À son inauguration en octobre 2020 après 14 longues années de travaux, l’aéroport Berlin Brandenburg était déjà devenu depuis longtemps le symbole d’un important projet public ayant échappé à tout contrôle. La finalisation a dû au total être repoussée sept fois pour des raisons de planification défaillante, de supervision insuffisante des travaux et de défauts techniques. Mais d’autres projets de construction publics en Allemagne ont eux aussi dû faire face à des retards, à des surcoûts et aux railleries des médias par le passé.
La réaction des autorités allemandes ne s’est pas fait attendre: le ministère fédéral allemand des Transports et des Infrastructures numériques (Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur) a adopté un «Plan progressif de numérisation de la planification et de la construction» dans lequel il conclut que «les méthodes numériques telles que le Building Information Modeling (BIM) présentent d’importants avantages» en matière de construction. Depuis l’an dernier, il est recommandé de mettre en œuvre chaque projet de construction public en Allemagne à l’aide de la méthode BIM.
Le BIM, une aide la représentation spatiale
Peu de temps après, le projet de planification d’une ligne électrique de chemin de fer entre Muttenz (BS) et Haltingen a fait l’objet d’une adjudication. Le premier projet pilote BIM de lignes aériennes de l’entreprise DB Energie a été attribué à BKW Infra Services Europa SE pour la partie allemande et à BKW Engineering pour la partie suisse, et donc au groupe BKW qui bénéficie d’une vaste expérience avec la méthode BIM.
Le démantèlement de la centrale nucléaire de Mühleberg (BE) en est un bon exemple: les travaux de planification technique auraient été fastidieux et sujets à erreurs s’ils avaient été réalisés avec des plans en papier souvent dépassés datant de l’année de construction dans les années 1960. C’est pourquoi BKW a recours à un jumeau numérique, c’est-à-dire un modèle 3D qui reproduit au format numérique les données et la structure de construction de l’intégralité du site de la centrale. Eva Hörtnagl travaille dans la division Technique de construction du démantèlement et bénéficie quotidiennement des avantages du jumeau numérique. «Les données d’ouvrage continuellement mises à jour provenant du modèle nous permettent de réaliser des analyses régulières des structures porteuses en un minimum de temps. La planification 3D représente également une aide à la représentation spatiale, ce qui facilite grandement la recherche de solutions», explique l’ingénieure civile de 33 ans. De plus, après chaque modification du modèle, si petite soit-elle, toutes les informations sont automatiquement mises à jour de manière à ce que toutes les parties prenantes au démantèlement disposent d’une «source d’informations fiables» actualisée.
Établir le modèle 3D au cœur des chantiers de construction
Contrairement à de nombreux autres ingénieurs civils, Eva Hörtnagl travaille intégralement en numérique: «En 2008, je suis rentrée dans le monde du travail avec la méthode BIM directement après ma formation et je m’y consacre depuis avec passion.» C’est pourquoi elle travaille désormais chez BKW, le groupe qui souhaite ouvrir de nouveaux horizons en matière d’application de la méthode BIM. Concrètement, cela signifie que BKW souhaite numériser intégralement ses projets de construction; de nos jours, il existe en effet très souvent un fossé numérique entre la planification, la production et la maintenance. Les travaux sur les chantiers sont encore bien trop souvent réalisés à l’aide de plans en papier en deux dimensions.
Le BIM+ Competence Center a vu le jour au sein de l’Innovation Center de BKW Engineering afin de combler ce fossé numérique. «Nous souhaitons repenser la méthode de Building Information Modeling», précise Reto Grolimund, responsable du centre. L’objectif consiste à regrouper les bureaux d’études avec les entreprises du bâtiment ou les Facility Manager afin de leur présenter toutes les possibilités offertes par la technologie BIM.
Savoir-faire dans toutes les phases du projet architectural
Reto Grolimund est convaincu que BKW peut réussir à «supplanter la pensée séquentielle dans le processus de construction». Au sein du réseau, il est en effet possible d’étudier un écosystème BIM complet dans l’économie réelle. Le groupe BKW fait se réunir des exploitants de centrales avec des entreprises exécutantes issues du réseau et de la construction de lignes. Il comprend des bureaux d’études et des techniciens du bâtiment, ou encore des installateurs.
Au sein de son vaste réseau composé de plus de 130 entreprises installées dans de nombreux pays, BKW peut réunir bureaux d’études et exploitants. «Le BIM+ Competence Center offre un cadre propice au transfert de connaissances entre les différentes disciplines spécialisées», souligne Reto Grolimund. Au sein de ce cadre, les planificateurs pourraient montrer aux exploitants et aux entreprises exécutantes toutes les possibilités offertes par la technologie BIM. Ces derniers pourraient alors à leur tour corroborer les possibilités de la méthode BIM permettant réellement de gagner en efficacité sur les chantiers. «Grâce à ce court-circuit au sein du cycle de vie complet d’un ouvrage, nous empruntons un chemin précurseur», explique Reto Grolimund. «À l’aide de la méthode BIM, nous pouvons ainsi identifier les parties du travail de planification qui restent finalement encore précieuses pour les personnes uniquement intéressées par l’ouvrage.»
Le savoir-faire de BKW concernant l’ensemble des phases du cycle de vie est intégré au modèle BIM qui est ensuite mis à la disposition du client. Le processus de création de ce modèle possède également une valeur sur le marché, de telle sorte que tout le secteur de la construction peut profiter du BIM+ Competence Center en plus de BKW. «Nous pouvons étudier en interne le processus idéal de collaboration à un modèle BIM commun, de la planification jusqu’au démantèlement, en passant par la construction et la maintenance», déclare Reto Grolimund. Cela permet de créer de nouvelles connaissances chaque jour et de combler ainsi le fossé entre planification numérique et production numérique.
«Le secteur de la construction se trouve à un moment charnière en matière de numérique»
Harald Kloft, ingénieur civil et conseiller stratégique nous parle de la corrélation entre BIM et développement durable.
Au cours des prochaines décennies, la population mondiale continuera à augmenter. Les ressources en matière de construction suffiront-elles?
Harald Kloft: les techniques qui restent utilisées sur la plupart des chantiers ont été inventées il y a plus de 100 ans. En raison du coffrage, nous avons besoin de beaucoup plus de béton que nécessaire. Si nous continuons sur cette voie, nous allons rencontrer des problèmes de ressources un jour ou l’autre.
La numérisation peut-elle contribuer à ce que nous utilisions un jour moins de ressources pour la construction?
Le secteur de la construction se trouve à un moment charnière en matière de numérique. Grâce à la numérisation, nous avons la possibilité d’adopter une orientation durable. Certes, nous ne pourrons pas éviter les constructions en béton à l’avenir, mais nous pouvons et devons construire en utilisant moins de béton.
Comment cela doit-il se dérouler concrètement?
Une maison construite à l’aide de l’impression 3D nécessite 50 à 60% de béton en moins. Actuellement, le domaine de la recherche est en pleine effervescence et d’autres méthodes de production numériques seront développées.
Comment ces nouvelles méthodes de construction peuvent-elles devenir des technologies de pointe?
La percée de l’impression 3D et de la production robotisée implique que les méthodes numériques comme le BIM deviennent un standard tout au long de la chaîne de création de valeur ajoutée dans le secteur de la construction. Pour ce faire, l’interface entre la planification numérique et la production numérique est décisive. Elle nécessite que les architectes tout comme les maîtres d’ouvrage adoptent un nouveau mode de pensée: les planificateurs doivent développer de nouveaux designs et de nouvelles formes et intégrer les besoins du chantier bien plus en amont. De leur côté, les maîtres d’ouvrage doivent être prêts à se défaire de leurs plans en papier pour tenter l’expérience des lunettes Hololens.
Harald Kloft, professeur d’université et docteur en ingénierie, enseigne à et dirige l’Institut für Tragwerksentwurf à l’université technique de Braunschweig. Il a créé le BIM+ Competence Center conjointement avec Michael Schüepp, CEO de BKW Engineering et accompagne son développement en tant que conseiller stratégique.
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