Un flux de travail BIM a réduit de 50 % la durée de construction d'un hôtel à Chengdu
Dites adieu aux flux de travail laborieux. C'est exactement ce qu'à fait l'équipe de design d'intérieur de l'hôtel Chengdu Mumiam Dong’an Lake, qui a tiré profit de la véritable modélisation des informations du bâtiment (BIM) tout au long du processus de conception-construction. Ce projet a été bâti en Chine, où de nombreux projets similaires sont encore conçus traditionnellement puis remodélisés en BIM, une approche couramment qualifiée de « pseudo BIM ». Pulvérisant les attentes en termes de délais, l'équipe a associé la technologie Trimble (mention spéciale à Trimble Robotic Total Stations) et SketchUp pour réduire le temps de construction de près de 50 % – un processus BIM véritablement optimisé, s'il en est !
L'équipe de design d'intérieur était constituée du maître d'ouvrage, China Resources Land (CRL), du cabinet de décoration d'intérieur et de conseil en BIM (1), Beijing Original Consociation Interior Design Co. Ltd. (OCD), et de l'équipe de construction. Délaissant l'ancien mantra qui préconisait de « concevoir en 2D avant de remodéliser en BIM », l'équipe de design a utilisé SketchUp tout au long du projet pour créer des modèles légers et communiquer intuitivement en 3D, réalisant ainsi un gain de temps et d'argent.
(1) Cabinet de décoration d'intérieur et de conseil en BIM : Contrairement aux designers d'intérieur traditionnels responsables de la conception et de la documentation de la construction, le cabinet de conseil BIM a produit pour ce projet un modèle BIM accompagné d'une documentation de la construction très détaillée. L'entrepreneur général a pu construire le projet à partir du modèle BIM sans recourir à l'ensemble des plans 2D. Il a uniquement fourni des plans « conformes à l'exécution », à la fin de la construction, pour répondre aux exigences règlementaires.
Rendu du campus de l'Universiade à Chengdu
Un délai serré exige une approche créative de la conception.
L'hôtel de Chengdu devait être construit à temps pour l'ouverture, en 2021, du centre sportif de l'Universiade de Chengdu, ce qui ne laissait qu'une fenêtre de 17 mois pour clôturer le projet. Compte tenu du délai de construction serré, de la maîtrise rigoureuse des coûts et des exigences de haute qualité, CRL savait que le flux de travail de conception devait être ultra-rapide. Aussi, le maître d'ouvrage, qui n'avait jamais géré de projet d'hôtel avec un véritable BIM, a adopté ce nouveau processus. Le BIM, qui implique tous les corps de métier et intervenants, désigne la conception 3D et la gestion du cycle de vie d'un bâtiment, depuis le concept de départ jusqu'à la démolition. CRL pouvait se permettre de tester de nouveaux flux de travail sur cet hôtel car il était maître d'ouvrage et supervisait tous les intervenants, de la conception à la construction.
Le bâtiment final représente 61 000 mètres carrés et comporte trois tours, une plateforme, une salle de réception, 351 chambres et un sous-sol. Entre le coulage du béton pour les fondations, effectué en décembre 2019, et la fin de ce projet colossal en mai 2021, tout juste 17 mois se sont écoulés. Par comparaison, la conception et la construction d'un hôtel dure généralement 32 mois, ce qui signifie que ce projet a réduit le cycle de construction de près de 50 %. La fin de chantier a duré 7 à 8 mois, contre 12 mois pour des projets d'hôtel de taille similaire, soit une diminution de 42 %.
Rendu du projet d'hôtel à Chengdu
Photo du restaurant « conforme à l'exécution »
Photo du bar en toit-terrasse « conforme à l'exécution »
Cinq conseils pour un processus BIM réussi :
- Utilisez un modèle 3D du début à la fin du projet... et au-delà ! L'équipe de design d'intérieur s'est appuyée sur le modèle SketchUp créé pour le processus BIM afin de concevoir l'aménagement intérieur de l'hôtel et la liste de matériaux, mais aussi pour guider le processus de fabrication. Après la construction, le modèle 3D a été remis à l'équipe de maintenance du bâtiment afin qu'il serve de référence tout au long du cycle de vie de l'hôtel. Ni perte de temps, ni travaux de reprise !
- La clé, c'est la méthodologie de modélisation. Il est primordial de construire le modèle en fonction des exigences BIM du projet, pour garantir que le modèle respecte les points de données nécessaires. Au cours de la phase de conception, l'équipe a créé les modèles avec la précision requise pour générer des estimations efficaces en termes de temps et de relevé des quantités de matériaux, si bien qu'elle a pu passer directement à la phase d'approvisionnement.
- Anticipez les risques. Le processus BIM contribue à prévenir les risques avant qu'ils ne surviennent. Le modèle 3D était accompagné de données de nuages de points du site, ce qui a permis d'utiliser le modèle en continu pour générer des rapports d'analyse d'erreurs tout au long du projet. L'équipe de conception a également réalisé une détection des collisions avant de démarrer la conception proprement dite, afin d'identifier les problèmes et de les résoudre en amont.
- Garantissez la précision numérique du modèle à l'aide de la numérisation 3D et de Trimble Robotic Total Station. Pour ce projet d'hôtel, l'équipe de design d'intérieur a créé un modèle structurel « conforme à l'exécution » basé sur des données de nuages de points numérisées au laser. Les modèles BIM ont été construits autour de la structure existante, puis exportés pour procéder à l'implantation du chantier à l'aide de Trimble Robotic Total Station et de FieldLink.
- Optez pour une plateforme de conception basée sur le cloud intégrant tous les corps de métier pour gérer et mettre en œuvre le BIM. Tous les intervenants avaient accès au modèle BIM et aux données de l'hôtel, si bien que l'ensemble des informations étaient synchronisées et partagées.
Organigramme du système de gestion de projet BIM
Planning de construction
Flux de travail, logiciels et matériel
La numérisation de nuages de points garantit la cohérence entre le modèle et le site
Un scanner Trimble a permis de capturer des millions de points autour du projet en cours de construction. En raison de la configuration du site et de l'ampleur du projet, la numérisation de nuages de points a été compilée par segment de construction et par étage. Ensuite, les cotations et éléments structurels du modèle de conception schématique de l'intérieur ont été ajustés sur la base des données de nuages de points afin de constituer une base solide pour créer les modèles détaillés de l'intérieur ainsi que les modèles MEP (mécanique, électrique et plomberie).
« Pourquoi se donner la peine de numériser des nuages de points alors que le bâtiment était en construction ? Parce que les modifications et erreurs mineures survenant pendant la phase de construction de la structure sont difficiles à identifier dans les plans « conforme à l'exécution ». Supposons que le design d'intérieur, la fabrication et l'installation soient fondés sur les plans de construction d'origine. Dans ce cas, l'exactitude de nombreuses élévations de plafond n'est pas garantie, ce qui entraîne davantage de modifications et de temps perdu. La numérisation de nuages de points permet de disposer de cotations « conforme à l'exécution » à jour dans le modèle 3D, ce qui garantit son exactitude tout au long du projet. »
- Liu Dejian, directeur général délégué de la division Hôtel, Tourisme et Santé au siège social de China Resources Land
Numérisation sur site des opérations de construction
Numérisation sur site pour relever les cotes de la structure du bâtiment
Mise à jour du modèle BIM du bâtiment en fonction des données numérisées 3D
« À l'aide de la numérisation de nuages de points et de rapports d'erreurs, nous avons synchronisé les temps de production en usine avec les temps de construction sur site. Par exemple, la grande salle de réception contient de nombreux panneaux en aluminium et inox, qui s'élargissent et se déforment naturellement après installation. Grâce au nuage de points numérisé, nous avons pu enregistrer l'évolution du matériau. Avec une méthode classique, il aurait fallu compter sept à huit mois pour terminer la construction de ce grand espace de réception, mais avec cette technologie de précision, cela nous a pris moins de quatre mois. »
- He Wei, responsable BIM au siège social de China Resources Land
Modèle de la grande salle de réception et salle terminée
Rapport de verticalité des murs et des colonnes
« Nous avons scanné des nuages de points de chaque pièce pour relever les cotes, standardisé le design des chambres dans le modèle BIM, puis affiné l'implantation à l'aide de Trimble Robotic Total Station. »
- He Tao, PDG d'OCD
L'équipe a synchronisé les modèles entre tous les corps de métier à l'aide des données de nuages de points enregistrées via le scanner Trimble. Cette synchronisation a permis de disposer d'informations fiables, notamment sur les matériaux, les coûts et les processus standard. Ces standards unifiés ont fait gagner du temps et de l'argent au client.
Au début de la conception, des centaines de types de chambres avaient été définis pour plus de 300 chambres, ce qui représentait un énorme casse-tête pour l'équipe de construction. Prompte à réagir, l'équipe de design à mis en place deux procédures visant à réduire la durée de la construction et à en garantir la précision. L'une consistait à uniformiser le design des chambres, permettant ainsi de préfabriquer les composants en usine. Cette standardisation a permis d'économiser du temps, de la main-d'œuvre et des coûts et, par ailleurs, de réduire les émissions de CO2 et le gaspillage. L'autre procédure reposait, d'une part, sur l'exploitation des numérisations Trimble de nuages de points pour créer des jumeaux numériques et, d'autre part, sur l'outil Trimble Robotic Total Station pour garantir une implantation précise de la construction.
Utilisation de Trimble Robotic Total Station
Les robots vont bientôt gouverner le monde... ou, du moins, le processus de construction.
Trimble Robotic Total Station (RTS) est un outil qui permet de gagner en efficacité et en précision lors de l'implantation sur site de la conception prévue. Cette station totale robotisée est couplée au logiciel Trimble FieldLink, qui fonctionne sur une tablette hébergeant le modèle le plus à jour de l'hôtel. Il suffit de sélectionner un point d'implantation sur la tablette pour que la station s'oriente dans la direction et l'angle correspondants et projette un rayon laser, le tout en quelques secondes. L'implantation du chantier à partir du modèle BIM a optimisé le positionnement des travaux de maçonnerie et des matériaux de finition et à garanti que le site corresponde exactement au modèle 3D. Qui plus est, l'équipe a pu visualiser l'implantation via des applications mobiles de réalité virtuelle.
Application mobile de visualisation de l'implantation en réalité virtuelle
Modèle BIM permettant de guider la maquette des finitions sur site
Harmonisez tous vos systèmes de construction en détectant les collisions avant même la construction.
La détection des collisions, c'est-à-dire le processus d'identification des problèmes entre les modèles des différents corps de métier, est une application essentielle du BIM. Elle permet à l'équipe de projet de résoudre les incohérences potentiellement coûteuses au sein du modèle BIM avant que la construction proprement dite ne démarre.
Détection de collisions
Modèle BIM permettant de guider l'agencement MEP optimal
Les avantages du processus BIM sont clairs : les nuages de points scannés de la structure d'un bâtiment peuvent facilement être superposés aux modèles BIM MEP et de design d'intérieur. Grâce à la fonction de détection des collisions de Trimble Connect, qui a servi à évaluer toutes ces couches, les assemblages MEP ont parfaitement respecté les exigences d'élévation des plafonds intérieurs.
Via l'analyse de section, l'agencement de la tuyauterie MEP a respecté les exigences d'élévation de plafond.
Photo de chambre « conforme à l'exécution »
Optimisation de l'agencement de la tuyauterie MEP
Des nomenclatures générées en un clic !
À quoi ressemble un flux de travail traditionnel de calcul des nomenclatures ? Imaginez les géomètres passant leur soirée à trier une épaisse liasse de plans sur la table avant de calculer et noter à la main, péniblement, les données de longueur, de surface et de volume de chaque plan.
Or, pour ce projet, l'équipe ne voulait pas suivre la méthode traditionnelle. Dans le cadre du processus de modélisation BIM utilisé pour l'hôtel de Chengdu, la codification et les cotations des matériaux ont été saisies dans des composants dynamiques de SketchUp. Les différents matériaux correspondaient à des calculs effectués pour générer le volume ou la superficie à partir du modèle. À l'aide de la fonction Générer un rapport de SketchUp, les géomètres ont pu exporter en un clic les propriétés et les quantités des matériaux afin d'obtenir la nomenclature. En associant la conception à la construction, le modèle SketchUp répond donc à l'objectif ultime du BIM et sert de jumeau numérique pour l'exploitation et la maintenance futures.
Tableau de relevés des quantités du modèle BIM
Nomenclatures
Les dessins de LayOut ont guidé la fabrication en usine.
L'équipe a défini l'ordonnancement de la construction et de l'agencement à l'aide du modèle BIM et de LayOut, l'outil de documentation 2D de SketchUp. Les entrepreneurs ont passé commande de composants par type de matériau sur la base du modèle BIM, et les composants ont été préfabriqués puis installés sur site. Comme les dessins de LayOut sont synchronisés avec le modèle SketchUp, tous les plans sont restés cohérents et à jour tout au long du processus de construction.
Dessins LayOut générés directement à partir du modèle SketchUp
Le modèle BIM a guidé la construction de l'intérieur de l'hôtel et la coordination des différents corps de métier, ce qui a réduit la durée de la construction tout en optimisant l'efficacité des processus. Il a également servi de guide pour l'approvisionnement des matériaux de construction, la réduction des risques potentiels de sécurité sur site, l'assemblage sur les lignes de montage en usine, la réduction du taux de rebut et le respect du taux de préfabrication imposé par les autorités pour le bâtiment. Le modèle SketchUp a été fourni aux fabricants afin de guider le processus de fabrication sur mesure des matériaux. Comme l'illustre la figure ci-dessous, le modèle BIM a défini la disposition des matériaux de finition de sorte à atteindre zéro déchet, zéro rebut, zéro pollution et une empreinte carbone réduite puisqu'aucune poussière n'a été produite sur site. Ces processus ont économisé du temps et du personnel, réduit les coûts et augmenté l'efficacité globale. À l'avenir, les projets gérés par CRL et ses partenaires suivront ce nouveau flux de travail pour l'assemblage des matériaux d'aménagement d'hôtel.
LayOut utilisé pour la disposition des matériaux de finition
Modèle SketchUp guidant la fabrication en usine
Maquette d'assemblage en usine basée sur le modèle SketchUp
Conception collaborative dans le cloud
L'équipe de conception n'a pas perdu de temps à télécharger et copier les fichiers car elle a pu, grâce aux extensions SketchUp, interagir sur la plateforme de conception collaborative dans le cloud. Le processus de conception, minutieusement coordonné entre tous les corps de métier, a permis aux intervenants de communiquer le calendrier du projet, de partager et transmettre des données et de limiter les erreurs et omissions sur les plans de construction traditionnels.
Modèle de la piscine, chantier de construction et photo de la piscine terminée
Photos de l'intérieur et de l'extérieur de l'hôtel
« Le processus BIM utilisé pour l'hôtel de Chengdu est une bonne pratique qui doit être reprise dans d'autres bâtiments à l'avenir. Tout s'est déroulé parfaitement : justesse du modèle, utilisation de codifications, contrôle des quantités, collaboration entre les diverses parties prenantes ainsi qu'entre le BIM et le site, pour ne citer que ces exemples... »
- Wei Lai, secrétaire général de building SMART China Chapter
SketchUp est un excellent logiciel de modélisation de conception et un outil BIM efficace pour bien des projets nationaux et internationaux. L'équipe de design d'intérieur qui a travaillé sur l'hôtel de Chengdu vante la simplicité et la légèreté de SketchUp ainsi que son association avec d'autres logiciels et matériels Trimble, qui en fait la solution de conception ultime.
Après seulement trois ans d'activité qui ont permis d'asseoir leur réputation, CRL et OCD (avec d'autres partenaires) ont réalisé un projet spectaculaire, avec à la clé : gain de temps de construction de près de 50 %, économies substantielles de coûts, sécurité optimisée et réduction des émissions de CO2. L'équipe de conception attire l'attention sur le fait que l'expérience de plusieurs projets est nécessaire pour incorporer l'ensemble de ces améliorations dans le flux de travail. Cependant, en faisant évoluer progressivement le flux de travail, cette technologie permet de mettre en œuvre un véritable BIM pour la conception et la construction.
Alors, prêt à atteindre le graal du flux de travail BIM ? Abonnez vous à SketchUp, ou essayez-le gratuitement pendant 30 jours.
Vous êtes curieux d'en apprendre plus sur le projet de l'hôtel Chengdu Mumian Dong'an Lake ? Contactez leo@sketchup.com.