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Numérique, digital, 3D, 4D, réalité virtuelle ou augmentée, dématérialisation, intelligence artificielle, deep-learning, cloud computing, digital twins… STOP ! Vous conviendrez que ce tourbillon de termes abscons peut facilement donner la nausée. Pourtant, il est assez facile de développer un enthousiasme à l’idée d’étudier les évolutions technologiques, qui nécessitera souvent :

1. D’en comprendre les mécanismes mis en oeuvre,
2. De trouver un dénominateur commun entre les nouvelles technologies, nos aspirations et nos valeurs personnelles,
3. D’avoir suffisamment de raisons d’espérer que l'investissement induit par l’adoption de ces nouvelles technologies sera rentabilisé sous la forme d’un gain souhaité, qu’il soit de temps, d’argent ou de compétences.

Certains d’entre-vous connaissent déjà nos publications et reconnaîtront en ces termes les principes qui sous-tendent nos actions. Il est en revanche utile de nous présenter à ceux qui nous découvrent.

BTP.digital est un cabinet d’ingénieurs conseils en développement numérique des entreprises du secteur de la construction.

Une grande part de notre action est dédiée à la formation des professionnels sous forme d’accompagnement personnel au travers de livres, formations vidéos et entraînements aux techniques d’optimisation numérique de la construction. Nos domaines d'expertise sont l’organisation des chantiers, le BIM et la maquette numérique, la digitalisation des processus et la numérisation des ouvrages existants.

L’outil de visualisation tridimensionnel que chacun de nous embarque dans sa boîte crânienne est très efficace. Mais force est d’avouer que sa capacité à évaluer de manière absolue certaines distances reste très approximative.

Certes, vous avez d’énormes capacités et vous pouvez interpréter ce que vous voyez : vous savez que votre voiture rentrera aisément dans cette place de parking, et vous êtes capable de juger quand vous devrez commencer à freiner pour ne pas heurter la barrière de péage. Pourtant, vous n’avez mesuré ni la place de stationnement, ni la distance vous séparant du péage.

Votre cerveau sait évaluer ces données en temps réel, et le fait très bien. Cette matière visqueuse et grise qui alourdit votre crâne est vraiment une mécanique incroyable aux capacités infinies ! Pourtant, une simple question peut la décrédibiliser totalement : quelle est la longueur de votre voiture ? Oui, comme ça, d’un simple coup d’œil. Et avec une marge d’ erreur acceptable, disons : moins de cinq centimètres. Il est probable vous n’en sachiez rien, sauf à l’avoir mesurée récemment ou à avoir regardé sa notice technique.

Malheureusement, nous devons constater qu’un simple ruban métallique gradué, dépourvu de toute intelligence, a de meilleures capacités que les vôtres sur ce plan. Être un humain équipé d’un cerveau n’est parfois pas une réponse suffisante.

Le chantier de la pyramide de Khéops dura au moins vingt ans. Il semble peu probable qu’il ait été lancé sur la base de l’avis “rassurant” d’un architecte affirmant avec sérénité à la dynastie : “Ne vous inquiétez pas, le sarcophage passera LARGEMENT ! Faites moi confiance”... C’est pourtant en ces termes et avec succès que vous a parlé votre cerveau la dernière fois que vous avez dû garer votre voiture.

[qodef_blockquote text="Dès lors qu’un besoin de précision se fait sentir, l’intuition n’est plus une réponse acceptable." title_tag="p" width=""]

Nous pouvons faire un premier constat : une simple “représentation mentale” tridimensionnelle ne suffit pas à ériger des ouvrages. Nous devons mesurer avec précision la construction et déposer ces informations sur un support plus consistant qu’une gelée de neurones : du papyrus, du papier, du calque… De supports bidimensionnels en somme, ne pouvant accueillir que des informations du même type.

L’évolution technologique qu’a constitué la mise en plan des projets de construction a permis à l’Homme d’ériger des ouvrages d’une complexité telle, qu’aucun autre être vivant sur cette Terre n’a pu le faire. Si nos ancêtres sont parvenus à construire des ouvrages aussi monumentaux en plein désert grâce à leurs cerveaux et à quelques papyrus (et accessoirement à des centaines de milliers d’heures de travail ainsi qu’à la perte de milliers de vies humaines) pourquoi parler de “numérisation” ou de “3D” ? En a-t-on vraiment besoin ? D’une certaine façon, nous pourrions nous en passer, mais cela nous cantonnerait derrière une seconde frontière.

Les pyramides sont des ouvrages d’une incroyable complexité dont nous n’avons à ce jour perçé qu’une infime partie des secrets. Leur incroyable longévité laisse penser que des ingénieurs ont passé un nombre incalculable d’heures à valider la stabilité sismique de l'ouvrage ou à anticiper l’impact structurel de sa dilatation thermique. Sans vouloir sous-évaluer le travail humain d’ingénierie qui se cache derrière la construction d’un tel ouvrage, il demeure intéressant de rappeler que l’inclinaison des faces des pyramides a été définie en laissant couler du sable par le creux de la main, puis en mesurant l’angle d’incidence ainsi formé entre le tas et le sol.

En conséquence, il aura fallu 5 millions de tonnes de pierre pour hisser l’ouvrage à une hauteur de 230 mètres, au prix de 25 années de travail acharné, et d’un nombre inestimable de vies humaines perdues. La longévité de ce monument semble être une fin justifiant l’utilisation de tels moyens. Toutefois, nous devons constater plusieurs points non négligeables :

1. Nous ne construisons pas tous les jours des ouvrages destinés à une longévité aussi considérable que celle des pyramides,
2. Construire un bâtiment en plus de 20 ans n’est désormais plus envisageable,
3. Utiliser autant de ressources humaines et matérielles n’est plus admis, ni économiquement, ni humainement, ni écologiquement.

De ce fait, les techniques de construction ont évolué. Nos ouvrages monumentaux modernes se sont allégés : la Tour Eiffel est plus grande d’une cinquantaine de mètres que la pyramide de Khéops et pèse pourtant près de 500 fois moins qu’elle. A dire vrai, ce sont toutes nos constructions modernes qui se sont considérablement allégées.

Si l’allègement des structures s’avère nécessaire pour répondre aux besoins collectifs d’une planète comptant 10 milliards d’êtres humains, et vivant déjà à crédit des ressources disponibles pour satisfaire tout ce monde, de plus grands besoins de précision en termes d’ingénierie de la construction on vu le jour.

[qodef_blockquote text="Construire plus vite, plus léger et plus économique, tout en étant plus écologique et toujours plus haut ou plus performant, réduit la place accordée aux aléas et induit plus de précision." title_tag="p" width=""]

Lorsque la géométrie s’avère trop subtile et que les matériaux évoluent de manière intrinsèque, les calculs d'ingénierie préalables à la construction dépassent les capacités humaines. Nos amis les ordinateurs doivent alors prendre le relais. L’utilisation de la 3D dans la construction moderne consiste donc en la capacité à injecter dans un ordinateur l’image mentale tridimensionnelle que nous avons si facilement façonnée sur la base de simples pensées ordinaires.

Mais un ordinateur ne se nourrit pas d’idées ou de vues de l’esprit. L’alimentation de base d’un tel animal est assez limitée : des 0 et des 1, à longueur d’octets. Inutile de vouloir changer son régime alimentaire : la bestiole est têtue ! C’est à nous de traduire nos idées en un langage qu’elle soit capable d’ingérer.

Alors, nous avons procédé par étapes : nous avons commencé par concocter pour nos machines un menu simplifié, cuisiné à l’aide des quelques outils dont nous disposions.

Le Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) en deux dimensions a été une véritable réussite. Humains et machines parlaient désormais un langage commun capable de créer une synergie sans précédent entre l’esprit et les plans. Mais l’humain a toujours gardé en tête son objectif initial : faire comprendre ses idées à la machine.

[qodef_blockquote text="Nous raisonnons en 3D, or dessiner en 2D n’est qu’une interprétation dégradée de nos pensées." title_tag="p" width=""]

Devant ce constat, nous avons fabriqué de toute pièces de nouveaux outils. C’est ainsi qu’est né le BIM : Building Information Modeling.

Pourquoi, à votre avis, les premières communications autours de “projets réalisés en BIM” ne concernaient, pour la plupart, que la construction de bâtiments neufs et non des projets de rénovation ? Pour la raison suivante :

[qodef_blockquote text="“Construire en BIM” est plus simple que “Rénover en BIM” et permet d’éluder la problématique de la numérisation 3D de l’existant." title_tag="p" width=""]

Mais la réalité est plus complexe : la construction neuve ne concerne qu’un tiers de la production dans le monde de la construction.

Comment continuer à éluder la problématique de la numérisation 3D de l'existant, alors que deux tiers des projets doivent passer par cette étape pour prétendre s’inscrire dans une démarche BIM ? N’est-il pas temps de prendre le problème à bras-le-corps ? Chez BTP.digital nous pensons que ce moment est venu, et nous souhaitons accompagner les entreprises ayant l’ambition de répondre aux enjeux nouveaux.

[qodef_blockquote text="Certains voient des difficultés dans chaque opportunité, nous préférons voir les opportunités qui se cachent derrière chaque difficulté." title_tag="p" width=""]

Voyons encore plus loin, et parlons de “cycle de vie d’un bâtiment”. La maquette numérique a pour ambition de servir de “clone numérique du bâtiment” sur lequel nous pourrions procéder à toutes les études, mesures et simulations nécessaires à la gestion ou la modification de cet ouvrage au cours de sa vie. L’idée est ambitieuse ! Si le concept était appliqué à nos vies, cela reviendrait à disposer d’un clone virtuel de nous même que nous pourrions (entre autres) projeter dans des centaines de “simulations de vie” différentes, pour finalement ne retenir que celle ayant produit les résultats que nous souhaitions atteindre. Appliqué au bâtiment, ce clone se nomme “maquette numérique” et la “simulation de vie” se décline en plusieurs concepts dont celui du “Generative-Design”. Que ce clone soit humain, ou qu’il ne soit qu’une copie virtuelle d’un bâtiment, le prérequis reste le même : la copie doit être parfaitement conforme à l’original pour que son utilisation n'en soit pas faussée.

Or, une maquette numérique BIM n’est justement pas la réalité !

Elle n’est que la transposition en trois dimensions d’une intention architecturale, validée par toutes les études techniques nécessaires. Mais il faut ensuite un effort humain pour construire l’ouvrage. Aussi bien intentionnés que soient les ouvriers à la manoeuvre, aucun travail ne saurait être absolument parfait. Lorsqu’une erreur non bloquante de conception est constatée au stade de la construction, cette dernière est souvent résolue par les opérationnels en totale autonomie. Qu'advient-il alors de l’information relative à la modification apportée à l’ouvrage ? Est-elle systématiquement injectée dans la maquette ? Dans un monde idéal, tel serait le cas. De même, lorsqu’un maçon constate, lors du décoffrage d’un voile, un faux-aplomb de quelques centimètres, il devrait le signaler sans tarder à son chef de chantier, lequel passera le message au conducteur de travaux, qui en avisera le BIM Manager et missionnera les modeleurs BIM pour que la maquette numérique du bâtiment soit modifiée en conséquence. Le tout dans un esprit de confraternité et de bienveillance ne laissant aucune place à la critique ou aux rapports de force autour des conséquences financières que cela implique; chacun étant prêt à donner de sa personne sans compter, pour permettre au groupe d’avancer à l’unisson vers un objectif commun.... Si nous menions un meeting politique, nous pourrions même ajouter “en quête du bonheur de l’humanité”. Il semble utopique de penser qu’un chantier puisse se dérouler de la sorte. Une maquette numérique 3D, aussi “BIM” soit-elle, ne sera jamais le reflet de la réalité, mais uniquement d’une intention.

Alors, que faire ? Renoncer à l’idée de disposer d’un avatar tridimensionnel exact de nos bâtiments ? Ce qui impliquerait de renoncer également aux applications, en termes de cycle de vie des ouvrages. Si le BIM ne permet pas à lui seul de répondre à tous nos besoins, que devons-nous trouver comme outil pour y parvenir ?

Recentrons le débat. Formulons notre problème sous la forme d’un syllogisme :

• Nous souhaitons disposer de la représentation numérique exacte d’un ouvrage dans un état postérieur à sa construction, c’est-à-dire “tel que construit”
• Or, nous ne disposons que d’une représentation numérique antérieure à sa construction, c’est-à-dire “tel que conçu”. La seule représentation réelle de l’ouvrage n’est pas numérique mais physique,
• Donc, nous devons trouver un moyen de “numériser une réalité physique”.