La ligne aérienne de 132 kilovolts, qui alimente en électricité les lignes des CFF et de la Deutsche Bahn dans la région de Bâle et du sud de l’Allemagne, est plutôt courte – un peu plus de cinq kilomètres de long – et ne comporte que 25 stations sur mât. Néanmoins, la construction de remplacement de cette ligne électrique ferroviaire datant des années 1950 s’accompagne de nombreux défis: en effet, la ligne traverse une zone où les infrastructures, les bâtiments commerciaux et les complexes résidentiels sont très proches les uns des autres. «Chaque emplacement de mât présente des conditions particulières dont il faut tenir compte lors de la planification et de la construction ultérieure», explique Michael Grübnau, planificateur de lignes expérimenté chez LTB Leitungsbau GmbH, appartenant au réseau BKW.
«Mais cette ligne passe en partie dans le quartier de la gare et sur des tronçons parallèles entre une ligne ICE et une route nationale, qu’elle traverse à des endroits problématiques.»
Habituellement, les lignes électriques ferroviaires partaient directement de la centrale électrique et traversaient des zones essentiellement rurales jusqu’à la ligne de chemin de fer. «Mais cette ligne passe en partie dans le quartier de la gare et sur des tronçons parallèles entre une ligne ICE et une route nationale, qu’elle traverse à des endroits problématiques.» Les planificateurs de lignes sont également gênés par les lignes de fibre optique et les conduites de gaz existantes dans la zone des fondations des mâts.
Acquérir de l’expérience avec le BIM pour la planification et la construction de lignes aériennes
Cette tâche complexe fait de cette ligne électrique ferroviaire un projet pilote parfait: en effet, ce premier projet de ligne aérienne d’Allemagne, réalisé à l’aide de la méthode BIM, permet de tester la valeur ajoutée de la planification et de la construction numériques des lignes aériennes. L’objectif de DB Energie, filiale de la Deutsche Bahn, est d’acquérir des expériences correspondantes avec BKW; elle suit ainsi la préconisation du ministère fédéral de l’économie et de l’énergie d’utiliser la méthode BIM pour les projets de construction publics à partir de 2020.
Une grande valeur ajoutée, d’après l’experte BKW
«La méthode BIM nous permet d’utiliser les avantages de la numérisation dans ce projet ambitieux», explique Alexandra Krämer, experte BIM chez BKW Energy Solutions Sàrl dans le secteur d’activité Energy Solutions près de Darmstadt (DE). «Nous saisissons les paramètres réels, c’est-à-dire l’infrastructure existante ainsi que la ligne à planifier et les mâts, dans un jumeau numérique. Il s’agit d’un modèle de données multidimensionnel qui représente non seulement la ligne aérienne mais aussi le terrain, les rails, les routes et les bâtiments, ainsi que les délais et les coûts.» Par exemple, le modèle peut simuler différentes variantes pour la construction des mâts afin d’envisager les voies d’accès ou les zones de travail optimales à un stade précoce.
Si une modification de plan est susceptible d’entraîner une collision avec une infrastructure existante, le modèle BIM détecte ce risque à temps. «Jusqu’à présent, seuls des plans 2D étaient échangés sur papier ou sous forme numérique. Certaines choses pouvaient être ignorées ou passer inaperçues en étant examinées avec des logiciels très différents.» Il s’agit de problèmes d’interface typiques qui se poseraient si chaque expert en planification se concentrait uniquement sur son domaine de spécialisation. «En combinant les modèles spécialisés dans un modèle de coordination, on a une base de données commune et homogène avec des interfaces et des responsabilités définies», explique Alexandra Krämer. Le défi consiste désormais à obtenir tous les bâtiments voisins de la ligne en modèles 3D. Par rapport aux structures ponctuelles, les infrastructures de lignes sont beaucoup plus compliquées à modéliser, ce qui explique selon elle pourquoi seuls quelques projets d’infrastructure tels que les autoroutes et les lignes électriques ont été réalisés dans BIM jusqu’à présent. «Avec ce projet pilote, nous voulons également identifier ces problèmes et trouver des solutions.»
La planification du temps et des coûts est également saisie
Afin de garantir la sécurité d’approvisionnement par la ligne électrique ferroviaire, toutes les étapes des travaux doivent être programmées avec précision. «La méthode BIM est également utile ici», explique Alexandra Krämer. Grâce au modèle de coordination, les créneaux horaires peuvent être planifiés de manière optimale avec tous les participants au projet. Outre la planification, le modèle BIM doit également optimiser la construction et l’exploitation ultérieure de la ligne électrique. Cela se fait en stockant p. ex. dans le jumeau numérique des composants prévus ainsi que des informations relatives à la construction et à l’exploitation. Le technicien de maintenance reçoit par la suite, en un clic, des informations importantes sur l’état des composants. Ainsi, les décisions d’investissement peuvent être prises de manière plus éclairée et la valeur de l’installation peut être augmentée à long terme.
Les entreprises suisses et allemandes du réseau BKW se complètent
La ligne électrique de DB Netze traverse également le territoire suisse. C’est pourquoi les entreprises du groupe BKW des deux pays travaillent ensemble sur ce contrat prestigieux. Kurt Kriesi, responsable de la construction de lignes chez BKW Grid- & Hydro-Engineering, explique dans un entretien comment elles tirent parti les unes des autres au sein du réseau BKW.
Kurt Kriesi, BKW planifie la première ligne aérienne d’Allemagne en utilisant la méthode BIM. Pourquoi est-ce la bonne entreprise pour ce prestigieux projet transfrontalier?
Kurt Kriesi: Avec LTB Leitungsbau GmbH, BKW compte dans son réseau un acteur renommé qui dispose d’une vaste expérience dans la planification et la construction de lignes aériennes dans toute l’Allemagne, mais qui n’avait jamais planifié de ligne avec la méthode BIM. C’est là que nous intervenons, car chez BKW Grid- & Hydro- Engineering, nous disposons d’une grande expérience pratique du BIM et nous avons déjà utilisé le BIM dans plusieurs projets, et pas seulement dans la construction de lignes aériennes: par exemple à Romanel pour les CFF, pour lesquels nous avons planifié le premier poste de couplage en Suisse entièrement dans BIM, et dans un projet de ligne aérienne au lac de Wohlen pour BKW elle-même.
Quelle expérience concrète avec la méthode BIM les Suisses peuvent-ils partager avec les Allemands?
Nous avons partagé avec LTB notre planification BIM complète pour les deux projets mentionnés et avons montré aux Allemands comment nous avons procédé et où nous avons rencontré des difficultés. Nous mettons également nos cahiers des charges à disposition et montrons quels processus et interfaces nous avons utilisés pour aller du point A au point B. Nous leur donnons ainsi une orientation à partir de nos expériences de projets concrètes, de sorte qu’ils ne doivent pas commencer de zéro et ont aussi toujours la possibilité de poser des questions.
Comment tirez-vous parti l’un de l’autre?
D’une part, les bonnes archives de LTB nous ont permis d’avoir accès aux plans des mâts existants et de leurs fondations, dont la construction remonte aux années 1954 à 1956; ces documents permettent de vérifier la conformité de la statique des mâts par rapport aux exigences actuelles. En outre, nous profitons de l’expérience que l’entreprise LTB a déjà acquise avec la Deutsche Bahn en ce qui concerne les normes et les réglementations de la DB, dont nous n’avions pas connaissance auparavant. De plus, LTB utilise une boîte à outils BIM complètement différente de celle que nous utilisons pour la planification de la partie allemande de la ligne électrique ferroviaire. En effet, DB Energie souhaite explicitement tester deux approches BIM différentes dans le cadre de ce projet. À la fin, le client et nous-mêmes aurons appris à connaître les avantages et les inconvénients de chaque boîte à outils, et à combiner les deux. Il existe de nombreux outils avec un échange constant de données, nous verrons ensuite quels outils nous permettent d’atteindre l’objectif plus ou moins rapidement et simplement.
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