La maquette numérique urbaine

Nous avons bien détaillé le B de BTP en parlant de la maquette numérique de bâtiment. Mais qu’en est-il pour les deux autres lettres désignant les travaux publics ?

La maquette numérique de bâtiment (MNB) permet de détailler très précisément une maison, un immeuble, ou un ouvrage de génie-civil ponctuel, mais elle n’est pas du tout adaptée aux travaux de plus grande envergure tels que des projets autoroutiers. Pour l’anecdote Autodesk Revit, logiciel de MNB, n’est pas capable de modéliser des projets d’une taille supérieure à 20km. Ceci en dit long sur la finalité du logiciel.

Mais pourquoi les outils de MNB ne sont-ils pas capables de travailler à une échelle plus grande, celle d’une « maquette numérique urbaine » (MNU) ? Doit-on en conclure que les travaux publics n’ont pas d’intérêt à exploiter la maquette numérique ? Que la technologie n’est pas encore assez avancée ? Que les professionnels eux-mêmes ne sont pas demandeurs ?

Ces questions ne trouveront une réponse qu’à l’issue de ce chapitre dédié à la MNU.

Le marché

Avant de commencer, il est important d’avoir une information en tête : en France Métropolitaine, le bâtiment représente le double de chiffre d’affaire des travaux publics.

Au niveau des effectifs salariés, l’écart est même plus important.

En quoi ces chiffres sont-ils importants ? Avec moins de chiffre d’affaire et moins de salariés, la dynamique du marché est moins rapide :

• Les éditeurs de logiciels préfèrent viser le bâtiment que les TP car le portefeuille de clients est plus large,
• Les professionnels eux-mêmes sont moins nombreux et donc le nombre de leaders et de personnes « moteurs » sur les projets novateurs tels que le BIM et plus restreint,
• La fréquence de lancement de « projets pilotes », ces chantiers qui se veulent être la référence en matière de BIM à la pointe de la technologie, est plus faible. La communication sur ces « réussites du BIM » est donc plus difficile et moins fournie, empêchant ainsi d’occuper suffisamment d’espace dans les médias pour être vraiment visible.

Avec un marché moins attrayant pour les développeurs et une visibilité moins importante, la place laissée à l’innovation est plus restreinte et les méthodes de travail évoluent plus lentement. Même les pouvoirs publics parlent moins des travaux publics que du bâtiment : l’échéance de 2017 pour l’instauration du BIM a été évoquée uniquement pour les opérations de bâtiment et non pour les opérations d’infrastructures. Le Plan de Transition Numérique du Bâtiment et la communication qui lui est associée, à voir sur www.batiment-numerique.fr, se concentre essentiellement sur le bâtiment.

Pourtant, sur bien des points les travaux d’infrastructure ont des profits à tirer de l’utilisation d’une maquette numérique :

• La modélisation avec les quantitatifs mis à jour en temps réel est d’autant plus bénéfique que les quantités sont importantes, ce qui est le cas pour des projets autoroutiers par exemple,
• Les parties-prenantes dans les décisions sont beaucoup plus nombreuses. Un modèle ludique et interactif permet d’éliminer une grande partie des incompréhensions, mauvaises interprétations et craintes exagérées pouvant polluer les débats et rendre plus complexe l’obtention d’un consensus,
• Les simulations d’impact (environnemental, acoustique…) sont essentielles pour des ouvrages de grande ampleur et l’utilisation du BIM les facilite grandement.

Mais alors pourquoi ne parle-t-on pas autant de la révolution numérique dans les TP que dans le bâtiment ? Plusieurs hypothèses peuvent-être soulevées :

1. Les TP n’ont pas d’intérêt à opter pour la maquette numérique urbaine (MNU),
2. La révolution numérique a déjà eu lieu dans les TP,
3. Les limites technologiques actuelles ne permettent pas de traiter des projets de grande envergure,

Sur ces trois hypothèses, seule la première peut-clairement être réfutée, et je vais m’y atteler plus loin. Quant aux deux dernières, elles trouvent une part de vérité dans les processus actuels.

Méthodes de travail actuelles

Les travaux publics sont sur certains points bien plus en avance que le bâtiment en matière de modélisation numérique. Prenons l’exemple des terrassements.

Conception

Les logiciels de terrassement et VRD (Mensura et Covadis par exemple) travaillent d’ors et déjà en 3 dimensions :

1. Un modèle numérique de terrain est établi sous la forme d’un maillage en trois dimensions, obtenu race à une interprétation automatisée du plan topographique établi par le géomètre,
2. Le projet est matérialisé sous forme de plateformes ou de projets linéaires positionnées précisément en 3 dimensions XYZ,
3. Les projections de talus en délai ou remblais et les cubatures associées sont automatiquement calculées par le logiciel, allant même jusqu’à l’établissement du devis.

Tout ceci est déjà bien en place. Covadis revendique près de 20 000 licences commercialisées.

Un tel usage de la 3D, permettant simulations en temps réel avec visualisation à la fois des modifications sur le modèle 3D mais aussi sur les quantitatifs associés est en soi déjà assimilable à des « capacités BIM ».

Ces méthodes de travail sont employées depuis de nombreuses années. Pas un projet routier ou autoroutier, pas un projet de barrage ou de dérivation de cours d’eau, pas un projet de terrassement d’ampleur significative n’a vu le jour au cours de la dernière décennie sans que l’usage des logiciels de de terrassements et VRD n’ait été fait.

Réalisation

Les modèles 3D de terrassements sont d‘ores et déjà interprétables par les engins de terrassement. On parle de « terrassement assisté par ordinateur » : le conducteur d’engin est guidé par son ordinateur de bord pour respecter la position exacte des têtes de talus, pentes et pieds de talus. La machine est géopositionnée par GPS et l’ordinateur compare cette position au modèle 3D du projet de terrassement pour fournir les consignes adéquates au conducteur d’engin.

Exploitation et maintenance

La France ainsi que d’autres pays ont généralisé des systèmes de centralisation des Dossiers d’Ouvrages Exécutés dans les travaux publics. Le site internet gouvernemental « Construire Sans Détruire » (www.reseaux-et-canalisations.gouv.fr) permet de centraliser les plans de recollement des réseaux et canalisations enterrés et de les rendre accessibles à qui souhaite vérifier la présence de réseaux dans l’emprise d’un chantier dans le cadre d’une procédure DT-DICT (Déclaration de Travaux et Déclaration d’Intention de Commencement de Travaux).

On ne peut bien sûr pas qualifier ce système de maquette BIM, nous en sommes encore très loin : le niveau de précision est ridiculement faible et les possibilités d’exploitation de cette base de données sont très restreintes. Mais l’initiative va dans le bon sens : centraliser les données techniques d’un ou plusieurs ouvrages dans une base de données commune pour la rendre accessible aux concepteurs. Il faudra encore plusieurs années avant qu’un vrai modèle numérique BIM soit disponible localement à l’échelle d’une commune, et probablement plusieurs décennies pour un modèle à l’échelle départementale ou régionale.

Alors, au final, BIM & TP : Evolution, révolution ou continuité ? Cet article vous apportera des éléments de réponse.