation ou non des hypothèses et rééquilibrages • Le modèle BIM permet d’avoir rapidement accès aux données nécessaires

pour procéder à la mise en service des systèmes, à condition que la maquette numérique soit fi nalisée par une mise à jour globale

Évaluation de la performance réelle du bâtiment.Mettre en place un système de contrôle de gestion énergétique du bâtiment :• La maquette numérique devient un socle sur lequel se greffe une panoplie de

logiciels et de capteurs pour mesurer la PE réelle du bâtiment. Ce qui permet de relever les écarts avec les résultats attendus par l’étude et de fait trouver des solutions pour les corriger.

• Déterminer les interventions de maintenance en fonction des pertes d’effi cacité liée à l’usure ou à l’entretien.

• Faire des simulations permettant d’évaluer le coût/bénéfi ce de remplacement d’un système par un autre, d’optimiser la PE et d’élaborer des scénarios de gestion de la demande.

L’intégration des objets connectés et les capteurs du bâtiment permettraient une interaction plus riche entre la maquette numérique et le Facility Management.




• Équipe de réalisation, vérifi cation, chantier.


5. Réalisation

6. Exploitation

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BIM en Suisse

ÉTAT DE L’APPLICATION

LIMITES ET OBJECTIONS

L’utilisation du BIM en Suisse est naissante. En témoigne le cahier technique de la SIA qui est en projet actuellement. La tendance va vers une augmentation de l’utilisation de la méthode BIM. Cependant, il existe des obstacles à sa démocratisation en Suisse.

Par sa nature collaborative et sa capacité à gérer beaucoup d’information, la méthode BIM trouve son sens pour des projets atteignant un certain degré de complexité ou une certaine taille. Malgré tout, les profondeurs d’utilisation du BIM permettent une mise en œuvre dans de nombreux cas.

Culture du secteur

Le BIM découle d’une logique de la construction anglo-saxonne dans laquelle l’architecte et les ingénieurs spécialisés sont subordonnés à une même entreprise. C’est le modèle de l’entreprise totale. Cela permet une pénétration forte du BIM puisque les concepteurs sont dans une même structure, en étroite collaboration et avec maîtrise diffuse du processus de réalisation des bâtiments. En Suisse, le fonctionnement est plus germain, où l’architecte en particulier garde encore une grande maîtrise du processus. La collaboration est donc moins intense et les méthodes peu poreuses à l’avènement du BIM.

Découle aussi de ces deux cultures, une perception différente du processus de réalisation des bâtiments. L’une, plus industrielle et l’autre, plus de prototype.

Processus industriel et processus de prototype

En Suisse, la production architecturale est vue comme une production de prototype. Chaque bâtiment est spécifi que, de

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par son maître d’ouvrage, le lieu où il est implanté ou les moyens qui sont mis pour sa réalisation. Cette approche prototypique est perçue par certains architectes comme inconciliable avec la méthode BIM qui apparaît comme un moyen de rationalisation et de standardisation à même de péjorer la qualité architecturale.

Il est vrai que la méthode BIM est un moyen de rationalisation. D’une part, elle optimise la collaboration et organise les données ce qui apporte une meilleure effi cacité au processus. D’autre part, elle permet un transfert plus aisé des connaissances acquises dans des projets précédents tels que les détails constructifs ou les paramètres de coûts. Enfi n, elle facilite l’incorporation d’éléments standards du bâtiment, tels que les menuiseries extérieures, les installations ou les appareils.

Cependant, le recours à la connaissance acquise précédemment ou à l’élément standard est largement répandu dans les processus actuels, et ce même pour des bâtiments considérés par le milieu architectural comme exemplaires. La méthode BIM ne vise donc pas à altérer le processus créatif, mais à le faciliter.

Transparence des décisions

La méthode BIM, si elle est déployée dans sa forme de Big BIM particulièrement, induit une transparence et une traçabilité des calculs, des manipulations et des décisions qui forcent à une collaboration pleine et entière. Ce qui signifi e, non pas comme c’est le cas actuellement, de tout mettre en œuvre pour limiter ses responsabilités, mais à l’inverse, de reconnaître et assumer ses responsabilités face aux problèmes complexes du bâtiment.

Coût de la mise en œuvre du BIM

La mise en œuvre de la méthode BIM induit de facto une majoration des coûts de conception dans la mesure où elle demande la création de nouveaux rôles, des étapes supplémentaires de projet (BIM Room : séance de coordination BIM) ou l’utilisation d’outils nouveaux. Cependant, le projet de cahier technique SIA 2051 prévoit de limiter les coûts de la méthode BIM à 10% du coût global du projet. Enfi n, la méthode

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BIM induit un déplacement de charges de la réalisation / mise en service / exploitation vers la conception. En effet, une conception plus poussée garantit une meilleure exécution des phases suivantes et une limitation des problèmes qui en dépendent. Il est important de noter que ce déplacement d’effort correspond bien au rapport coût / bénéfi ce au sein d’un processus de réalisation. En effet, c’est lors de la conception que les gains sont maximaux par rapport au coût des opérations à mener pour les atteindre. L’utilisation de la méthode BIM demande en outre une mise en place au sein des structures qui peut paraître lourde si on la compare avec le coût d’un projet. Or, plus la méthode est utilisée, plus elle devient rentable (templating).

Schéma d’effort des processus CAO 2D, BIM idéalisé, BIM sans modèles (templates) et BIM avec modèles. (<http://www.shoegnome.com/2015/12/09/bim-still-bankrupting-fi rm/> [Consulté le 27.09.17])

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Compétences nécessaires

Degré de maturité BIM & TargetL’implémentation de la méthode BIM demande une analyse

de la structure dans laquelle elle prendrait place en évaluant les compétences en matière de BIM par exemple (évaluation du degré de maturité BIM acquis). De plus, l’entreprise doit réfl échir à quels sont ou seront les futurs projets qu’elle pense acquérir (évaluation du degré de maturité BIM Target) sur cette base, une profondeur d’utilisation peut être choisie pour implémentation.

FormationUn CAS BIM est mis en place à la Haute École d’Ingénierie et

d’Architecture de Fribourg afi n de former les personnes intéressées et en particulier les chefs de projet à acquérir les compétences de coordinateur BIM. Dans l’avenir, un MAS devrait ouvrir la voie vers le rôle de BIM Manager.

Aspects légaux

Dans le cas du Big BIM, de nombreuses questions restent à ce jour irrésolues. Il s’agit notamment de la responsabilité des acteurs (qui peut modifi er quoi ?), du droit d’auteur (à qui appartient quelle information ?) et du Closed BIM (si une entreprise n’a pas le bon logiciel, est-elle exclue ? Elle-il normal de favoriser un éditeur de logiciel plus qu’un autre ?).

La défi nition de nouveaux rôles, tâches et responsabilités nécessitera à terme une redéfi nition des honoraires des architectes et des ingénieurs spécialisés.

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VALORISATION FUTURE

L’outil SEN est un prototype qui, suite à sa vérifi cation dans la pratique, peut être continuellement amélioré et enrichi par chaque partenaire. Idéalement, il pourrait être converti dans une plateforme internet accessible dans un premier temps aux partenaires de projet et, par la suite, au public intéressé.

Le contenu de la plateforme SEN correspond à ces parties :• Organigramme SIA• Organigramme SEN• Recueil des bonnes pratiques• Liste des bâtiments exemplaires pour la performance

énergétique• Liste de bureaux avec expérience dans la performance

énergétique

Les résultats du projet PerEn peuvent être également convertis dans un CAS ou un MAS « Suivi de la performance énergétique » organisé par la HEIA-Fr et s’adressant aux architectes et ingénieurs qui aimeraient acquérir les compétences nécessaires pour assumer le rôle de délégué SEN.

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Documents

OUTIL D’AIDE À LA RÉDUCTION DU DÉCALAGE ENTRE LES … · 2019-04-12 · dans le projet PerEn a permis de formuler une série de recommandations qui visent la réduction du décalage