A propos

Pourquoi ce site ?

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.

Chez BTP.digital, nous n’aimons pas les étiquettes et les titres pompeux.

De ce fait, nous préférons nous concentrer sur ce qu’il nous plaît dans le job : optimiser et utiliser les outils numériques pour le faire. Notre but est de permettre à chaque action bénéfique d’avoir un effet valorisé en utilisant le numérique comme levier : automatisation des tâches, réduction des aléas, fiabilisation des prévisions, optimisation des échanges, augmentation des cadences, réduction des besoins en ressources…

Nos missions d’ingénieurs conseils nous ont conduits  à poser par écrit nos conclusions, afin d’assurer la transmission de notre savoir-faire. En effet, le quotidien nous éloigne parfois de certaines pratiques pour lesquelles nous avons acquis une expertise, cette distance conduisant généralement à des oublis, puis à une perte de compétences. Ecrire nos méthodes de travail n’était au départ qu’une réponse à nos besoins, mais nous avons finalement décidé d’ouvrir ce savoir-faire aux professionnels.

Le livre “Préparer un Chantier de Bâtiment” fut le premier ouvrage de BTP.digital (les “Editions Méthodes BTP” à l’époque). Vendu à plus de 15 000 exemplaires après seulement six ans de diffusion, il fait désormais office de référence sur les étagères universitaires. Ce premier succès renforce notre envie d’augmenter la diffusion de nos connaissances et prend une place importante dans nos activités. A cette fin, notre action de consulting est totalement pertinente mais ne saurait être suffisante.

Le savoir doit dépasser les frontières et être accessible en tous lieux , et à tout instant.

Chez BTP.digital, nous considérons les outils de formation numérique comme étant le moyen le plus efficace de vous donner la clé de nos bureaux pour vous permettre d’accéder à notre accompagnement.

La numérisation 3D

Pour en revenir à la thématique de ce site, nous considérons que notre mission est de vous aider à optimiser la construction en étudiant de nouvelles technologies, méthodes et outils pour y parvenir. La 3D s’inscrit justement dans cette lignée. En fait, ce n’est pas vraiment une évolution technologique, on a toujours parlé et travaillé en trois dimensions. Notre cerveau est conçu pour raisonner dans un environnement mental tridimensionnel, notre vision stéréoscopique en est la preuve extérieure incontestable.

Travailler en trois dimensions est la chose la plus naturelle qui soit pour un être humain ! Alors pourquoi devoir considérer la 3D comme un nouvel outil ?

Qu’est ce qui a conduit à supprimer cette troisième dimension dans nos processus habituels ?

Le coupable est notre cerveau.

Première limite : nous ne sommes pas des outils de mesure

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.

Dès lors qu’un besoin de précision se fait sentir, l’intuition n’est plus une réponse acceptable.

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.

Deuxième limite : nous ne sommes pas des outils de calcul

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.
Construire une pyramide avant la numérisation 3D

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.

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 <strong>plus de précision</strong>.

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.

Evolution du dessin assisté par ordinateur au BIM

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.

Nous raisonnons en 3D, or dessiner en 2D n’est qu’une interprétation dégradée de nos pensées.

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

Le BIM

Vous devez probablement ressentir, en lisant ces lignes, que ces sujets nous passionnent. C’est effectivement le cas. C’est pour cette raison que la 3D a pénétré nos bureaux depuis fort longtemps, puis un changement a opéré progressivement. La troisième dimension a évolué vers quelques chose de supérieur : un processus nommé “BIM”.

Comme tout sujet qui nous passionne, nous l’expérimentons, apprenons, essayons… échouons... puis réussissons. Nous en tirons alors des conclusions et les rendons accessibles au plus grand nombre. Ainsi est né le livre “BIM & BTP / Construire grâce à la maquette numérique”, ouvrage qui connaît, lui aussi, un succès considérable.

Il est rassurant de voir que les professionnels comprennent que le BIM est une réponse formidable aux besoins de la construction, car il ne s’agit plus ici simplement d’un outil, mais d’une méthode de travail collaborative. La maquette numérique 3D ne se limite pas à offrir une réponse plus satisfaisante que la 2D pour les besoins de transcription de nos idées ; elle devient également le socle d’une infinité de données sémantiques créant le support d’une intelligence embarquée.

Les bâtiments disposent désormais de leurs avatars numériques !

Peut-être ressentez-vous aussi que le temps semble s'accélérer et que les (r)évolutions technologiques sont de plus en plus fréquentes ? Le futur semble en permanence à portée de main, et en la tendant dans la bonne direction, nous pouvons commencer à nous en saisir. Mais comment trouver la bonne direction dans cette déferlante d’annonces high-tech ? Comment dissocier l’utile du futile ? Comment voir les opportunités derrière chaque évolution technologique ? Généralement, il suffit de chercher des failles et des limites aux méthodes actuelles. Essayons de faire l’exercice.

Le BIM est un outil exceptionnel et une formidable opportunité pour les constructions neuves. Nous pouvons créer virtuellement un bâtiment et le faire ensuite sortir de terre sur cette base. Mais que faire s’il s’agit de rénover un bâtiment ?

Comment modéliser une maquette numérique représentant les ouvrages à créer sans qu’une maquette de l’existant ne soit disponible ?

Construire du réel sur la base d’un modèle virtuel est simple (c’est ce que nous faisons tout le temps), mais concevoir virtuellement sur la base d’une environnement réel est chose bien moins aisée. Il devient alors nécessaire de “virtualiser le réel”.

Cette expression ne vous est pas familière ? Pourtant, la conclusion semble avoir tout son sens : pour modéliser une maquette numérique sur la base d’un environnement existant, nous avons besoin d’un modèle numérique 3D de l’existant : il faut donc le numériser. Cette conclusion vous semble probablement évidente, elle l’est bel et bien.

Comment utiliser le BIM en rénovation ?

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 :

“Construire en BIM” est plus simple que “Rénover en BIM” et permet d’éluder la problématique de la numérisation 3D de l’existant.

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.

Certains voient des difficultés dans chaque opportunité, nous préférons voir les opportunités qui se cachent derrière chaque difficulté.

Part de la rénovation dans les travaux de bâtiment - Source : Fédération Française de Bâtiment, étude 2018

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”.

Capturer la réalité

La voici, notre solution : nous devons “capturer la réalité” !

Facile, n’est-ce pas ? Nous pourrions conclure ici cet ouvrage, si les méthodes de capture de réalité étaient aussi démocratisées que le simple mètre ruban qui vous permet de mesurer la longueur de votre voiture. Vous sauriez alors exactement quoi faire, et comment vous y prendre.

En l'occurrence, numériser la réalité n’est ni une activité instinctive, ni courante.

BTP.digital bénéficie de la curiosité insatiable de ses équipes qui, assez secrètement et depuis de nombreuses années, ont consacré une grande part de leurs recherches à explorer la capture de réalité. Nous n’en avons que très peu parlé et avons procédé à des expérimentations de photogrammétrie et de lasergrammétrie pour découvrir, expérimenter, comparer et valider des dizaines de méthodes et d’outils de numérisation.

Ce que l’on nomme “reality capture” dans les pays anglo-saxons se traduit en français en “numérisation 3D” ou “capture de réalité”. Cette branche d’activité est très jeune et son essor récent dans la construction provient de l’émergence combinée des matériels de captation plus performants et des nouveaux besoins en matière d’utilisation de données 3D numériques. Très peu de retours d’expériences existent. A ce jour, ce site n’a aucun équivalent dans la littérature francophone ou anglophone. Les publications scientifiques se comptent sur les doigts de la main, et n’ont que rarement dépassé le stade théorique pour redescendre jusqu’au stade concret de la captation, en détaillant les méthodes et workflows opérationnels de numérisation des espaces.

Ce site opportun a pour objectif de vous démontrer les intérêts de la numérisation 3D appliquée à la construction, en vous donnant tous les éléments nécessaires à la compréhension des principes de cette activité, déclinés en méthodes de numérisation exploitant des outils de captation.

L'objectif de ce site est que vous maîtrisiez, d’un bout à l'autre, la chaîne de travail séparant une réalité physique de sa représentation numérique tridimensionnelle exacte.

A la frontière entre le réel et le virtuel, c’est au travers d’un regard inspirant et novateur que nous étudierons ensemble, de manière objective et concrète, les solutions opérationnelles applicables à vos projets de construction.

Très bonne lecture à vous !