Le BIM est un processus global de gestion des données grâce à la mise en commun de toutes les informations d’une infrastructure dans un fichier numérique unique. Cette méthodologie poursuit son essor dans le domaine des transports mais reste beaucoup moins utilisée que dans le bâtiment. Principalement utilisé dans les phases de conception et de construction, le BIM peut révéler tout son potentiel pour les gestionnaires d’infrastructures de transport (GIT) en phase d’exploitation.

Quel est le rôle des gestionnaires d’infrastructures de transport ?

Les gestionnaires d’infrastructures de transport ont 3 rôles principaux :

Le défi principal de ces gestionnaires est donc d’arbitrer entre le fonctionnement opérationnel de leurs infrastructures et les opérations de maintenance régulières ou exceptionnelles.

Quels sont les principaux outils du BIM pour le Facility Management dans les transports ?

Le radar ci-dessous répertorie les outils BIM par catégorie, à destination des gestionnaires d’infrastructures de transport pour améliorer leurs performances.

Les outils collaboratifs

La plateforme BIM est au cœur du processus de collaboration induit par cette méthode de travail.

Globalement, une plateforme BIM doit intégrer un certain nombre de fonctionnalités techniques et organisationnelles.

La plateforme unifie l’ensemble des maquettes : elle comporte des fonctionnalités de numérisation par des données collectées. Chaque intervenant de l’équipe intègre ses propres éléments de manière indépendante tout en ayant la possibilité de réaliser une synthèse.

La plateforme assure la communication entre les différentes parties prenantes du projet ainsi que la répartition des tâches entre les opérateurs, et offre la possibilité d’établir un planning. Elle comporte des outils de communication intégrés (ajout d’annotations, questions, envoi de notifications, etc.) et l’utilisation du format BCF (BIM Collaboration Format). La gestion des autorisations peut aussi être une fonctionnalité intégrée à la plateforme.

La plateforme assure la gestion des données projet/infrastructure, elle contrôle la traçabilité et l’archivage des données, avec une chronologie des modifications réalisées. Elle assure également la protection des données numériques.

Enfin, la plateforme peut intégrer des outils de simulation pour réaliser les diagnostics énergétiques, acoustiques, sécuritaires, etc.

Le prix d’acquisition d’une plateforme BIM varie d’un produit à l’autre mais dépend surtout de la taille du projet. Pour les infrastructures de transport, un nombre illimité d’utilisateurs est à privilégier.

Parmi les autres outils collaboratifs, on retrouve également des applications accessibles sur tablette ou encore smartphone qui donnent accès aux données maquette en temps réel de façon simplifiée.

Les bibliothèques d’objets 

Les bibliothèques d’objets BIM sont des répertoires d’éléments modélisés par des fournisseurs d’éléments d’infrastructures.

Dans le secteur du transport, il est parfois difficile d’avoir accès à une liste exhaustive d’objets nécessaires à la modélisation d’une infrastructure spéciale.

Certaines bibliothèques sont disponibles en opensource tandis que d’autres requièrent une licence d’accès payante.

C’est pourquoi il est primordial que les fournisseurs d’éléments d’infrastructure modélisent leurs produits pour que les acteurs du transport puissent les utiliser dans leurs projets BIM. Ils doivent également intégrer toutes les informations nécessaires aux calculs et simulations, en particulier les informations sur le cycle de vie des produits pour qu’ils puissent être utilisés tout au long du cycle de vie de l’infrastructure. 

Les outils d’acquisition et de modélisation 

Les principales technologies d’acquisition de l’existant (aussi bien infrastructure qu’environnement) pour la modélisation sont le scanning laser et la détection télémétrique par la lumière (LiDAR).

Ces technologies liées au BIM apportent une plus grande précision et une plus grande rapidité d’exécution dans les procédés de modélisation.

Les scanners mesurent le temps de parcours des faisceaux laser pour localiser et scanner la surface des objets dans l’espace. Les scanners laser produisent un nuage de points de l’infrastructure pouvant être utilisé pour modéliser, diagnostiquer et analyser celle-ci. La technologie peut être appliquée tout au long du cycle de vie des infrastructures.

Le scanning par drones ou Lidar aéroporté simplifient le processus de numérisation actuel notamment dans des zones difficiles d’accès (autoroutes, ponts, tunnels, galeries sous-terraines).

Le principal frein à la démocratisation de ces technologies est leur coût, notamment pour les projets de petite échelle. Les technologies de photogrammétrie restent un substitut abordable en gardant un niveau de fiabilité et de précision acceptable.

Pour les projets à grandes échelles, comme beaucoup d’infrastructures de transport, un coût de modélisation et d’acquisition élevé peut être amorti par les gains de précision et de temps apporté par ces technologies.

Les outils de calculs & simulations

Les outils de calculs et simulations intégrés ou non dans les plateformes collaboratives apportent de nombreux avantages à la conception et à la gestion des infrastructures, en particulier grâce à une meilleure utilisation et visualisation des données.

Les gains associés à ces outils s’éprouvent tout au long du cycle de vie de l’infrastructure. Ils permettent d’améliorer la qualité des études de faisabilité, la comparaison des différents scénarios de conception, la visualisation du processus de construction, l’étude de l’opérabilité du projet, et la documentation du projet. L’utilisation de ces outils pourrait faciliter et rendre plus précises la planification et la phase de programmation des projets d’infrastructures.

Les outils de calculs et de simulations permettent d’aller plus loin dans la gestion des ressources. Leur utilisation en phase d’exploitation et de maintenance encourage à l’adoption du BIM en phase de conception. Les retours sur investissement peuvent également être maximisés en phase de maintenance en couplant les outils du BIM à d’autres technologies – Internet des Objets ou encore Systèmes d’Information Géographiques – qui rendent les modèles plus précis et renvoient des données en temps réel pour une gestion encore plus fine des infrastructures.

Lorsque les maquettes fédérées évoluent en temps réel grâce à des capteurs intégrés sur site, on parle de « Digital Twin » ou « jumeau numérique ».

Les outils de réalité augmentée et réalité virtuelle (AR/VR)

Les technologies de réalité augmentée et de réalité virtuelle accroissent significativement la valeur des modèles 3D obtenus grâce aux outils de modélisation ou d’acquisition.

Les informations contenues dans ces modèles peuvent être visualisées en conditions réelles et l’impact des modifications est d’autant plus clair.

Cela permet différentes aux parties prenantes de partager une projection commune d’un projet de construction ou de rénovation.

Le coût d’acquisition élevé de ces technologies, à ajouter au coût des hardwares puissants nécessaires à leur intégration, explique en partie leur utilisation peu répandue par rapport à d’autres outils (calcul & simulations, plateformes collaboratives).

En outre, la précision du rendu de réalité augmentée ou virtuelle est fortement dépendante du contexte spatial, notamment pour des raisons d’accès au réseau.

Quels gains de l’utilisation de ces outils pour les gestionnaires d’infrastructures de transport ?

Ces outils facilitent la gestion des assets pour les GIT en phase d’exploitation et maintenance. In fine, les gains espérés sont les suivants :

 

Sources :

The Information Requirements for Transportation Industry’s Facilities Management Based on BIM – Qing Liu & Tao Gao, 2016

Building Information Modeling (BIM) for transportation infrastructure – Literature review, applications, challenges, and recommendations – Costin & al. 2018

New Perspectives for BIM Usage in Transportation Infrastructure Projects – Bazan & al. 2020