Simulation de la construction de bâtiments Avec SketchUp© et 4D Virtual Builder© Sylvain Kubicki CRP Henri Tudor [email protected] Koenraad Nys Société D-Studio [email protected]
Taste-IT ! 18 juin 2013
Programme du Taste-IT !
1. Introduction • Simulation 4D
• Usages
• Cas d’étude
2. Présentation de D-Studio • Société et plugin xD Virtual Builder
• Retours d’expérience
3. Travaux pratiques sur PC
4. Conclusion
Introduction
Réel besoin de planification et de simulation ! Introduction
Constructibilité • Examen du projet lors de sa conception pour anticiper les
questions relatives à sa construction Objectifs (Edward & P.E., 1994)
• Initier une planification précoce • Minimiser les changements inattendus • Optimiser la qualité de la construction • Diminuer les retards • Diminuer les conflits • Diminuer les coûts
Programmation Conception Construction Utilisation
(Cycle de vie du bâtiment, simplifié)
Réaffectation /Démolition
Introduction
Simulation de la construction • Simuler le déroulement de la construction
dans le but d’anticiper les problèmes et de réaliser une planification plus réaliste.
Approches classiques (Ioannou, 1999) • Analyse des activités
• « Work Breakdown Structure »
• Planification des tâches/événements, chemin critique
Limites des approches classiques • Planning complexe, souvent peu lisible • Erreurs d’interprétation par des non experts • Pas de représentation des ouvrages en cours
de construction • Vérification de la cohérence du planning difficile
Source : flickr.com
Une solution innovante : la simulation 4D
Introduction
Simulation 4D • Lier le planning des activités à une
représentation visuelle de l’ouvrage
• 4D = 3D + Temps
Premières recherches • 1987 : Computer-Aided Process Planning, D.K.
Allen • 1994 à Stanford (CIFE) : Model-based
constructability analysis, Martin Fischer & Florian Aalami
+
Introduction
Modéliser « 4D », comment ça marche ? • Lier les tâches d’un planning à des
ouvrages d’un modèle 3D • Dans une approche de planification
basée sur l’ouvrage (« Location-Breakdown Structure »)
Modèle 3D : maquette numérique du projet • Standard BIM IFC ou pas • Certains outils basés sur dwg etc., 2D
ou 3D Lien avec un planning (ex. MS Project)
• Persistant ou pas
Image : D-Studio
Introduction
4D, les arguments • Meilleure lisibilité (moins abstrait) • Même perception par tous les intervenants • Meilleure préparation de chantier • Suivi et coordination plus directe
Usages de la simulation 4D
Usages
Simulation du chantier • Prévoir, comprendre les étapes de mise en oeuvre • Réservations, identification de conflits spatiaux
D-Studio xD Suite Bentley Systems
Usages
Logistique • Matériel, rotation de banches etc.
http://www.plansync.ca/4d.php#
Usages
Mise en oeuvre • Détail technique • Ordonnancement particulier
Usages
Logisitique : installation des montes-charges et grues • Ex. Shard London Tower, avec Synchro 4D
http://www.youtube.com/watch?v=5WYKyCrK9tM
Usages
Génie civil • Planification travaux routiers • Terrassement
Usages
Planification urbaine • Etapes de développement • Planification / communication
Utilisations par le citoyen
• Outil de communication • Ex. quartier du World Trade Center
Usages
Equipements • Irrigation etc. • Modélisation terrain
Plateformes pétrolières
• Construction • Maintenance
Autres usages
Pédagogie • Principes structurels des immeubles de grande hauteur
Applications : 3 cas d’étude à Luxembourg
1. Projets “Schroeder et Associés” 2. Projet “Giorgetti” 3. Projet “NeoBuild”
Etude de cas n°1 Projets “Schroeder et Ass.”
Etude de cas n°1
Schroeder et Associés, Luxembourg • Service Project-Management
Point de départ de
l’utilisation de la 4D • Des plannings trop “lourds” • Problèmes de compréhension
par les entreprises • Difficultés pour le suivi de
l’avancement, et les impacts des retards
Etude de cas n°1
Etude de cas n°1 LEGENDE"ZONE EN EXPLOITATION NORMALE"ZONE RESERVE / ATELIERS"ZONE EN CHANTIER"ZONE EN CHANTIER ACTIVE"ZONE TRANSFORMATIONS PENDANT EXPLOITATION NORMALE"CLOISONS ANTI-POUSSIERE"
Etude de cas n°1
Modèles, deux situations : • Créés dans SketchUp • DWG importé d’AutoCAD dans SketchUp
Utilisations • Communication sur le phasage des travaux
• Avec le maître d’ouvrage • Pour la logistique et l’information des corps de métiers
• Explication du séquencement attendu par l’entreprise de charpente métallique
• Suivi de l’avancement du chantier
Support • Livret imprimé depuis diapositives PowerPoint
Etude de cas n°1
Ce que l’on retient… Cf. présentation J. Plottes, 08 nov. 2011
• Une communication simplifiée et expressive • Optimisation des plannings • Rapide mise à jour • Suivi et analyse des répercussions directes en cas de
changements • Utilisation des plans existants
“Préconstruction” “Construction”
Etude de cas n°2 Entreprise Giorgetti : Maisons individuelles « en bandes »
Etude de cas n°2
Contexte de l’intervention • Construction de 13 maisons
unifamiliales, en bandes • Soumissions communes ou
séparées Problème
• Exécution de l’étanchéité compliquée à la jonction entre 2 maisons
• Liaison gros-oeuvre et toitures • Décalage de niveau • Joint à exécuter
Objectif • Modéliser le détail en 3D : pas de
plans d’exécution de ce détail • Représenter le séquencement idéal
Etude de cas n°2
Etude de cas n°2
Etude de cas n°2
Ce que l’on retient… La modélisation 4D a permis
• De représenter finement, en 3D, le détail de mise en oeuvre • De capitaliser le séquencement idéal des tâches, sur base de quelques
maisons déjà construites Génère une vraie collaboration entre participants
“Construction”
Etude de cas n°3 Projet NeoBuild
Etude de cas n°3
Contexte de l’intervention • Autorisation de Bâtir obtenue • Certains détails de conception encore à l’étude
Objectif • Première planification pour le maître d’ouvrage • Support pour confronter l’équipe de maîtrise d’oeuvre et maîtrise
d’ouvrage aux questions de mise en oeuvre
Etude de cas n°3
Date: 2012-10-19
Projet:
Planning Gantt
Légende: Tâche exécutée/ Tâche accomplie
Première présentation du planning 4D • Corrections • Débats sur la durée de certaines
tâches • Discussion sur le séquencement
• Murs en panneaux bois : étanchéité / chassis / sous-structure / isolation / bardage
• Co-activité possible entre escalier de secours et zone de liaison
Etude de cas n°3
Question soulevée : accès aux étages durant ces étapes de chantier ?
Etude de cas n°3
Ce que l’on retient… Premières étapes de modélisation 4D
• Un support aux discussions de “pré-construction”
Un planning réaliste est défini, mais reste encore “macro”
• Réfléchir au séquencement des grandes étapes du chantier • Anticiper la gestion des interfaces :
• Conception de détails de mise en oeuvre • Séquencement temporel des tâches
“Conception”
Conclusion
Des usages démontrés par nos cas d’étude • Réunions de conception initiale • Communication avec les intervenants
• Avant / pendant le chantier • Conception et séquencement de détails de mise en oeuvre
Cas n°3 : “Conception”
Cas n°1 et n°2 : “Construction”
Cas n°1 : “Préconstruction”
Présentation D-Studio
Conclusion
Conclusion
Taste-IT : La simulation 4D de la construction de bâtiments • Bases théoriques • Usages
Manipulations avec le plugin xD Virtual Builder pour SketchUp
Perspectives
Technology predictions for construction – Where is BIM going? • Modelling and simulation – do a design, analyse, simulate, refine
and iterate – rapidly get the best answer • Cloud – we are rapidly coming to a situation where you can affordably
have infinite processing power and infinite storage • Mobile – No longer stuck on a PC only • Social Media – the way we share and communicate has changed
forever • Analog to Digital – laser scanning takes the physical and makes it
digital • Digital to Analog – fabrication takes the digital and makes it physical
From Phil Bernstein, Vice President of Autodesk BIM Summit Qatar, Sept. 2012
Merci de votre participation
Image: http://thecriticalpath.com.au
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