BIM et patrimoine : avancées récentes

25 juin 2019

Tous les pays européens adoptent aujourd’hui le Bim. Tous ? Non ! Les irréductibles Français résistent encore à l’utilisation de ce processus collaboratif né dans les années 1990, mis en œuvre essentiellement dans le neuf. L’application au patrimoine est discutée, alors que les premiers retours d’expériences concrètes émergent. Pourquoi utiliser le Bim dans notre secteur et comment anticiper cette évolution ?

Dossier réalisé par Orianne Masse

Vue de la cour d’Orléans, site de l’ex-école d’État-major à Compiègne (Oise), en cours de restauration.

Des appels d’offres de plus en plus nombreux poussent la profession à développer le Bim en adéquation avec les objectifs de conservation des monuments et les savoir-faire des entreprises. Plusieurs commissions travaillent pour faciliter sa mise en place à toutes les phases du projet. Mais tous les acteurs y trouvent-ils leur compte ? Questions croisées à Guillaume Sadon, directeur patrimoine-entretien- logistique, secteur MH, Ville de Nancy, Judicaël de la Soudière-Niault, Architecte du patrimoine, agence Artene Architectes Associés, Julien Montier, directeur général des Ateliers Aubert-Labansat.

Atrium – Bim et patrimoine sont-ils vraiment compatibles ?

Guillaume Sadon – À Nancy, nous sommes convaincus de la compatibilité de l’outil Bim avec le patrimoine, nous comptons d’ailleurs sur cette expérience test menée sur la villa Majorelle pour élargir son utilisation à l’ensemble des bâtiments communaux, notamment pour faciliter la maintenance, anticiper et réaliser des chiffrages précis.

Judicaël de la Soudière-Niault – Le Bim, c’est d’abord une démarche collaborative, une interopérabilité des intervenants qui s’avère essentielle aujourd’hui dans la mise en œuvre de projets patrimoniaux complexes. Il est le résultat naturel de l’évolution technologique que nous connaissons. La maîtrise de cet outil constitue un enjeu crucial pour ne pas le subir.

Julien Montier – Il est certain que l’outil Bim ne pourra pas être développé comme dans le neuf. Nous devons l’adapter à nos besoins. Pour les entreprises, le Bim participe à un échange efficace de documents et à une simplification administrative. C’est aussi une base de données précise sur le bâtiment qui permettra de faire des vérifications.

Atrium – Quels sont les avantages du travail en Bim pour le patrimoine ?

Guillaume Sadon – Le Bim dispose de réels atouts dans le domaine technique, mais nous voulons également l’exploiter pour créer des outils de communication et de médiation culturelle. Tous les étages de la villa Majorelle ne sont pas accessibles aujourd’hui aux personnes en situation de handicap : nous voulons mettre à profit la maquette pour permettre l’accès à ces lieux par la réalité virtuelle.

Judicaël de la Soudière-Niault – Aujourd’hui, les opérations sont de plus en plus complexes sur le plan technique, les équipes de maîtrise d’œuvre s’adjoignent de multiples compétences : bureaux d’études structure et fluides, acousticien, économiste, historien, etc. La démarche Bim permet de synthétiser l’ensemble des données, de coordonner sur un projet le travail des acteurs de plus en plus nombreux et de vérifier les informations.

Julien Montier – En phase de consultation, les entreprises pourront consulter la maquette, prendre des mesures, appréhender la géométrie générale du bâtiment, anticiper l’environnement du chantier et ses dispositions particulières. C’est un vrai avantage pour se rendre compte des volumes et prévoir les approvisionnements. Pour la partie fabrication, en menuiserie, nous travaillons à l’échelle du millimètre, si la maquette est au centimètre, nous devrons tout de même faire nos propres relevés.

Atrium – Comment commencer ?

Guillaume Sadon – C’est une volonté municipale de passer au Bim et d’aider les architectes et les entreprises à passer le cap : de plus en plus d’appels d’offres, de maîtrise d’œuvre et de travaux sont lancés avec intégration de la compétence Bim. En interne, nous nous formons à plusieurs niveaux de maîtrise des logiciels, afin que les utilisateurs sachent classifier les données et exploiter les multiples fonctionnalités de la maquette.

Judicaël de la Soudière-Niault – L’impulsion vient de la maîtrise d’ouvrage qui doit formuler une demande cohérente lors de l’appel d’offres. Les architectes s’y mettent peu à peu, soit en R&D pour les agences conséquentes, soit directement sur le terrain. Il faut faire des tests pour s’approprier cet outil et l’utiliser le plus intelligemment possible. C’est un investissement non négligeable en formation autant qu’en organisation interne de chaque agence.

Julien Montier – Depuis le début de l’année, nous avons intégré la commission Bim organisée par le GMH. Ce groupe de travail réfléchit à la manière d’appliquer le Bim à nos métiers. Pour l’instant, cette démarche n’est pas appliquée en phase travaux, mais nous voulons être prêts lorsque cela arrivera.

Prise de vue d’un drone effectuant des relevés. Doc. : AGP

Des appels d’offres de plus en plus nombreux poussent la profession à développer le Bim en adéquation avec les objectifs de conservation des monuments et les savoir-faire des entreprises. Plusieurs commissions travaillent pour faciliter sa mise en place à toutes les phases du projet. Mais tous les acteurs y trouvent-ils leur compte ? Questions croisées à Guillaume Sadon, directeur patrimoine-entretien-logistique, secteur MH, Ville de Nancy, Judicaël de la Soudière-Niault, Architecte du patrimoine, agence Artene Architectes Associés, Julien Montier, directeur général des Ateliers Aubert-Labansat.

Kezako ?

Le Bim, ce sont d’abord des méthodes de travail partagées et une maquette numérique paramétrique 3D qui contient des données intelligentes et structurées relatives à un bâtiment, des infrastructures ou un site. Actuellement, cet outil est surtout utilisé dans le neuf. Il permet le partage d’informations fiables et vérifiées tout au long de la durée de vie de l’édifice. La maquette numérique répertorie l’ensemble des caractéristiques architecturales, fonctionnelles, physiques de celui-ci, et les organise comme une base de données. Cet outil sert les objectifs variés des différents intervenants des projets. Il apparaît essentiel que maîtres d’ouvrage, architectes, bureaux d’études et entreprises prennent conscience de la portée de son usage et du bénéfice qu’ils peuvent en tirer, faute de quoi, il sera mis à l’écart du processus…

Causes du retard français

L’approche Bim est portée, en France, par les entreprises et le gouvernement surtout, par le biais du PTNB (Plan transition numérique dans le bâtiment, lancé en 2014), alors qu’en Italie par exemple, il a le soutien des universitaires et des organismes de type Afnor. L’impact et la formation des jeunes professionnels ne sont pas du tout les mêmes. Le Bim inquiète beaucoup en France, notamment les architectes. Ce retard est accentué dans le domaine patrimonial.

Vues 3D de l’ancienne école d’État-major de Compiègne dans le logiciel Revit Doc. : Artene Architectes Associés

Maquette Bim du château de Budé à Yerres Doc. : AGP

Relevés laser Doc. : AGP

Vue 3D de la villa Majorelle, à Nancy, depuis Revit. Doc. : AGP

Doc. : AGP

Maquette du site de La Villette, Paris 19e arr. Doc. : Oppic

Nuage de points du hall d’accueil de La Géode, La Villette, Paris. Doc. : Oppic

Impulsion de la maîtrise d’ouvrage

En France, la majorité des projets Bim menés sur le patrimoine actuellement concerne l’établissement de diagnostics précis, comprenant un double numérique du bâtiment. L’Oppic (Opérateur du patrimoine et des projets immobiliers de la culture) dirige plusieurs opérations parisiennes en Bim : sur le site des Gobelins, à la Cité des sciences et de l’industrie et au Grand Palais. La maquette numérique permet à cet organisme de connaître et de maîtriser son patrimoine immobilier, tant sur le plan architectural que technique et financier. Les gains sont, aujourd’hui, difficilement quantifiables, que ce soit en termes de coût ou de temps, mais les organismes publics voient loin et comptent sur un meilleur pilotage des investissements, de l’entretien courant et de la maintenance technique de leur patrimoine immobilier. Les opérateurs privés, comme les sociétés immobilières travaillant sur l’existant, ont une démarche globale vis-à-vis du projet et ont conscience de l’intérêt du Bim en phases conception et réalisation : moins d’imprévus sur le chantier, meilleure anticipation des points de blocage. Pour eux, c’est un gain de temps et un contrôle des coûts non négligeables… Cette impulsion oblige les maîtres d’œuvre, bureaux d’études, entreprises, prescripteurs à engager leur adaptation.

Les commissions Bim : entre norme et charte

Le Groupement des entreprises de restauration des monuments historiques (GMH) s’est emparé du sujet et a créé une commission Bim, chargée d’appréhender des cas concrets et de partager l’expérience opérationnelle. Une bonne dizaine d’entreprises participe aux débats, mais également des prescripteurs, membres du GMH. Gaël Hamon, gérant de la société Art Graphique et Patrimoine, anime les réunions et recueille les échanges : « Nous voulons produire un livre blanc sur le Bim appliqué au patrimoine à l’usage des entreprises », précise-t-il.

L’étape suivante sera également d’informer et de former les jeunes à ce nouvel outil. Une autre commission Bim s’est organisée auprès de l’Afnor dans le but de définir une norme ou une charte adaptée aux spécificités patrimoniales. Cela permettrait d’atteindre une homogénéité dans la démarche et dans le rendu. Judicaël de la Soudière-Niault, Architecte du patrimoine et membre de ce groupe, explique : « Nous amorçons les réflexions, accompagnés par l’Afnor et le ministère de la Culture. La question de la normalisation est très sensible, car nous connaissons les particularités liées au patrimoine. Si l’on aboutit à la norme, elle devra être assez ouverte pour laisser une part de réflexion et de créativité s’exprimer au sein de chaque projet. » La normalisation du Bim conduirait à une égalisation de la démarche et des pratiques. D’un côté, c’est plutôt positif car il sera plus facile de travailler en collaboration. Cependant, les monuments historiques possèdent tous une singularité propre qu’il est bien ambitieux de faire entrer dans un moule… La part de réflexion nécessaire à l’étude de ces édifices ne peut se résumer à une légende standardisée. Ce collège d’experts fraîchement réunis démarre tout juste le travail, mais les débats promettent d’être intenses.

Plusieurs types de Bim

La question est complexe car il existe plusieurs types de Bim, destinés à différents usages, réalisés selon un niveau de détail (LOD). En termes d’usage, on peut amorcer la démarche Bim sur une opération en phase de diagnostic, de projet ou de travaux, seulement pour la maintenance ou pour faire de la programmation… Le degré de maturité de l’ensemble de l’équipe sur la gestion de cet outil définit le stade du Bim : Bim 1 pour un mélange rudimentaire de 2D et 3D et des données organisées à partir de tableurs Excel.

Le Bim 2 est plus avancé avec la réalisation d’une maquette 3D utilisée par le maître d’ouvrage, l’équipe de maîtrise d’œuvre et les entreprises. Enfin le Bim 3, ou iBim, se compose d’une maquette 3D intégrée, stockée sur un serveur, synchronisée en temps réel et accessible à tous.

Une évolution du métier d’architecte ?

L’approche Bim suppose une coordination générale de l’équipe par un nouvel acteur : le Bim manager chargé de la synthèse des documents et de la mise à jour des maquettes pluridisciplinaires. Pour Emmanuel Di Giacomo, architecte et responsable du développement des écosystèmes Bim Europe chez Autodesk : « De 70 à 80 % des Bim managers, aujourd’hui, en France, sont des architectes de formation, ce qui est très cohérent car ils ont la vision globale du projet. Cependant, si les architectes freinent trop, ils risquent de voir ce rôle leur échapper. » L’enjeu primordial pour les maîtres d’œuvre est bien de conserver la maîtrise du projet, et cela passe par leur investissement du rôle de Bim manager par l’un des membres de leur équipe. L’évolution passe également par la transformation de la phase de relevés de l’existant. En Bim patrimoine, la rétroconception constitue le début du travail : il faut, au préalable, disposer d’un double numérique fiable du bâtiment, obtenu par une campagne de relevés exhaustifs. Traditionnellement, cette étape essentielle dans la compréhension de l’édifice est effectuée directement par l’architecte. Pour les bâtiments complexes, ils font appel à des géomètres spécialisés, qui utilisent des outils plus performants. La démocratisation d’instruments, comme les lasers, drones et GoPro, encourage par ailleurs les architectes à investir.

Le traitement des données représente un temps non négligeable puisqu’il faut curer les milliers de points inutiles avant d’élaborer un modèle numérique du bâtiment. Cependant, le niveau de détail obtenu est supérieur (jusqu’à 5 mm de précision) et les données vérifiées. De plus, ces moyens modernes permettent d’accéder plus facilement à certaines zones, comme les toitures, difficilement accessibles.

Le processus de conception : de la main à la souris

Les architectes s’interrogent également sur la compatibilité du Bim dans le processus de conception. L’ordinateur va-t-il enfin avoir raison de la mine ? La disparition du crayon ne semble pas programmée, en tout cas, pas chez les Architectes du patrimoine ni chez les « en chef », pour qui la compréhension du bâtiment puis la définition du projet passent forcément par ce processus cognitif entre le cerveau et la main, cette complicité qui définit la sensibilité du projet. Pourtant, la question reste posée car le processus Bim exige une définition rapide du concept pour établir la maquette. Les architectes protègent leur cheminement intellectuel, du concept au détail, défendu aujourd’hui par les étapes de la loi Mop. La maquette doit pouvoir laisser une voie évolutive, laisser une place au processus itératif qui permet de concevoir.

Stream & Cloud

La digitalisation des métiers est au cœur des débats, et le Bim incarne ces réflexions : des données « streamées » sur des serveurs externalisés pour être traitées, stockées ensuite sur Cloud, des machines virtuelles pour travailler à distance… Côté juridique et réglementaire, cela pose de nombreuses questions liées à la définition de la propriété intellectuelle, aux assurances ou à la sécurité des données. D’un point de vue technique, l’approche Bim permet de résoudre de 30 à 50 % des erreurs car la maquette signale les conflits dès leur apparition. Cependant, les questions de la responsabilité de chacun et de la traçabilité restent discutées. La jurisprudence française est encore sommaire. Quelques études sont réalisées, comme le rapport dirigé par Xavier Pican, intitulé « Droit du numérique et bâtiment », publié en 2016. La transition numérique pose encore de nombreuses interrogations en matière juridique et réglementaire ; des questionnements qui sont aussi des freins à l’évolution.

Comment s’adapter pour les entreprises du patrimoine ?

Selon les corps de métiers, il est évident que les problématiques sont différentes : entre un couvreur, un charpentier et un maître verrier… À première vue, pas facile de s’adapter, pourtant, la demande est là. « L’important est de préserver les savoir-faire de ces métiers de haute technicité et de ne pas les fragiliser, voire de ne pas les décourager par la norme Bim, affirme Judicaël de la Soudière-Niault, Architecte du patrimoine. La démarche collaborative reste le principal objectif, défendu par la future norme ou charte, et non la maîtrise d’un outil informatique 3D. Nous pouvons intégrer les plans 2D par des “corps morts“ dans la maquette ; on perd, très ponctuellement, le niveau 3D, mais l’information reste accessible grâce au principe du Bim. Ainsi, une petite entreprise n’a pas forcément besoin d’investir dans un logiciel coûteux ni dans une formation. » Dans un premier temps, c’est une bonne solution qui permet de sauter dans le train en marche et de se familiariser avec le processus. Pour Julien Montier, directeur général de l’entreprise de menuiserie-charpente Aubert-Labansat, l’intérêt de la maquette pour les entreprises est tangible en phase de consultation pour établir une offre plus précise en ayant une bonne connaissance de la volumétrie du bâtiment, de mesures précises, de l’environnement immédiat, etc. Il précise : « Pour les lots techniques, il me semble qu’il y aurait moins d’erreurs ; pour les lots architecturaux, cela me paraît moins important car, de toutes façons, lors de la fabrication, nous travaillons de l’ordre du millimètre. »

Vers une généralisation du Bim ?

Le « tout-Bim » en patrimoine n’est pas un objectif pertinent, et les acteurs en ont bien conscience. La commande formulée par la maîtrise d’ouvrage doit être adaptée aux besoins. Les premières expérimentations visent justement à tester cette pertinence, selon le programme, l’échelle du site ou la complexité du monument. Les critères pour passer en Bim doivent aussi prendre en considération l’intérêt des différents intervenants pour cette démarche.

La maîtrise d’ouvrage reste le moteur, sa capacité à assumer financièrement et techniquement l’exploitation de la maquette ne peut être sous-estimée. Le Bim est adapté à l’ancien, notamment dans les opérations de réhabilitation pour le passage des réseaux. L’heure est aux réalisations et aux tests pour éprouver ce processus. Même s’il n’est pas pertinent sur tous les sujets, les opérations patrimoniales complexes se multiplient, la maîtrise d’ouvrage s’y met… Le reste de la chaîne va suivre : il est temps de s’y intéresser pour ne pas subir la transition.

Théâtre lyrique de Milan (Italie) : 10 milliards de points reprennent les détails architecturaux du théâtre et sont utilisés pour générer une maquette digitale 3D du théâtre grâce aux technologies Autodesk Building Design Suite, Autodesk Revit et Autodesk Recap. Doc. : Teatro lirico di Milano/Autodesk

TROIS RÉALISATIONS EN COURS EN BIM PATRIMOINE

Ortho-image de la villa Majorelle (en photo ci-dessous). Doc. : AGP

12-MAQUETTE-NUMERIQUE_Grand-Palais-FRANCOIS-CHATILLON-ARCHITECTE

Maquette numérique patrimoniale du Grand Palais Doc. : François Chatillon Architecte/Oppic

Perspective du projet de reconversion du site/permis de construire. Doc. : Wilmotte et Associés/Artene Architectes Associés

Palais de la Découverte, travaux de restauration des toitures.
Doc. : www.opus-m.fr

Vue de la cour d’Orléans Doc. : Artene Architectes Associés

Maquette numérique de la villa Majorelle à Nancy

« Une expérience test pour restaurer, entretenir et valoriser le patrimoine. »

Maître d’ouvrage : Ville de Nancy

Maître d’œuvre : Atelier Grégoire André, Architecte du patrimoine

Relevés 3D et création de la maquette : Art Graphique et Patrimoine

Maquette numérique patrimoniale du Grand Palais à Paris

« Garder la mémoire de l’historique des aménagements du Grand Palais et servir le schéma directeur de réhabilitation. »

Maître d’ouvrage : RMNGP

Maîtrise d’ouvrage déléguée : Oppic

Maître d’œuvre : François Chatillon, Architecte en chef des Monuments historiques

Restauration de la cour d’Orléans, ancienne École d’état-major de Compiègne

« Faciliter la collaboration sur le chantier et limiter les imprévus. »

Maître d’ouvrage : Linkcity Île-de-France

Architecte mandataire : Wilmotte et Associés

Architectes du patrimoine : Artene Architectes Associés, Judicaël de la Soudière-Niault Bim 2 en phase PRO et chantier