Glossaire

Augmented Reality (AR en abrégé), «réalité augmentée» (RA) en français. La RA se base sur l’affichage et la superposition pour fournir, dans un environnement réel, des informations supplémentaires informatisées ou des objets virtuels et nous permet ainsi de les découvrir. En d’autres termes, l’environnement réel reste visible, ce qui n’est pas le cas avec la Virtual Reality (VR en abrégé), «réalité virtuelle» (RV) en français.

Histoire La première pierre de cette technologie a été posée dès 1968 par Ivan Sutherland avec son «Épée de Damoclès». Il faut cependant attendre 2007 et la première génération de iPhone pour voir une réelle avancée. Grâce aux nouvelles performances des processus et des caméras des smartphones, de plus en plus de développeurs s’intéressent au sujet et les innovations dans le domaine de la RA n’ont encore jamais été aussi poussées. Au plus tard avec l’arrivée de Pokémon Go, un large public a été de plus en plus confronté à cette notion.

Applications RA dans le secteur du bâtiment

• Dans la phase de planification: la visualisation permet d’améliorer la communication avec les clients et de réduire les coûts résultant de mauvaises décisions. Les maîtres d’ouvrage sont en effet rarement familiarisés avec des plans de construction et peuvent difficilement se représenter ce que leur projet donnera dans la réalité. Avec des solutions RA, il est facilement possible de visualiser différentes variantes dans une pièce.
• Dans la phase d’exécution: les plans et les modèles peuvent être visualisés sur le chantier et superposés à la réalité, peu importe qu’il s’agisse d’un plan 2D ou d’un modèle 3D. Il est ainsi possible de reconnaître rapidement et avec précision les différences entre le modèle et la réalité. La RA permet aussi d’appeler d’autres informations sur des composants ou de représenter des informations détaillées, ce que le papier ne pourra jamais faire.

Les systèmes de CAO et de CAAD sont tous deux basés sur des bases de données avec des objets géométriques et autres, qui disposent d’une interface utilisateur pour la représentation visuelle. La différence entre les deux systèmes est que dans le logiciel CAAD, les formes géométriques de la base de données sont liées à des propriétés spécifiques, ce qui permet de stocker les objets et les données spécifiques au bâtiment.

Les logiciels de CAAD comportent au moins deux niveaux: d’une part, il y a le dessin (2D ou 3D) avec les propriétés géométriques dans lesquelles sont enregistrées les étiquettes, les dimensions et les propriétés des matériaux. Il peut s’agir de plans divers ou de coupes. D’autre part, les objets géométriques sont enrichis de données au deuxième niveau et les métadonnées sont mises à disposition sous forme de liste. Il peut s’agir, par exemple, de listes de pièces ou de calendriers de construction.

VDC est un processus et une méthode de travail qui met l’accent sur la phase de conception et de construction et non sur l’ensemble du cycle de vie d’un bâtiment comme c’est le cas avec le BIM. Il est difficile de définir précisément VDC, notamment parce qu’il existe de nombreuses interprétations différentes. L’Université de Stanford propose l’interprétation suivante: «La conception et construction virtuelles (VDC) est l’utilisation de modèles de prestations multidisciplinaires de projets d’architecture et de construction, y compris le projet, les processus de travail et l’organisation des équipes d’architecture, de construction et d’exploitation, pour soutenir les objectifs commerciaux.»

VDC est un processus dans lequel les données sont collectées tout au long du projet et la progression du flux de travaux est suivie. La vérification constante du modèle et la collecte de données sur place permettent de déterminer l’état d’avancement du projet, d’apporter des corrections éventuelles et d’intégrer de nouvelles informations dans la conception. Ce système est destiné à promouvoir la coopération entre les participants au projet et à favoriser ainsi la réalisation des objectifs du projet du client. BIM joue un rôle important à cet égard, car le processus de prise de décision peut être considérablement facilité par la visualisation du projet et par des informations sur les dates.

Dans la conception paramétrique, les paramètres initiaux (p. ex. volumes d’objet) sont déterminés avec leurs relations correspondantes. Avec un algorithme, il est possible de créer une grande variété de conceptions et d’optimiser les esquisses en un temps très court. Cela permet également de détecter rapidement les erreurs courantes dans les modèles (les erreurs statiques, par exemple) et de les éviter dans les tâches répétées. Dans ce système, les formes ne sont pas dessinées de manière analogique ou numérique, mais conçues à l’aide d’un code de programmation.

L’agilité consiste à s’adapter en toute flexibilité aux changements et à réagir rapidement. L’auto-organisation est un élément essentiel à ce niveau. Des équipes qui n’ont pas besoin de formuler des milliers de requêtes ni de passer d’une personne à une autre de la hiérarchie peuvent agir et réagir plus rapidement. Les pratiques Scrum et Kanban sont deux approches agiles de la gestion de projets.

Scrum: ce terme vient du développement logiciel, mais peut aussi être utilisé dans des projets de construction. Des tâches sont définies pour un intervalle de temps donné, appelé «sprint», et on estime alors le temps nécessaire à leur réalisation. Toutes les tâches sont jetées dans un pot, chacun pouvant se servir et s’attribuer alors une tâche. L’objectif est d’effectuer, en tant qu’équipe, toutes les tâches dans l’intervalle de temps défini. De courtes réunions sont organisées pour la suite de la coordination, chaque personne informant alors les autres de l’état actuel de sa tâche et des obstacles éventuellement rencontrés. Tous savent donc où en est chacun, ce qui favorise la collaboration.

Kanban: le Kanban s’intéresse surtout à l’optimisation des processus de travail. L’un de ses principes essentiels repose sur la représentation graphique de l’avancement des travaux. Trois colonnes se détachent: «À faire», «En cours», «Terminé». Ces colonnes peuvent cependant aussi être complétées par d’autres. Les tâches passent d’une colonne à une autre, soit de façon classique sur un tableau blanc émaillé de Post-it, soit via une variante numérique. Le nombre de tâches tombant à la même date/heure doit être limité pour que la capacité de l’équipe ne soit pas dépassée, ce qui n’est pas toujours facile. Une forte priorisation des tâches et des optimisations du processus doivent donc être définies si les tâches s’accumulent.

Industry Foundation Classes (IFC) et Building Collaboration Format (BCF) sont des formats de données normalisés. Dans un projet de construction, différentes personnes travaillent sur la même entreprise, mais avec des produits logiciels différents. Grâce à des formats de données normalisés, l’échange de modèles et d’informations peut néanmoins être garanti sans avoir à tenir compte des fonctions d’un programme spécifique.

L’IFC permet de transmettre non seulement des éléments graphiques, mais aussi les propriétés des éléments de construction. Le modèle 3D peut ainsi être transmis à d’autres personnes avec toutes ses informations et peut être entièrement affiché à nouveau dans n’importe quel logiciel BIM.

Le BCF entre en jeu avec le contrôle de collision. Les modèles transmis depuis les différentes spécialités peuvent être superposés avec un logiciel approprié et les collisions dans le modèle peuvent être détectées. Ces erreurs peuvent être exportées sous format BCF et renvoyées aux planificateurs spécialisés. Ces erreurs peuvent également être considérées comme une tâche de modification du modèle. Contrairement au format IFC, le fichier BCF peut également contenir des commentaires, des images, etc., qui servent uniquement à améliorer la communication entre les participants au projet, mais n’enrichissent pas le modèle en ajoutant des propriétés.

Grâce aux connexions des neurones dans le cerveau, les humains peuvent apprendre, raisonner et penser de manière abstraite. L’intelligence artificielle tente d’émuler ce mécanisme avec des algorithmes. Pour cela, le réseau est alimenté en informations et, grâce à un retour positif ou négatif, le système améliore constamment l’algorithme. Exemples d’IA: des reconnaissances vocales comme Siri, un simulateur d’échecs ou la détection des spams. Il s’agit là d’IA faibles, c’est-à-dire qu’elles se limitent à un sous-domaine et ne peuvent pas appliquer les compétences et les conclusions acquises dans d’autres domaines. Pour une IA forte, l’objectif est d’atteindre les mêmes compétences intellectuelles que celles des humains. Cet objectif n’a pas encore été atteint.

L’IA peut aider à la planification et à la réalisation de projets de construction. L’accent est mis ici sur la minimisation des erreurs, par exemple dans la programmation, l’estimation des coûts de construction ou même dans le modèle, qui pourraient être détectées à un stade précoce.

Le Last Planner System (LPS), ou «système du dernier planificateur» en français, se base sur une forte approche collaborative au niveau de la planification des processus. L’élaboration des plannings, la suppression des obstacles et le traitement des restrictions doivent avoir lieu au sein de l’équipe. Les acteurs réalisant le travail sont directement impliqués dans la planification, ce qui permet de garantir, d’une part, l’apport du savoir-faire spécifique pour un corps de métier. D’autre part, cette implication assure un meilleur sentiment de responsabilité pour les plans et le travail, d’où l’augmentation de la fiabilité. Last Planner se base principalement sur des idées de l’Integrated Project Delivery (IPD), ou «réalisation de projet intégrée» (RPI) en français, et du Lean Management.

Le LPS accepte que des projets soient régulièrement ajustés par des influences externes non pilotables et établit les principes suivants:

• Tous les plans sont des prévisions. Toutes les prévisions sont fausses.
• Plus la prévision est de longue durée, plus elle est fausse.
• Plus la prévision est détaillée, plus elle est improbable.

Il s’agit donc d’une perte de temps que de vouloir élaborer aujourd’hui un plan au jour près, pour des travaux qui seront réalisés dans deux ans. Conclusion:

• ne pas détailler une planification avant que le travail concret ne soit imminent.
• Formuler des objectifs fiables et réalistes.
• Définir des valeurs cibles mesurables afin de pouvoir mesurer la réalisation des objectifs.
• Apprendre à partir de constatations et améliorer ainsi le workflow en tant qu’équipe.

Étape 1 (processus global): au lieu de travailler sur un planning basé sur des valeurs empiriques, toutes les personnes impliquées se chargent d’élaborer le processus global. Les étapes nécessaires du processus sont déterminées et intégrées dans une séquence logique. L’accent est mis sur les séquences, les dépendances et les prestations préalables. Cet effort de toute l’équipe génère une compréhension commune pour les objectifs, les chances et les risques. Des objectifs supérieurs et mesurables, applicables à tous les projets et à tous les cycles de vie, sont alors définis. Ils sont connus de tous les participants au projet et acceptés de tous.

Étape 2 (planification des processus/jalons): la planification des processus ne commence que lorsque le processus global est défini. Une durée est alors attribuée aux processus afin de les intégrer ultérieurement au flux des délais. Il s’agit, pour commencer, de déterminer les jalons du projet, par exemple la remise de la demande de permis de construire, le début des travaux de terrassement, l’enveloppe des bâtiments. Toutes les parties doivent prendre des décisions, mais aussi des engagements. Important: tous s’accordent ensemble sur des jalons et des objectifs.

Étape 3 (plan de six semaines): les six semaines à venir sont planifiées avec toute l’équipe dans une cadence de six semaines. Une autre fréquence peut être judicieuse en fonction de l’intensité et du type du projet. Il en résulte une vue d’ensemble plus détaillée et au jour près. Les corps de métier en soi déterminent, au niveau de la journée, les activités, les dépendances, les objectifs obligatoires ainsi que les ressources et les machines requises.

Étape 4 (plan hebdomadaire): la semaine à venir est discutée au sein de l’équipe. Les activités planifiées sont ajustées finement les unes par rapport aux autres et les risques éventuels sont immédiatement identifiés.

Étape 5 (évaluer, apprendre et s’améliorer): la semaine passée est analysée dans la dernière étape. Est-ce que tous les objectifs ont été atteints? Si ce n’est pas le cas, quelles en sont les raisons? Comment aurait-on pu éviter les problèmes? Quels ont été les points positifs? Pourquoi a-t-on enregistré des points positifs? L’objectif est d’apprendre régulièrement à partir d’expériences pour éviter des erreurs à l’avenir. Ces constatations permettent d’analyser l’étape 1-4, voire d’optimiser les processus. Avec ces idées et avec le Lean Management, on part du principe que le processus peut être amélioré en permanence.

Le Lean Construction applique les idées du Lean Management au processus de construction. Le Lean Management vise à produire une valeur ajoutée sans gaspillage. Dans un projet de construction, cela concerne principalement des sujets comme le respect des coûts, le respect des délais et le respect de la qualité requise. Les processus de planification et d’exécution sont envisagés et conçus de manière globale afin de mieux répondre aux besoins des clients. Le travail est organisé de manière cohérente tout au long du processus afin de maximiser la valeur ajoutée pour les clients et de minimiser le gaspillage (inefficacités, temps d’attente, quantités stockées excessives, transports et retouches inutiles). Les efforts d’optimisation se concentrent sur l’amélioration de la performance globale du projet plutôt que sur l’optimisation de sous-domaines individuels. Les processus sont contrôlés de manière prévisionnelle afin de réduire les écarts de performance des différentes étapes du processus et de garantir ainsi un flux de production régulier.

Les cinq étapes suivantes du système Last Planner sont proposées:

1. Analyse du processus global
2. Définition des étapes
3. Planification de la production pour les semaines à venir
4. Concertation conjointe et détaillée sur la semaine (de production) suivante
5. Évaluation de la semaine (de production) précédente

Le Lean Management vise à générer une valeur ajoutée sans gaspillage. Cela consiste donc à utiliser les ressources (temps et matériel) le plus efficacement possible. L’élément central du Lean Management consiste à laisser le client déterminer la valeur ajoutée. La satisfaction des besoins du client est l’objectif principal. Fondamentalement, le client n’est prêt à payer que pour des éléments qui servent ses objectifs. Les clients ne sont donc pas enclins à payer pour les intérêts individuels des participants au projet et des mandataires. Ainsi, tous les processus sont optimisés pour atteindre les objectifs du client. Dans les projets de construction, il s’agit souvent d’objectifs concernant les coûts, le respect des délais et la qualité. Cependant, le Lean Management, commence plus tôt. Les besoins des clients se manifestent également dès le projet de construction pour ce qui concerne l’architecture/l’esthétique, la fonctionnalité et la durabilité, mais aussi la sécurité au travail et la satisfaction des collaborateurs.

Selon la philosophie du Lean Management, il est toujours possible de réaliser des optimisations. Un processus n’est donc jamais parfaitement optimal. Cela signifie que les processus doivent être remis en question et optimisés à nouveau à tout moment. C’est ainsi que, par exemple, les nouvelles machines, les nouveaux outils, les nouvelles technologies arrivent sur le marché.

Le PIM contient toutes les données et informations développées par les entrepreneurs via le plan d’exécution BIM, ou BEP en anglais (BIM Execution Planning). Cela signifie que ce modèle global se développe au cours du projet et que l’on espère répondre aux exigences en matière d’informations de l’employeur (EIR) à la fin du projet. Les objets livrables du PIM comprennent des modèles BIM, d’autres données structurées, des plans et des documents (listes de portes, instructions d’utilisation, descriptions, etc.). Le PIM est transmis au Facility Management, ou gestion des installations, qui apportera d’autres modifications au modèle si nécessaire et est finalement utilisé pour la maintenance et l’exploitation des propriétés.

Open BIM suit l’approche selon laquelle chaque participant est libre de choisir son propre logiciel et gère ses propres données BIM. Ce sont plutôt l’échange et de la fusion des données, qui doivent être clairement définis et faciles à gérer. Cela ne concerne pas seulement des formats de données standardisés comme IFC et BCF, mais aussi la manière de coopérer. L’objectif est de créer une collaboration ouverte et transdisciplinaire dans laquelle tous les participants échangent des informations structurées de manière ouverte et libre. Néanmoins, le modèle de données IFC est central, dans la mesure où toutes les informations relatives au bâtiment doivent être réunies et demeurer accessibles à tous les participants à tout moment, de la planification à la gestion.

Le plan d’exécution BIM («BIM Execution Planning» ou «BEP» en anglais) définit clairement la manière dont les objectifs énoncés dans les Exigences en matière d’informations de l’employeur (Employer’s Information Requirements, EIR) doivent être atteints. Le BEP contient toutes les spécifications pour l’ensemble du contenu, des structures, des processus et des rôles liés à BIM qui sont définis pour tous les participants à un projet dès le début. Le BEP sert donc de base au processus de planification numérique.

Dans la pratique, il arrive que l’EIR et le BEP soient élaborés en même temps avec la participation de toutes les parties et soient présentés comme un seul document (généralement appelé BEP). Le BEP doit toujours être lu en conjonction avec le manuel de projet et d’organisation spécifique au projet et s’applique à tous les participants au projet. Dans le cadre du BEP, les exigences de base pour le travail basé sur le modèle sont définies. Il s’agit, entre autres, du contenu et du format des données, comme les conventions des noms de fichiers ou le système de coordonnées du projet.

Au début de la modélisation, des concertations générales doivent être faites afin de pouvoir réaliser la structure, le zonage et l’agencement du modèle. Le système de coordonnées du projet est défini conjointement et doit être adopté par toutes les disciplines. Les principes de base de la conception structurelle (tels que l’identification des étages) et les règles de modélisation au sein de l’équipe de planification peuvent s’écarter des normes habituelles. L’agencement vertical défini par le planificateur dans le modèle architectural constitue ainsi la spécification des modèles individuels de tous les planificateurs spécialisés.

Des études ont montré que la productivité des projets de construction diminue d’année en année. La raison en est que les différents corps de métier et participants au projet poursuivent des objectifs différents et n’agissent pas nécessairement dans l’intérêt du projet dans son ensemble. En outre, il a été démontré que les projets de construction sont très peu fiables en ce qui concerne les délais et les coûts. La RPI propose des solutions pour éliminer ces problèmes. Elle se concentre sur la qualité du produit final et tente d’unir les intérêts des différentes parties afin qu’elles contribuent toutes à la réussite du projet.

La RPI encourage les participants à:

• collaborer
• optimiser les résultats
• optimiser les processus
• réduire les déchets et les inefficacités

Objectifs/KPI: Les objectifs et leurs paramètres (KPI) sont définis de manière crédible et pertinente pour l’ensemble de l’équipe de projet. Tous les participants au projet s’engagent à atteindre ces objectifs. Les objectifs sont connus de tous à tout moment. Des rapports continus et publics permettent d’évaluer si les objectifs sont atteints. L’écart entre la «consigne» et le résultat «réel» est également connu de tous à tout moment. Un système de risque et de récompense est recommandé: si le projet se déroule bien (les objectifs globaux du projet sont atteints), tous les participants bénéficieront d’une prime. Ce système permet d’assurer que tous les partenaires du projet travaillent dans l’intérêt des objectifs généraux et non pour leur propre entreprise ou leurs objectifs personnels. Ce système favorise également l’innovation, car l’optimisation des processus a un impact positif sur la réalisation des objectifs.

Collaboration: la RPI réunit tous les acteurs comme les clients (maîtres d’ouvrage), les architectes, les équipes de planification et les entrepreneurs. Comme mentionné ci-dessus, cette équipe négocie des objectifs communs. Toutefois, la RPI exige également que le savoir-faire individuel soit intégré au projet le plus tôt possible.

Avec la réalité virtuelle (RV), vous pouvez vous immerger dans un monde totalement unique. L’expérience globale est créée avec des lunettes RV développées par des entreprises de haute technologie renommées telles que Google, Samsung, Sony et HTC. L’environnement réel disparaît complètement et vous vous retrouvez dans un monde virtuel dans lequel vous pouvez vous déplacer librement. Cela peut être utilisé pour représenter un bâtiment, par exemple, et les clients peuvent non seulement explorer son apparence, mais aussi le sentir.

Cette technologie a un énorme potentiel en architecture et peut être utilisée à différents niveaux de détail. Dans une première initiale, il est possible d’acquérir une impression des relations spatiales et de la volumétrie. Plus tard, d’autres éléments tels que le mobilier intérieur, les rayons du soleil et le monde extérieur peuvent être ajoutés. Différentes variantes peuvent être explorées en collaboration avec les clients, ce qui permet d’éviter des modifications ultérieures et donc des coûts élevés. Par exemple, différents revêtements de sol peuvent être testés virtuellement. Sans la RV et avec uniquement des échantillons de carreaux, il est presque impossible d’imaginer l’aspect du revêtement de sol sur toute la surface.