Rapport TFE Francesc Blasco [PDF]

Zitiervorschau

Mise en place des passerelles interlogiciels utiles à la synthèse pour le projet du nouveau siège des éditions du Monde Analyse des connaissances du personnel, suivi de la synthèse technique et création d’outils paramétriques.

Élève: Francesc David BLASCO CUESTA / ESTP TP3BIM 2017 Tutrice : Constance DE BATZ / EIFFAGE Métal Professeur : Antonio DA CUNHA / Option BIM – Tekla Stage de 6 mois du 20 Mars au 15 Septembre 2017 EIFFAGE Métal

Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

REMERCIEMENTS Avant de commencer ce mémoire qui met un point final à l’expérience la plus enrichissante professionnellement que je n’ai jamais eu, je voudrais remercier plusieurs personnes pour leurs efforts et leur aide tout au long de mon stage. Ces personnes ont été source d’inspiration, avec qui j’ai partagé rires et préoccupations et à qui je ne souhaite pas seulement bonne chance, mais aussi du succès parce qu’ils le méritent. Tout d’abord, je veux remercier Najah Ayoub et Constance de Batz pour m’avoir donné l’opportunité de réaliser ce TFE, pour m’avoir fait confiance et m’avoir donné des responsabilités, et pour m’avoir fait comprendre combien il est difficile de diriger sans avoir le don d’ubiquité (quand je regarde vos agendas, les premiers mots qui me viennent sont « Bon courage pour supporter ça ! »). Merci beaucoup à Clément Martin, que j’ai rencontré en TP2, pour m’avoir montré qu’il existe une autre façon de réaliser les projets que les méthodes archaïques passées, une méthode de travail en laquelle je crois tout autant que toi. Merci pour toutes les choses que tu as fait pour moi, même avant le stage, et pour être une des meilleures personnes que je connaisse. Je remercie aussi Maxime Couty, la personne plus singulière que j’ai connue en EIFFAGE et en qui je sens une profonde admiration pour son adaptabilité, son énergie et son aide en tout moment. Tes conseils et le temps passé avec toi pour créer nos passerelles ont été un plaisir. Mais s’il y a quelqu’un à qui je suis reconnaissant, c’est à Brice Canteneur. Tu es la personne qui m’a plus impressionnée depuis que je suis arrivé à Paris. Tu es devenu un modèle pour moi, l’ingénieur auquel je voudrais ressembler et la personne qui m’a appris presque tout ce que je sais sur le BIM. Merci d’avoir délégué plusieurs fois, d’avoir été toujours disponible et de m’avoir aidé autant dans le travail qu’en dehors. Toutes les bonnes choses qui t’arriveront dans ta vie professionnelle seront peu de chose en regard de ce que tu te mérites. Et pour finir, et même si j’en ai certainement oublié, je voudrais remercier toute l’équipe du projet Le Monde – Charles, Marie, Maud, Didier, Michel, Ludovic, Boris, Benoît, Antonio et Mireille – parce qu’avec chacun de vous, j’ai appris et avancé. Je suis très fier d’avoir travaillé avec vous et où que je sois, chaque fois que je penserai à vous, je me souviendrai de vos enseignements avec le sourire. Merci EIFFAGE Métal.

Fig. 0.1. Rendu du nouveau siège du journal Le Monde. Source : Snøhetta.

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TABLE DES MATIERES Remerciements ............................................................................................................................... 1 Table des matières .......................................................................................................................... 2 1. Résumés .................................................................................................................................. 3 1.1. Français ............................................................................................................................ 3 1.2. Anglais ............................................................................................................................. 4 1.3. Espagnol .......................................................................................................................... 5 2. Introduction............................................................................................................................. 6 3. Présentation de l’entité d’accueil............................................................................................ 7 3.1. Le groupe : EIFFAGE......................................................................................................... 7 3.2. L’entreprise : EIFFAGE Métal ......................................................................................... 10 3.3. Le département : la Division Ingénierie et Méthodes ................................................... 11 3.4. La cellule : BIM............................................................................................................... 13 4. Analyse des connaissances du personnel.............................................................................. 14 4.1. L’enquête et ses objectifs .............................................................................................. 14 4.2. Les résultats et son analyse ........................................................................................... 15 4.3. Le chemin à suivre ......................................................................................................... 18 5. Synthèse technique du projet Le Monde .............................................................................. 19 5.1. Introduction et chronologie .......................................................................................... 19 5.2. L’implantation d’un modèle centrale pour informer les ingénieurs de calcul .............. 20 5.3. La gestion des réservations dans les éléments structurels ........................................... 22 5.4. L’interopérabilité et les passerelles interlogiciels pour la modélisation ....................... 24 6. Les scripts appliqués à l’Ingénierie ........................................................................................ 27 6.1. Les codes classiques ...................................................................................................... 27 6.2. Grasshopper .................................................................................................................. 28 6.3. Dynamo ......................................................................................................................... 30 7. Outils développés pour Le Monde ........................................................................................ 31 7.1. Introduction : les rêves et son application .................................................................... 31 7.2. Outils Dynamo. Modélisation en Revit .......................................................................... 32 7.2.1. Recréation de la maquette 3D complète .............................................................. 32 7.2.2. Création des poutres alvéolaires ........................................................................... 34 7.2.3. Export vers Excel des paramètres des réservations .............................................. 35 7.2.4. Création des réservations (dans les poutres et dans les planchers) ..................... 38 7.2.5. Création de coupes pour les projeteurs à partir de DP ......................................... 39 7.2.6. Mise en place de zones de encombrement pour informer aux réseaux............... 40 7.3. Outils Grasshopper. Modélisation en Tekla .................................................................. 42 7.3.1. Recréation de la maquette 3D complète .............................................................. 43 7.3.2. Actualisation de la maquette avec passerelle depuis DP ...................................... 44 7.3.3. Création des poutres alvéolaires ........................................................................... 45 7.3.4. Création des réservations (dans les poutres et dans les planchers) ..................... 46 7.3.5. Mise en place des renforcements des réservations .............................................. 47 8. Développement durable........................................................................................................ 49 9. Conclusion ............................................................................................................................. 51 Bibliographie ................................................................................................................................. 52

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1. RESUMES 1.1. FRANÇAIS Si nous devions qualifier l'époque dans laquelle nous vivons, dans le monde du Génie civil et de l'Architecture, le mot clé serait "changement". En effet, nous nous trouvons dans une phase de transition qui, bien qu’elle ne soit pas née hier, a ces dernières années le plus obligé les entreprises à changer leurs méthodes de travail et leur façon d'affronter les projets. Il est clair que, si je parle de changement, je parle de BIM, et de la transition de 2D à 3D (ou 4D, ou même 5D…). Nous ne nous présentons plus à une réunion pour commenter des plans, mais pour travailler sur des maquettes numériques qui donnent vie au projet, nous conduisent à la fabrication et nous alertent quand quelque chose va mal. Dans cette époque de nouveautés, EIFFAGE Métal a décidé de prendre les devants et, si des changements devaient arriver, ils allaient être leaders dans leur implémentation. Ainsi, sur un marché en évolution constante, chaque projet constitue un défi dans lequel il n'y a pas qu’une seule façon de travailler. Par exemple, nous avons à disposition une multitude de logiciels, chacun ayant ses points forts, et ses faiblesses, et dont nous devons profiter et exploiter ensemble pour répondre à notre objectif : la construction du projet. Sur cette voie apparaissent naturellement des doutes et des questions auxquelles ce nouvel « Ingénieur du changement » doit répondre : comment réussir à connecter deux programmes pour les exploiter au maximum ? Comment faire que les exigences d'autres entreprises soient intégrées dans sa propre maquette ? Si une réponse à ces questions existe, elle n'est pas unique, et dépendra de chaque projet. Dans cette mémoire, nous allons voir comment j'ai répondu à telles questions dans le cas d’un projet : le nouveau siège du journal Le Monde.

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Mots clés : BIM, interopérabilité, passerelles interlogiciels, synthèse, maquette numérique, Grasshopper, Dynamo, Tekla, Revit, réservation, programmation, script.

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1.2. ANGLAIS If somehow we had to name the time the world of Civil Engineering and Architecture is going through, the key word would be that of ‘change’. In fact, we find ourselves in a transition phase that, although it has not started now, it is in these years when it has most made companies change their way of working and facing projects. It is clear that if we are talking about change, we talk about BIM, we talk about 2D to 3D transition (or 4D o 5D…), we talk about no longer attending a meeting to discuss about drawings but we work on numerical mock-ups that make the project come to life, draw us to the building and warn us when something does not go as planned. In this changing time, EIFFAGE Métal decided long time ago that they were not going to stay behind. If they wanted to change, they were going to be leaders on its implementation. Therefore, in a constantly changing market, each project is a challenge that does not only have an only way of working but we find multiple programs. Each of these has its strength and drawback and that we should take advantage of these and connect, in order to reach out objective: the building of the project. It is in that way, where we may find doubts and questions that that new engineer of change must be able to address: How can we connect to programs to maximise their possibilities? How can we integrate our mock-up with the requirements of other companies? If there is an answer to these questions, there is not an only one, but it will depend on each project. In this report we are going to highlight how I have faced these questions for the project of the new Le Monde newspaper headquarter.

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Key Words: BIM, interoperability, gateway between programs, summary, 3D mock-up, Grasshopper, Dynamo, Tekla, Revit, reservations, programming, script.

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1.3. ESPAGNOL Si tuviésemos que calificar de alguna forma la época en que vivimos en el mundo de la Ingeniería Civil y la Arquitectura, la palabra clave sería “cambio”. En efecto, nos encontramos en una fase de transición que, si bien no ha empezado ahora, es en estos años cuando más ha obligado a las empresas a cambiar su forma de trabajar y afrontar los proyectos. Está claro que, si hablo de cambio, hablo de BIM. Hablo de la transición del 2D al 3D (o 4D, o 5D…). Hablo de que ya no acudimos a una reunión para comentar planos, sino que trabajamos sobre maquetas numéricas que hacen cobrar vida al proyecto, que nos acercan a la fabricación y que nos alertan cuando algo va mal. En esta época de novedades, EIFFAGE Métal decidió hace ya tiempo que no iba a quedarse atrás y que, si debían llegar cambios, ellos iban a ser líderes en su implementación. Así pues, en un mercado en constante actualización, cada proyecto se vuelve un desafío en el que ya no hay una sola forma de trabajar, sino que nos encontramos con multitud de programas con sus respectivos caminos a seguir. Cada uno de estos programas tiene sus puntos fuertes, y sus carencias, que debemos aprovechar e incluso llegar a conectar entre sí para conseguir nuestro objetivo: la construcción del proyecto. En ese camino nos aparecen dudas y cuestiones que ese nuevo ingeniero del cambio debe de poder responder: ¿Cómo consigo conectar dos programas para aprovecharlos al máximo? ¿Cómo consigo que las exigencias de otras empresas se integren en mi maqueta? Si existe una respuesta a estas preguntas, ésta no es única, sino que dependerá de cada proyecto. En esta memoria vamos a afrontar cómo he respondido yo a tales cuestiones para el proyecto de la nueva sede del diario Le Monde.

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Palabras clave: BIM, interoperabilidad, pasarelas entre programas, síntesis, maqueta 3D, Grasshopper, Dynamo, Tekla, Revit, reservaciones, programación, script.

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2. INTRODUCTION

Fig. 2.1. Rendu du nouveau siège du journal Le Monde. Source : Snøhetta.

En 2015, le journal Le Monde, en collaboration avec le bureau d'architectes norvégien Snøhetta, décide de parier sur la construction de son nouveau siège social, près de la Gare D'Austerlitz. Rapidement le projet laisse entrevoir sa complexité : le bâtiment doit être suffisamment léger pour que la descente de charges ne dépasse pas les limites établies par la SNCF et, de plus, il est impossible d'appliquer des charges dans une grande zone de la parcelle destinée au projet. Ainsi, la solution proposée par les architectes consiste en un bâtiment-pont avec une structure métallique, un projet léger et à la fois singulier en mêlant l'utilité de chaque espace avec les formes coniques et sphériques de la façade. Il n'est pas difficile d'imaginer pourquoi EIFFAGE Métal s’est engagé dans un projet de cette envergure. Dans son passé, EIFM a réalisé les projets les plus singuliers qu'on puisse imaginer et, bien que chaque projet comporte ses difficultés propres, les équipes dont l’entreprise dispose de l'expérience et le savoir-faire pour conduire avec succès cet exploit. Je suis arrivé chez EIFFAGE pour apporter ma contribution à ce succès désiré, sur un sujet bien particulier. Il y a une question fondamentale qui doit être traitée dans tous les projets de construction : la synthèse entre la structure et les réseaux. En effet, nous devons être capables de projeter les rêves des architectes, sans oublier que ces espaces doivent être aménagés. C’est au cœur de ces visions différentes selon les entreprises, que la gestion des réservations, le maniement de l'information, les passerelles entre Revit et Tekla, etc. deviennent un enjeu majeur, auquel je me suis attelé tout au long de mon TFE. De plus, depuis le début de ma collaboration avec EIFM, j’ai pu remarquer que l'interopérabilité des logiciels de modélisation est sujette à controverses, et j’ai pu développer de nombreux outils très utiles avec Grasshopper et Dynamo pour régénérer les modèles 3D complets d'un logiciel à l’autre. Tout au long de cette mémoire je développerai ces questions, en montrant ce que j'ai réalisé pendant mon stage et en expliquant les raisons ayant conduit à chaque décision.

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3. PRESENTATION DE L’ENTITE D’ACCUEIL Cette première partie du mémoire à l’intention de vous présenter l’entité dans lequel j’ai réalisé une collaboration pendant 6 mois pour la réalisation de mon travail final d’études. Au long de ce chapitre nous désengrènerons la division d’EIFFAGE et son histoire pour arriver à comprendre mieux le département où j’ai travaillé. Mon entité d’accueil s’articule autour de trois niveaux administratifs : 1. Le groupe EIFFAGE. Entité qui englobe les trois branches (Construction, Energie et Infrastructures). Le PDG est Benoît de RUFFRAY. 2. La branche Infrastructures. Sous entité à laquelle est rattaché EIFFAGE Métal. Le président est Jean-Louis SERVRANCKX. 3. La division Ingénierie et Méthodes. Elle s’occupe principalement des études des ouvrages Elle est dirigée par Najah AYOUB.

3.1. LE GROUPE : EIFFAGE Comme précisé ci-dessus, toutes les sociétés évoluant sous le nom EIFFAGE sont dirigées par le groupe. Les décisions peuvent ainsi être prises par cette entité supérieure, afin de faire avancer toutes les sociétés au même. A continuation vous pouvez analyser la chronologie du groupe EIFFAGE, depuis sa création sous le nom de la société Fougerolle jusqu’à le dernier changement important pour EIFFAGE Métal.

Fig. 3.1. Chronologie du groupe EIFFAGE de 1884 jusqu’à l’actualité. Source : B.Canteneur.

En France il existe une catégorie dans le domaine de la construction appelée « Les trois majors ». En ce groupe on trouve Bouygues, Vinci et EIFFAGE. Ce fait montre la présence

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta qu’EIFFAGE a dans France et explique que son rayonnement international soit limité à l’Europe. Malgré quelques opérations sur d’autres continents, ses implantations ne dépassent pas le domaine de l’Europe, comme vous pouvez le voir sur la figure ci-dessous.

Figure 3.2: Implantation du groupe EIFFAGE à l’étranger. Source : EIFFAGE.

Dans le classement français des entreprises dans le domaine du BTP, le groupe EIFFAGE se place aujourd’hui à la troisième position. Il se place à la cinquième position du classement européen, derrière Vinci SA, ACS (entreprise espagnole), Bouygues SA et Skanska AB (entreprise suédoise). Le classement 2015 des entreprises du bâtiment en Europe peut être consulté ci-dessous :

Fig. 3.3. Classement européen des entreprises du BTP en 2015. Source : Statista.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Le groupe EIFFAGE se compose aujourd’hui de trois branches : •

EIFFAGE Construction, dédiée aux projets en béton d’ouvrages résidentiels et industriels et opérant couramment à titre d’entreprise générale.

•

EIFFAGE Energie, spécialisée dans le chauffage, la climatisation et les réseaux.

•

EIFFAGE Infrastructures, composée d’EIFFAGE Route (s’occupant des ouvrages linéaires routiers), d’EIFFAGE Génie Civil (s’occupant des infrastructures importantes type métro, usines de traitement d’eau et autres), et EIFFAGE Métal (spécialisée dans la charpente métallique, l’enveloppe et façade mais aussi dans les ouvrages type plateforme Offshore et centrales nucléaires). Dans le document de référence d’EIFFAGE pour l’année 2016, on trouve les résultats en

CA des deux dernières années :

Fig. 3.4. Chiffre d’affaire des différentes branches d’EIFFAGE en 2014 et 2015. Source : EIFFAGE.

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3.2. L’ENTREPRISE : EIFFAGE METAL Si bien le niveau inférieur au groupe EIFFAGE global est EIFFAGE Infrastructures, l’histoire d’EIFFAGE Métal permet la considérer comme une sous-entité de la branche Infrastructures qui est spécialisée dans la structure métallique (charpente, façade, enveloppe, verrière). Cidessous, un peu d’histoire d’EIFFAGE Métal depuis sa fondation en 1966 sous le nom de CFEM (Compagnie Française d’Entreprises Métalliques).

Fig. 3.5. Chronologie d’EIFFAGE Métal de 1966 à nos jours. Source : B.Canteneur.

Avec la même mentalité du groupe EIFFAGE, EIFM est très présente dans le territoire national et elle est leader dans le marché du Métal. Mais elle reste une entreprise au rayonnement européen tout au plus. Même avec les succès de différents projets à l’étranger, elle n’a pas de politique d’expansion très poussée.

Fig. 3.6. Implantations d’EIFFAGE Métal. Source : EIFFAGE.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Comme on peut l’observer sur la carte des implantations, EIFFAGE Métal a su conserver plusieurs de ses usines afin de maîtriser toute la chaîne d’un projet, des études de prix à la fabrication et au montage en passant par les études structurelles et la production des plans. Les usines de Fos-sur-Mer, Lauterbourg et Hanovre produisent encore une grande partie des éléments posés sur les opérations de l’entreprise. L’entité EIFFAGE Métal se divise en plusieurs départements : •

La Division Ingénierie et Méthodes.

•

La Division Ouvrages d’Art.

•

La Division Enveloppes et Façade.

•

La Division Industrie.

•

La Division Grands Projets.

•

Les entreprises européennes : Smulders, SEH et EIFFAGE Métal Iberica.

Fig. 3.7. Organigramme des divisions d’EIFFAGE Métal. Source : EIFFAGE.

3.3. LE DEPARTEMENT : LA DIVISION INGENIERIE ET METHODES Dans cette division fonctionnel d’EIFFAGE Métal, mon stage a évolué dans la division Ingénierie et Méthodes. Ce département d’EIFM concentre les équipes suivantes : •

Mécanique et Automatismes : calcul et conception d’éléments mécaniques comme les ponts roulants, du matériel de levage…

•

Structures : calcul et conception de charpente métallique lourde.

•

Enveloppes et Façades : calcul et conception de structure de type verrière, façade...

•

Ouvrages d’art : calcul et conception des ouvrages d’art.

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Méthodes d’exécution : étude des méthodes de montage, du phasage et de la conception d’engins de levage.

•

BIM – 3D : modélisation 3D, passerelles entre logiciels, outils paramétriques pour la modélisation…

Fig

Fig. 3.8. Projets représentatifs de chaque cellule de la Division Ingénierie et Méthodes d’EIFFAGE Métal. Source : EIFFAGE.

Tous ces projets parlent d’eux-mêmes et montrent qu’EIFFAGE Métal, et plus particulièrement sa division Ingénierie et Méthodes concentre des collaborateurs avec des compétences énormes qui ne cessent de grandir chaque jour lorsque les projets avancent.

Fig. 3.9. Organigramme de la Division Ingénierie et Méthodes d’EIFFAGE Métal. Source : EIFFAGE.

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3.4. LA CELLULE : BIM

Fig. 3.10. Schéma standard appliqué par la cellule BIM pour concevoir un projet jusqu’à la fabrication. Source : EIFM.

La cellule BIM naît fin 2016 dans le but de stimuler ce domaine au sein des projets d’EIFFAGE Métal. Cette équipe s’occupe principalement de la gestion des modèles 3D créés par les projeteurs, la création de passerelles pour améliorer l’interopérabilité des logiciels de dessin et la rédaction de procédures concrètes à suivre durant la réalisation des maquettes 3D. Le pari fait par EIFFAGE Métal, sous la direction de Constance de Batz, montre la mentalité du groupe et les intentions de l’entreprise d’être prêts pour tous les défis à venir.

Fig. 3.11. Schéma du fichier Dynamo pour l’export d’information à partir du modèle de la maîtrise d’œuvre. Source : EIFM.

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4. ANALYSE DES CONNAISSANCES DU PERSONNEL Avant de vous expliquer les missions principales que j’ai réalisées pendant mon stage, je crois intéressant de vous montrer une analyse des connaissances BIM du personnel d’EIFFAGE Métal. Dans les chapitres suivants nous allons parler de questions basées sur différents logiciels qui sont les programmes les plus utilisés sur les projets d’Ingénierie, rendant obsolètes d’autres comme AutoCAD. Je trouve que, pour la cellule qui est en charge du développement d’outils informatiques, il est intéressant d’avoir une vision des compétences du personnel.

4.1. L’ENQUETE ET SES OBJECTIFS Les employés d’EIFFAGE disposent très fréquemment de la possibilité de recevoir des formations informatiques pour les logiciels qu’on utilise habituellement sur les projets. Au sein même du siège de Vélizy, il y a une aile du bâtiment qui s’appelle Université EIFFAGE où sont données les formations internes. Par exemple, pendant mon stage, le personnel de mon département a eu la possibilité de faire des formations Digital Project et Tekla. A notre époque où les changements de mentalité et de méthodologie sont importants pour affronter les projets, il est très important de connaitre les points forts et les aspects à renforcer dans le personnel dont on dispose. À cet effet, la responsable de la cellule BIM, Constance de Batz, a eu l’idée de réaliser un sondage pour analyser les connaissances actuelles de l’équipe et savoir quelles formations doivent être planifiées pour le personnel. Grâce à la formation que j’ai reçue à l’ESTP, spécialement avec l’option BIM, j’ai des connaissances générales sur l’utilisation de différents logiciels de modélisation 3D et avec la formation reçue en Espagne, je connais bien aussi les logiciels de calcul de structures. C’est pour cela que Constance m’a confié la rédaction d’une première version des questions à incorporer dans l’enquête. Les questions proposées se divisaient par blocs en fonction de l’utilité des logiciels. Premièrement on trouvait des questions sur les logiciels de modélisation 2D et 3D, le niveau de connaissances, la motivation pour recevoir de la formation, l’utilité, etc. Ensuite, il y avait des questions similaires pour les logiciels de calcul et enfin une analyse des logiciels de programmation. À la fin, nous avions incorporé aussi des questions sur l’historique des projets liés avec le BIM et des questions à réponse ouverte pour des commentaires individuels éventuels.

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Fig. 4.1. Exemple d’une question de l’enquête faite au personnel. Source : EIFM.

4.2. LES RESULTATS ET LEUR ANALYSE Une fois que le personnel a eu répondu à l’enquête, je disposais des réponses de 62 collaborateurs, divisés en 5 bureaux d’études (ou section). Il faut préciser que 3/5 des bureaux d’études n’ont pas assez de personnel pour que l’enquête nous montre des conclusions claires à l’échelle d’une section. Leurs réponses sont toutefois incluses et comptabilisées dans les résultats globaux où elles ont leur importance.

Niveau de connaissance de TEKLA Vélizy

18

Maizières

9

1

3

2

Lauterbourg

20%

4

1 30%

40%

50%

60%

2 3

1 10%

1

2

Cuincy

0 1

4

1

0%

1 1

2

12

Fos sur mer

3

70%

80%

90%

100%

5

Tableau 4.1. Résultats pour la question sur le niveau de connaissances de Tekla (0 : rien, 5 : expert). Source : EIFM.

Avec les réponses obtenues, nous pouvons filtrer pour connaître exactement le degré de connaissances de chaque logiciel dans chaque section. De cette façon, on peut non seulement renforcer la formation du personnel mais aussi trouver l’employé idéal lorsqu’un besoin spécifique arrive, et qui exige un utilisateur expert d’un logiciel. Après, si on compare les résultats entre les différents logiciels, on peut identifier les logiciels les plus utilisés par le personnel et aussi définir un plan de formation optimisé pour

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta améliorer les capacités des personnes avec des connaissances moyennes pour qu’ils deviennent experts.

Fig. 4.2. Diagrammes pour montrer les connaissances d’un employé. Source : EIFM.

Si on analyse les résultats de chaque catégorie de logiciels, on obtient que : -

AutoCAD : est encore le logiciel le plus utilisé.

-

Tekla : il est le logiciel clé pour réaliser de la charpente métallique. Un grand nombre du personnel l’utilise comme « viewer » mais on trouve des nombreux utilisateurs avancés.

-

Revit : ici on voit que Revit n’est pas très utilisé chez EIFFAGE Métal car il n’est pas adapté aux projets complexes mais on dispose de quelques employés qui savent l’utiliser.

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TOTAL DESSIN

58%

INVENTOR

21%

55%

SOLIDWORKS

10%

23%

ADVANCE STEEL

5% 2%2% 11%

53%

DIGITAL PROJECT

24%

10%

63%

CATIA

19%

66%

AUTOCAD 3D

13%

0%

10%

31%

30%

40%

0

1

50%

0% 2% 5% 2%

2

3

19%

60%

4

70%

2%3%

5%0%3%

13% 26%

27%

20%

8%

5% 3% 3% 5%

21%

60%

REVIT

3% 3%2% 5%

16%

71%

TEKLA

2%2%

2% 0% 5% 2%2%

90%

RHINO

DESSIN

10%

27%

53%

6% 1%3%

10%

3%

80%

6%

90%

100%

5

Tableau 4.2. Résultats de l’enquête sur les logiciels de dessin et modélisation 3D. Source : EIFM.

-

Robot : est le logiciel le plus utilisé pour le calcul de structures chez EIFM.

-

ANSYS : est le deuxième logiciel le plus utilisé vu son importance pour le calcul d’assemblages singuliers aux éléments finis.

TOTAL CALCUL

78%

6%

ESA ENGINEER

90%

ANSYS

4% 2%

2% 5% 2% 2%

70%

15%

CYPE

10%

3%2%

100%

SAP2000

0%

90%

ROBOT

CALCUL

9%

44% 0%

10%

20%

3% 5% 2% 0%

10% 30%

40% 0

26%

50%

1

2

3

60%

70%

15% 80%

6%

90%

100%

4

Tableau 4.2. Résultats de l’enquête sur les logiciels de dessin et modélisation 3D. Source : EIFM.

-

VBA : les résultats montrent que ce langage est le plus connu. Cela est dû à sa connexion directe avec Excel, un des logiciels plus utilisé au quotidien.

-

Grasshopper : est le deuxième langage le plus connu. Les architectures complexes sont de plus en plus gérées via Rhino-Grasshopper dans le bâtiment. KP

49

5

C#

50

5

VB Net

50

5

VBA

38

20

Python

51

Dynamo

53

Grasshopper

SCRIPTER

4 3

48 0%

10%

20%

30%

40% NON

8 50% OUI

60%

70%

80%

90%

100%

Tableau 4.2. Résultats de l’enquête sur les logiciels de dessin et modélisation 3D. Source : EIFM.

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4.3. LE CHEMIN A SUIVRE Avec les résultats de l’enquête, je souhaitais établir une conclusion qui serve de connexion avec les développements que je présenterais dans les chapitres suivants. Pendant mes 6 mois chez EIFFAGE, j’ai pu parler avec les calculateurs et les projeteurs qui m’ont montré un grand intérêt pour recevoir une formation Grasshopper, au moins pour pouvoir devenir des utilisateurs débutants, capables d’ouvrir et lancer les scripts ou faire des petites modifications. Après, en ce qui concerne les logiciels de modélisation 3D, les besoins des projets nous obligent à faire appel à des projeteurs Tekla intérimaires. Avec l’enquête, nous avons pu identifier les personnes qui travaillent actuellement comme projeteurs AutoCAD et qui ont la motivation pour apprendre ou améliorer leurs connaissances avec Tekla. Il faut étudier si les former à Tekla peut être une solution rentable pour l’avenir. Personnellement, je trouve que les possibilités qu’offrent Grasshopper et Dynamo sont très intéressantes et que pour les projets futurs, EIFM devrait réaliser un pari dans cette direction pour augmenter le personnel multidisciplinaire capable de scripter, créer des modèles dans Tekla ou Revit et diriger les équipes de projeteurs. Il est devenu fondamental pour EIFM d’augmenter le nombre de ces profils pour répondre au besoin des projets à venir.

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5. SYNTHESE TECHNIQUE DU PROJET LE MONDE 5.1. INTRODUCTION ET CHRONOLOGIE Le projet du nouveau siège du journal Le Monde a exigé une grande collaboration entre les entreprises des divers lots et nous avons donc été obligés d’établir des passerelles fluides de communication pour la gestion de toutes les interfaces entre les différents corps d’état. Une des contraintes principales nécessitant ce travail de synthèse est l’architecture même du bâtiment. Sur les étages courants, le faux plafond fait 1030mm et l’intégralité de la charpente, du bac collaborant et des réseaux doivent passer dans cet espace.

Fig. 5.1. Croquis du positionnement des profils avec H=850mm. AutoCAD. Source : EIFM.

Dès qu’une poutre fait donc plus de 800mm de hauteur, on comprend qu’il est impossible pour les réseaux de passer dessous ou dessus. Dès le début du projet, il était donc prévu que les poutres disposent d’alvéoles. Toutefois, cela n’est pas toujours suffisant : -

Il y a des réseaux qui ont des dimensions trop grandes pour passer dans des alvéoles de diamètre 450mm.

-

Les poutres principales du bâtiment ne sont pas alvéolaires. Un travail de synthèse important a donc dû s’effectuer entre EIFFAGE, Ingérop (cellule de

synthèse), CVC (Lefort), plomberie (Axima) et électricité (Santerne) pour traiter les réservations spécifiques.

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5.2. L’IMPLANTATION D’UN MODELE CENTRALE POUR INFORMER LES INGENIEURS DE CALCUL

Fig. 5.2. Vue en perspective de la maquette Navisworks avec la charpente et les réseaux. Navisworks. Source : EIFM.

Initialement, ma tutrice, également responsable du BIM sur le projet, m’a confié la tâche d’analyser les mises à jour des différentes maquettes reçues des autres lots, en particulier des entreprises de réseaux, et de les regrouper dans un modèle de synthèse consultable par tous, sans préciser un logiciel particulier. En l’état, il existe sur le marché différentes solutions pour réaliser ces modèles de synthèse. Par exemple, une option possible aurait été la création d’un fichier Revit avec des liens vers les différentes maquettes. Cependant, comme Revit n’est pas seulement un logiciel de visionnage, mais qu’il permet l’édition des maquettes, il devient rapidement très lent quand la vue 3D contient beaucoup d’éléments. Une autre solution aurait été d’exporter en format IFC tous les modèles et de les intégrer dans TeklaBimSight, un logiciel gratuit très fluide et qui permet insérer de notes d’avertissement, réaliser des tests de clashs et enregistrer des points de vue facilement. Cependant, le logiciel plus utile que j’ai trouvé pour notre projet a été Navisworks. Ce programme dispose des mêmes fonctionnalités que TeklaBimSight avec l’avantage qu’il ne faut pas convertir les fichiers en IFC car il est capable de lire une grande quantité de formats différents. Par exemple, dans le modèle que j’ai fait, j’avais des fichiers .rvt (Revit) et .CATProduct (Digital Project / Catia). En particulier, comme c’est un logiciel Autodesk, il a une excellente compatibilité avec les formats .rvt, et il est par exemple capable d’afficher tous les éléments de ce type de fichier, Fig. 5.3. Liste des formats externes à Navisworks que le logiciel peut intégrer dans ses modèles. Navisworks.

même dans les liens Revit imbriqués.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Cela a permis, en particulier, de faciliter la synthèse des réservations dans la charpente. En effet, grâce à ce modèle, l’ensemble des collaborateurs, et en particulier l’équipe calcul, pouvaient rapidement voir si des adaptations étaient possibles.

Fig. 5.4. Capture d’écran du logiciel Navisworks avec une vue 3D, les points de vue enregistrés et l’arborescence. Source : EIFM.

Un autre avantage que le logiciel Navisworks peut apporter, même s’il n’a pas été exploité pour l’instant, est l’analyse des clashs entre éléments et la création de modèles 4D avec un planning temporel. Une fois le choix du logiciel effectué, parlons quelques instants du fonctionnement des fichiers natifs de Navisworks pour comprendre tout le potentiel de la maquette ainsi développée. Il y a trois types de fichiers dans NW : -

.NWF : c’est le format général d’une maquette. Ce format s’appelle « Jeu de Fichiers Navisworks » et correspond à fichiers auxquels nous ajoutons différents modèles 3D comme liens. On peut le décrire comme un conteneur de liens. Chaque fichier .nwf doit toujours être accompagné des fichiers réels correspondants aux liens. Si ces fichiers de base sont modifiés, le modèle .nwf sera capable de détecter les changements et s’actualiser. Par ailleurs, il sauvegarde l’arborescence des liens avec le chemin d’accès correspondant, les points de vue enregistrés, avec les configurations de graphisme correspondantes pour chaque élément, ainsi que les filtres de sélection pour faciliter la sélection de différents éléments pour, par exemple, lancer un analyse de clash.

-

NWD : Si on veut diffuser une maquette complétement détachée des fichiers .nwf, on peut convertir un fichier .nwf en .nwd pour avoir un document qui contiendra toute la géométrie des liens chargés. Il contiendra comme un .nwf tous les points de vue, les filtres de sélection et l’arborescence, mais détachée dans ce cas. Ce type de format casse les liens avec les fichiers d’origine et il est complétement indépendant, raison pour laquelle il ne sera pas actualisable avec les modifications des fichiers originaux. C’est le format utilisé pour la diffusion de la maquette car il est lisible avec Navisworks Freedom, une version gratuite de Navisworks.

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.NWC : les fichiers avec ce format, appelé « Cache de Navisworks », accompagnent toujours les liens chargés dans les fichiers .nwf. Ils servent à contenir une version en cache de la géométrie surfacique du lien et permettent aussi détecter si le fichier chargé dans Navisworks est actualisé ou non. Il existe aussi l’option dans certains logiciels d’exporter la maquette en format .nwc. Dans ce cas, le fichier obtenu est chargeable dans un .nwf mais il n’est pas actualisable, car il est détaché du fichier d’origine, et il montre seulement que la version en cache au moment de l’export.

Fig. 5.5. Schéma de l’arborescence des liens chargés et des points de vue enregistrés dans la maquette générale de synthèse. Navisworks. Source : EIFM.

Maintenant que les types de fichiers sont expliqués, il est facile de comprendre la grande utilité des maquettes Navisworks. D’un côté, j’ai pu gérer les liens insérés, créer des points de vue pour faciliter le visionnage et les organiser par sujets comme l’analyse de réseaux ou les comparatifs de maquettes de la charpente entre les versions Revit, DP et Tekla. Mais le grand avantage est que cette maquette est actualisable automatiquement selon l’avancement du projet. Si une poutre est déplacée dans la maquette DP, en faisant un simple clic sur le bouton « actualiser » de Navisworks, la modification sera incorporée au modèle. D’un autre côté, le fichier .nwf que j’ai utilisé était périodiquement exporté au format .nwd. De cette façon, tous les ingénieurs du bureau d’études avaient à disposition une maquette à jour avec la charpente, les bacs et dalles et les réseaux à jour pour pouvoir étudier la faisabilité de ces modifications. C’est pour cette raison que la maquette a été utilisée par tous les collaborateurs.

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5.3. LA GESTION DES RESERVATIONS DANS LES ELEMENTS STRUCTURELS Une fois ce modèle mis en place, c’est donc très logiquement que l’on m’a confié la mission de suivre les réservations. La phase de synthèse commence par la diffusion par EIFFAGE des maquettes, en format Revit, de la charpente et du béton, à toutes les entreprises concernées. Chaque entreprise des réseaux devait étudier ces maquettes fournies et faire ses propositions de réservations. Pour faire ses demandes, les entreprises devaient respecter des prérequis fournis par les calculateurs : dimensions maximales, distance minimale par rapport aux assemblages, etc. (voir Annexe 1). Ensuite, Ingérop, entreprise en charge de la synthèse des réseaux, récupérait les demandes de réservations et faisaient un premier filtre, rejetant les réservations hors prérequis et mutualisait les réservations trop proches. Pour chaque réservation, la maquette Revit contenait une famille de dispositifs de données qui définissait la taille et la position de la réservation mais aussi différents paramètres comme : -

Lot, numéro, identifiant et niveau. Avec la concaténation de ces paramètres, chaque réservation dispose d’un nom unique.

-

Type d’hôte. Avec ce paramètre on peut savoir à quel élément est attachée la réservation.

-

Commentaires. Nous avons utilisé les commentaires pour montrer dans les étiquettes le statut de la réservation ainsi comme un message complémentaire s’il était nécessaire.

-

SYN Statut. Celle-ci était le paramètre à modifier par Ingérop. Les statuts possibles étaient : accepté, modifié, ajouté, supprimé ou non-traité.

-

STR Statut. Avec ce paramètre nous devons valider, valider avec réserves ou refuser chaque réservation. Ce filtre s’applique seulement aux réservations approuvées par Ingérop. Une fois que la maquette traitée par Ingérop est publiée, nous avons réalisé une étude

cas par cas pour vérifier si la poutre avec l’ouverture demandée passait au calcul. Cette vérification a été réalisée par les calculateurs et mon travail a été de leur fournir les moyens pour faire sa mission (maquette Navisworks pour comprendre les réseaux et maquette Revit pour valider ou non les réservations).

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Fig. 5.6. Exemple de réservation dans une vue en plan d’une maquette. Revit. Source : EIFM.

Pour les réservations dans les bacs collaborant ou dans les dalles, j’ai eu la responsabilité de valider ou non directement les réservations en suivant les règles fournies par le bureau de calcul du Département de Génie Civil d’EIFFAGE Construction. Ces règles dictent pour quelles réservations il est nécessaire d’ajouter des chevêtres ou des renforcements dans les bacs. Le reste des réservations verticales, normalement de taille inférieure à 600*600mm, sont acceptées directement. Même si une partie du travail est déjà effectué par Ingerop, il reste de nombreux cas particuliers qui nécessitent une discussion directe avec des responsables d’autres entreprises. Ainsi, en plus d’assurer la création des réservations dans les différents modèles et leur suivi, j’ai également dû participer à des réunions pour pouvoir répondre plus rapidement aux problématiques de synthèse et ainsi débloquer l’avancement des différentes entreprises.

5.4. L’INTEROPERABILITE ET LES PASSERELLES INTERLOGICIELS POUR LA MODELISATION L’ensemble de ce travail de synthèse reste une étape très classique dans le bâtiment. Mon apport a été de le rendre plus fluide en cherchant à automatiser le plus possible les passerelles entre logiciels de façon à conserver la qualité de l’information présente dans la géométrie. Comme on verra dans le chapitre 7, pendant mon stage j’ai développé des nombreux outils avec Grasshopper et Dynamo pour exporter les informations des réservations, pour les

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta modifier, pour récupérer leurs données et couper les maquettes de la structure, etc., évitant ainsi un maximum de travail manuel aux équipes de calculateurs mais aussi de dessinateurs. Tous ces outils paramétriques ont pour but faciliter la connexion des fichiers .rvt des réservations avec d’autres maquettes en Revit ou Tekla. Avec l’implémentation de scripts dans Grasshopper et Dynamo, on pallie alors aux faiblesses de chaque logiciel, en développant des outils qu’ils n’ont pas encore. Par exemple, on sait que Tekla est un des meilleurs logiciels pour la conception des structures métalliques, mais il n’est pas au même niveau de fonctionnalité pour modéliser les réseaux. Pour cette tâche, Revit est beaucoup plus puissant.

Fig. 5.7. Capture d’écran de l’étage L03. Détail des réseaux de la pile sud. Navisworks. Source : EIFM.

Avec des scripts qui transfèrent les données entre différents logiciels, on gagne du temps sans perdre de l’information et on peut profiter des avantages de chaque logiciel au maximum. Sans ces outils, on aurait dû exporter un IFC avec les réservations, qui n’auraient été que des solides morts. Il aurait ensuite fallu demander à un projeteur Tekla de modéliser des poutres fictives pour chaque réservation en se basant sur l’emplacement des éléments de cet IFC. Enfin, on aurait dû couper une par une les poutres métalliques avec ces boîtes pour intégrer les réservations. Toutes ces actions peuvent prendre des semaines et sont source d’erreurs, là où un script peut le faire de façon fiable en une matinée. Les scripts peuvent avoir de nombreuses applications. Le premier que j’ai réalisé a servi à analyser le fichier des réservations pour associer de façon fiable les réservations à leur « hôte ».

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Ensuite, j’ai écrit un second script permettant de renvoyer les réservations dans notre maquette Revit de charpente. Celle-ci a été rediffusée aux entreprises des réseaux, qui ont vérifié qu’il n’y avait pas d’oublis ou d’erreurs, et fait des demandes complémentaires. Enfin, une fois les réservations validées par tous, j’ai écrit un nouveau script dans Grasshopper pour envoyer les réservations dans le modèle définitif de fabrication, sous Tekla. En plus des trous, j’ai également géré les renforts éventuels, ceux-ci ayant été dimensionnés par l’équipe calcul. Une fois ce script exécuté, les dernières modifications devaient être traitées à la main, et il était indispensable de faire les changements dans les deux modèles.

Fig. 5.8. Détail d’une vue 3D avec la charpente percé et les renforcements disposés. Tekla. Source : EIFM.

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6. LES SCRIPTS APPLIQUES A L’INGENIERIE Dans ce chapitre je vais vous présenter différents langages de programmation utilisés dans le monde de l’ingénierie pour la modélisation 3D. L’objectif de ces explications n’est pas d’arriver à écrire des scripts mais d’avoir une vision globale de l’utilisation de ceux-ci et quelques exemples de leurs applications. Premièrement, je voudrais vous présenter un petit résumé de l’application historique des langages classiques et leur utilisation actuelle selon mon expérience chez EIFFAGE. Ensuite, on parlera de deux logiciels de programmation graphique qui sont le présent et le futur des grands projets paramétriques d’Ingénierie Civil comme ils sont Dynamo et Grasshopper. Avec cette introduction aux langages, la lecture du suivant chapitre sera plus facile car on passera à expliquer les outils développés pendant mon stage avec Grasshopper et Dynamo.

6.1. LES CODES CLASSIQUES Les langages de programmation traditionnels comme C#, VBA, VB.net, Python, etc. ont été utilisés historiquement pour le développement de logiciels avec l’idée qu’un ingénieur de modélisation était orienté plutôt à l’utilisation des logiciels de dessin et il ne s’occupait pas de sa programmation. Néanmoins, pour les ingénieurs qui voulaient explorer toutes les possibilités de ces logiciels, il est apparu FORTRAN, le premier langage informatique utilisé dans l’ingénierie pour effectuer des tâches de calcul (structure, thermique, …). Par la suite, ces ingénieurs qui jouaient avec les limites de l’ingénierie ont disposé d’autres options comme on le verra ensuite. Un exemple d’évolution et d’introduction de la programmation dans les logiciels utiles à l’ingénierie est AutoCAD. Ce logiciel est utilisé traditionnellement dans le dessin 2D mais on y trouve tout de même des éditeurs de code (Diesel, LISP, DCL et VBA) permettant ainsi d’automatiser le logiciel avec des fonctions utiles à l’utilisateur, d’éliminer des actions ou alors de personnaliser l’interface. De même, dans Rhinoceros on peut développer en VBScript. Il est alors possible d’automatiser des tâches répétitives et ainsi créer des modèles 3D avec des formes singulières même si aujourd’hui cette méthode de développement est largement remplacée par celle plus visuelle qu’est Grasshopper. Pendant mon stage j’ai découvert qu’il existe une symbiose très utile aussi entre quelques langages classiques et d’autres logiciels comme Digital Project ou Catia. Avec eux, l’automatisation des tâches avec des scripts en VBA est très puissante et dotent les logiciels d’options inimaginables. Au sein d’EIFFAGE Métal, par exemple, le moteur pour la création de

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta toute la charpente et les éléments de la façade était un ensemble des scripts réalisés par Maxime Couty en VBA. Pour finir avec les codes classiques, il me semble nécessaire de commenter l’utilisation plus puissante de ce type de scripts pour les entreprises de construction. Par la suite, je vais vous expliquer un logiciel comme Grasshopper qui est fondamental pour la création des modèles 3D dans Tekla. Cependant, il y a des cas où on peut se trouver avec besoin d’une fonctionnalité manquante dans GH mais qui existe déjà dans Tekla. Pour pouvoir l’intégrer, il faut accéder à l’API de Tekla, trouver les fonctionnalités qui nous intéressent et créer un petit composant avec C# par exemple qui sert pour avoir un nouveau nœud de Grasshopper avec la fonction désirée. Ça veut dire qu’un utilisateur avancé d’un de ces langages est capable d’ajouter toutes les fonctions possibles d’un logiciel dans Grasshopper en créant des plugins. En plus, l’accès aux APIs des logiciels nous permet améliorer les fonctionnalités par défaut et, de la même façon qu’avec AutoCAD, personnaliser l’interface du logiciel.

6.2. GRASSHOPPER Après cette introduction sur l’apport de développement et de l’informatique en ingénierie, nous pouvons aller plus en détail dans l’explication du module de développement visuel le plus utilisé chez EIFFAGE Métal : Grasshopper. C’est une interface de développement graphique se présentant comme un module du logiciel de modélisation 3D Rhinoceros. Il permet entre autres d’établir des passerelles entre différents logiciels, de modéliser de la géométrie, d’exploiter des données et une multitude d’autres possibilités. Grasshopper est donc utilisable comme tout IDE (Integrated Development Environment) et offre les mêmes possibilités que le développement informatique classique (on y retrouve d’ailleurs beaucoup de similitudes). Mais en réalité il va plus loin, grâce à sa grande communauté d’utilisateurs et de programmeurs qui mettent en commun (gratuitement) de nombreux développements et plugins, cet IDE s’améliore chaque jour jusqu’à atteindre des limites inimaginables. Au début, Grasshopper avait été conçu comme un complément de Rhinoceros qui permettait la modification et création des éléments typiques de ce type de logiciel de dessin 2D et 3D (points, lignes, courbes, surfaces et solides) avec un système très intéressant pour gérer les listes. Par la suite, grâce à son API totalement ouverte et une équipe de développeurs très à l’écoute et prête à aider, Grasshopper est maintenant capable de lire/écrire des fichiers Excel, de créer des modèles 3D et 2D avec fluidité. Mais, et c’est certainement le plus important, de nombreuses passerelles interlogiciels ont été développées, comme avec les

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta logiciels de calcul (Robot, SAP2000, Ansys, …) ou même de BIM (Revit, Tekla, …). Les options ne se limitent pas au simple envoi de modèles 3D mais aussi à la récupération de leurs données, par exemple avec GeometryGym, il est possible d’envoyer un modèle complet de calcul avec la géométrie, les profilés, les cas de charge, les combinaisons mais aussi d’en extraire les résultats et de les interpréter.

Fig. 6.1. Exemple d’un script développé avec Grasshopper. Grasshopper. Source : EIFM.

On dispose aujourd’hui aussi de plugins capables de transformer Grasshopper en un logiciel de calcul complet grâce à Karamba ou en un logiciel de BIM équivalent à Revit avec VisualARQ sans les désavantages du logiciel d’Autodesk. Pour trouver plus d’information sur des projets réalisés avec Grasshopper, je vous recommande le visionnage du webinaire sur le projet The Morpheus Hotel, un bâtiment avec une façade très singulière et réalisé depuis la conception jusqu’à la fabrication avec GH.

Fig. 6.2. Image de l’Hotel Morpheus à Hong Kong. Source : Zaha Hadid Architects.

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6.3. DYNAMO Dynamo est autre logiciel qui permet créer des scripts. C’est aussi un logiciel de programmation graphique qui garde similitudes très importantes avec Grasshopper mais qui est dédié à l’amélioration de Revit et les options qu’un utilisateur peut avoir sur ce logiciel de dessin. A l’inverse, Grasshopper est plutôt orienté à devenir un outil central en l’interopérabilité des logiciels, en permettant se connecter à une grande quantité d’options différentes. Même s’il existe des différences entre les deux logiciels, un utilisateur de Grasshopper peut s’adapter facilement à la programmation avec Dynamo (et inversement) car la façon de créer les scripts est très similaire. Comme en Grasshopper, on dispose d’une bibliothèque de nœuds très complète qu’on peut agrandir avec les apports des développeurs qui créent des packages téléchargeables depuis le site de Dynamo. Ces nœuds se connectent pour créer des fonctions plus complexes comme par exemple passer de la création de points à la construction de courbes et, à partir de là, former des poutres avec des géométries singulières. Les différentes options de packages qu’on peut télécharger, nous permettent récupérer les informations de fichiers Excel et Rhino et cette caractéristique devient fondamentale pour avoir listes des données gérables avec Dynamo pour la construction d’éléments singuliers. La plus grande différence entre les nœuds de Dynamo et Grasshopper est que les nœuds de Dynamo ne travaillent pas avec des arbres. Le plus proche qu’on peut obtenir à utiliser sont les listes de listes, ce qui que limite de façon importante la construction des scripts. Pour un utilisateur de Revit, Dynamo doit avoir une importance extraordinaire pour compenser les carences de ce logiciel. En principe, Revit est conçu pour la modélisation de bâtiments considérés « standards », offrant des difficultés importantes pour créer des éléments singuliers. Avec Dynamo, les problèmes géométriques disparaissent et les limitations, comme avec Grasshopper, sont celles de l’imagination. De plus, Dynamo est un excellent outil pour le développement du BIM et l’application de standards de modélisation et de renseignement de données de manière rapide et efficace. Le contrôle des maquettes et des données qui y sont renseignées n’est donc plus une corvée, mais une tâche automatisée et fiable.

Fig. 6.3. Exemple de projet réalisé avec Dynamo. Dynamo. Source : BIM&BTP.

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7. OUTILS DEVELOPPES POUR LE MONDE 7.1. INTRODUCTION : LES REVES ET SON APPLICATION Pour le projet du nouveau siège du journal Le Monde, EIFFAGE Métal avait décidé utiliser Digital Project de Gehry Technologies comme logiciel de modélisation pour la façade et pour la structure. Ce logiciel nous a offert une opportunité inimaginable pour paramétrer un modèle 3D à travers des scripts développés en VBA, grâce aussi aux informations obtenues avec des scripts développés avec Grasshopper, mais son point faible est qu’il n’est pas conçu pour la construction en charpente métallique. En effet, les outils qu’il propose dans ce domaine sont très limités et il faudrait développer tous les outils propres à ce milieu (soudure, plans de débit, plans d’assemblage, …). A cause de cette faiblesse, nous avons dû être aptes à transférer le modèle (ainsi que toutes ses données) dans différents logiciels afin de tirer le meilleur de chacun. Par exemple, pour l’envoi en fabrication, le meilleur logiciel actuellement est Tekla de Trimble Solutions, un logiciel qui permet de définir tous les détails de la structure, le phasage, les caractéristiques de chaque pièce, etc. En plus, il crée automatiquement les fichiers DSTV lisibles par les machines pour couper les poutres métalliques, mais il permet aussi de modéliser les boulons des assemblages ainsi que les alvéoles et les réservations dans les âmes. Par contre, pour une collaboration correcte avec la synthèse architecturale et la synthèse des réseaux, le marché actuel nous obligeait à utiliser aussi Revit d’Autodesk. Ce logiciel, qui est très optimisé pour le dessin des réseaux MEP et le bâtiment béton classique, n’est pas le meilleur pour la conception des structures métalliques singulières. Mais le marché nous obligeait, de toute manière, à fournir les maquettes en format .rvt et nous devions donc être capables de recréer notre modèle dans ce format avec une perte minime d’informations. Etant donnée la nécessité de recréer notre modèle DP (Digital Project) dans divers formats, un besoin clair nous apparait : nous avons besoin d’un bouton magique qui établisse une passerelle de DP vers Tekla et Revit sans perdre ni la géométrie ni les informations de chaque barre. Actuellement ce bouton magique n’existe pas et la procédure qui se rapproche le plus de notre rêve est l’utilisation du format d’échange IFC créé par Building Smart. Le but de ce rapport n’est ni d’expliquer comment fonctionne ce format, ni les objectifs de Building Smart ou les avantages et désavantages de cette solution. On dira seulement que l’état actuel des passerelles à travers le fichier IFC est encore trop jeune et pas assez mature par rapport à l’exigence de qualité souhaitée sur ce projet. Les fichiers IFC actuels perdent les paramètres personnalisés créés dans DP et nécessaires dans les maquettes des autres logiciels.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Finalement, afin d’atteindre notre objectif de recréer un modèle 3D le plus fidèlement possible dans les divers logiciels, la programmation visuelle a été le moyen le plus adapté. De cette façon, avec des scripts plus ou moins compliqués en Grasshopper et Dynamo, nous avons réussi à fabriquer notre bouton magique.

7.2. OUTILS DYNAMO. MODELISATION EN REVIT Pour ce projet, maintenant que le domaine de la construction est entré dans l’ère de l’informatique, nous devons avoir une maquette 3D de la structure (béton et charpente) au format Revit afin que toutes les autres entreprises aient un modèle de base qui, accompagné de celui de l’Architecte, leur serve à placer leurs réseaux au milieu de la structure et effectuer les demandes de réservation dans celle-ci.

Fig. 7.1. Page de démarrage de Dynamo. Liste d’outils développés. Dynamo. Source : EIFM.

Après, il faut que toutes ces demandes soient étudiées et, si elles sont validées, incorporées aux autres maquettes. Pour toutes ces tâches, j’ai développé une grande quantité d’outils dont je vais expliquer les plus importants dans la suite de ce rapport :

7.2.1. Recréation de la maquette 3D complète ExcelToRVT.dyn

Fig. 7.2. Schéma général du script ExcelToRVT.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Le premier outil sert à créer la géométrie dans Revit de manière conforme à celle présente dans le modèle Digital Project. Il se base sur un fichier Excel qui contient (rangé dans un onglet par étage) les coordonnées des points extrêmes de chaque barre, le type de barre, le profil, le matériau, etc.

Fig. 7.3. Exemple d’un fichier Revit crée avec le script ExcelToRVT.dyn. Source : EIFM.

Le Dynamo transforme cette information en éléments 3D à partir des familles créées préalablement. Il faut exécuter cet outil une fois par étage et sélectionner à chaque exécution l’étage à créer. Toutes les poutres obtenues seront non-alvéolaires. Il sera donc nécessaire de faire tourner un script supplémentaire (ExcelCreatecells.dyn) afin de modéliser les alvéoles nécessaires à la cellule synthèse pour valider les cheminements des réseaux. La procédure suivie par le script est la suivante : a) Récupérer l’information du fichier Excel et la transformer en listes de coordonnées, de profils, de paramètres divers, etc. b) Diviser la création des barres en : Poteaux, poutres droites, poutres courbes. c) Appliquer une procédure pour chaque cas pour créer les points de début et fin de chaque barre. d) Créer une ligne ou courbe à partir des points créés. Pour les poutres courbes, le script utilise le point intermédiaire pour créer un arc. e) Générer une poutre ou poteau avec la ligne ou la courbe correspondante et lui associer des propriétés spécifiques comme l’identifiant, le profil, la nuance, la rotation, etc.

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7.2.2. Création des poutres alvéolaires ExcelCreateCells.dyn

Fig. 7.4. Schéma général du script ExcelCreateCells.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

Cet outil, de la même manière que celui précédent, permet d’établir une passerelle directe entre les alvéoles modélisées dans Digital Project et le fichier Revit de la charpente. Le script Dynamo prendra en entrée un fichier Excel contenant les coordonnées des deux points de chaque alvéole pour créer une poutre cylindrique qui viendra donc découper la charpente. La réelle difficulté de ce script était de lire les données présentes dans le fichier Excel, le fonctionnement est le suivant : a) Récupérer les coordonnées des points de début et fin de l’axe de chaque alvéole. b) Créer une ligne entre ces deux points et créer la poutre cylindrique qui servira à la découpe. c) Modifier quelques paramètres pour augmenter les informations de chaque trou. d) Récupérer les poutres du modèle et créer des listes avec le même format que les listes des alvéoles. e) Couper les poutres avec les « Voids » pour obtenir les poutres alvéolaires.

Fig. 7.5. Procédure pour obtenir une maquette avec des alvéoles en Revit. Source : EIFM.

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7.2.3. Export vers Excel des paramètres des réservations La procédure suivie pour les réservations dans les poutres et l’explication de la chronologie dans le projet ont été développées avant, dans le Chapitre 5. Afin d’exporter tous les paramètres utiles au suivi des réservations et à leur renvoi dans Digital Project, j’ai dû réaliser plusieurs scripts. Les plus importants servent à : détecter la poutre plus proche de la réservation pour changer l’hôte de celle-ci et pouvoir comme ceci exporter le paramètre plus tard; exporter toute l’information des réservations, incluent les coordonnées et les paramètres, pour les modéliser en Tekla, DP et dans les fichiers Revit de charpente et béton ; et finalement les scripts qui servent pour couper la charpente et le béton à partir de l’Excel qui contient toute l’information des réservations. 1.ReservationHoteGlobal.dyn

Le fonctionnement du script qui cherche la barre la plus proche d’une réservation est : a) Récupérer tous les dispositifs de données du fichier .rvt et appliquer des filtres (« dispatchs list » en Grasshopper et « Filters by bool mask » en Dynamo) pour ne pas traiter les réservations dans les voiles et diviser en deux les listes en fonction de si c’est une réservation verticale (pour percer le béton et le bac) ou si c’est une réservation horizontale (pour percer les poutres). b) Lire un Excel avec l’info de toutes les barres pour reproduire les axes comme lignes. c) Décomposer la géométrie des réservations pour obtenir son axe et, à partir de ce point, les coordonnées d’un point caractéristique de l’axe. d) Lancer le nœud qui cherche la ligne la plus proche à un point pour tous les points caractéristiques qui représentent une réservation. e) Associer à chaque réservation l’identifiant de la barre la plus proche dans le paramètre « Type d’hôte ».

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Fig. 7.4. Schéma général du script ReservationHoteGlobal.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

2.ReservationInfoGlobal.dyn 2.ReservationInfoGlobal - Sans DP.dyn 2.ReservationInfoCalcul.dyn

Fig. 7.5. Schéma général du script ReservationInfoGlobal.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

Une fois que la position des réservations, sa taille et tous les paramètres sont corrects et bien remplis, j’ai développé un outil pour exporter cette information de façon qu’elle soit interprétable par DP, Tekla ou autres fichiers Revit.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Ces 3 scripts servent à diffuser toute l’information mais avec des structures différentes. Par exemple, le premier (Fig. 6.5), sert à fournir une feuille Excel pour modéliser dans DP les réservations, de façon qu’on puisse boucher les alvéoles qui sont à la même place qu’une réservation demandée. Le deuxième (Fig.6.6) contient la structure d’Excel nécessaire pour être utilisé dans le script qui coupe les barres et le béton. C’est un script réalisé à posteriori pour ne pas avoir besoin de passer par DP pour exporter les réservations aux maquettes de la structure. Le troisième script (Fig. 6.7) est dessiné selon les besoins de l’équipe de calcul pour pouvoir vérifier les dimensions des renforcements à disposer autour des réservations. En plus, il sert à générer un Excel utilisable par le script qui crée les renforcements dans Tekla.

Fig. 7.6. Schéma général du script ReservationInfoGlobal - Sans DP.dyn. Dynamo. Source : EIFM. Fig. 7.7. Schéma général du script ReservationInfoCalcul.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

En lignes générales, le fonctionnement des trois scripts est similaire et il est le suivant : a) Récupérer tous les dispositifs de données du fichier .rvt et appliquer des filtres pour ne pas traiter les réservations dans les voiles et diviser en deux les listes en fonction de si c’est une réservation verticale (pour percer le béton et le bac) ou si c’est une réservation horizontale (pour percer les poutres). b) Extraire les différentes informations géométriques de la réservation (axe, hauteur, largeur, rayon, rotation, épaisseur, …) et les paramètres de chacune (Statut, identifiant, hôte, commentaires, …) sous forme de listes. c) Traiter toutes les listes pour les nettoyer, par exemple, pour arrondir les longueurs au millimètre près. d) Exporter ces informations dans l’Excel correspondant.

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7.2.4. Création des réservations (dans les poutres et dans les planchers) 3.ReservationCutBeam.dyn

Fig. 7.8. Schéma général du script ReservationCutBeam.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

Quand les réservations sont validées et toute l’information géométrique et paramétrique est exportée dans une feuille Excel, nous disposons de tous les éléments pour couper les maquettes de la structure. Pour réaliser cette action, j’ai développé deux outils, un pour la charpente et un autre pour les bacs. L’importance de cette procédure (trouver l’hôte de la réservation, exporter l’information vers Excel et couper les maquettes) fut de trouver une solution pour traiter des éléments présents dans un lien Revit et non dans le fichier lui-même, ce qui est impossible avec Revit et Dynamo. Par exemple, vous pouvez visualiser une maquette liée mais impossible d’utiliser les éléments qui la compose dans le script Dynamo. En plus, les éléments utilisés par la Synthèse sont les dispositifs de données qui ne sont pas exploitables pour couper des éléments « ossature » ou « sol ». Avec notre procédure, dans les maquettes de la structure nous recréons des « poutres imaginaires » invisibles avec les dimensions des réservations et qu’on peut utiliser pour couper notre géométrie. 4.ReservationCutBeton.dyn

Fig. 7.9. Schéma général du script ReservationCutBeton.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

La procédure que mes outils suivent est similaire si bien il faut traiter de façon différente les réservations en fonction de si elles sont horizontales ou verticales. Cette procédure est :

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta a) Lire le fichier Excel provenant de DP ou généré à partir du script « Reservation InfoGlobal - Sans DP.dyn ». b) Isoler les réservations à traiter en fonction de si elles sont verticales ou horizontales, de si elles sont validées ou non, etc. et créer des listes avec les informations nécessaires pour recréer les réservations comme poutres. c) Générer avec ces listes les points de l’axe, la ligne qui servira d’axe, les poutres associées à chaque axe, etc. d) Modifier les « poutres invisibles » selon les paramètres de l’Excel (rotation, arrondie, etc). e) En parallèle, nous devons récupérer toutes les barres du modèle et les filtrer, ordonner et répéter pour avoir une liste identique à la liste des réservations. f) Couper les poutres du modèle avec les petites poutres imaginaires.

7.2.5. Création de coupes pour les projeteurs à partir de DP ExcelToSectionViews.dyn

Avec l’avancement du projet, de nouveaux besoins sont apparus. Par exemple, quand le niveau de détail des assemblages façade-structure a avancé, j’ai eu pour mission de diffuser régulièrement aux projeteurs AutoCAD des coupes actualisées régulièrement. Ces coupes étaient définies dans DP avec des prismes et les informations de la coupe étaient exportées en format Excel. Il avait été décidé de réaliser ces coupes dans Revit pour plusieurs raisons. Il était très simple de les automatiser à partir de Dynamo et les coupes étaient très rapides à exporter au format AutoCAD à partir de revit alors qu’il faut beaucoup de temps à DP pour exporter ce genre de fichiers. Cet outil établit une passerelle entre les coupes dessinées en Digital Project et sa création dans Revit. Son fonctionnement est basé sur l’interprétation de 10 paramètres : -

Coupe horizontale ou verticale Xfront, Yfront, Zfront XMid, YMid, ZMid XBack, YBack, Zback

Fig. 7.10. Capture du modèle de DP où les coupes sont définies initialement. Digital Project. Source : EIFM.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Avec ces paramètres nous pouvons définir les dimensions, la position et l’orientation de notre coupe dans Revit. Après, dans le même script, on applique à toutes les vues générées un gabarit de vue que nous avons prédéfini de façon que les coupes soient prêtes pour leur export en format DWG. La procédure de mon script est la suivante : a) Récupérer les informations de la feuille Excel exportée à partir de DP. b) Créer les points caractéristiques de la coupe. c) Convertir ces points en une « bounding box » représentative et un système de coordonnées local de chaque coupe. d) Transformer les « bounding box » en « section views ». e) Appliquer le gabarit de vue désiré.

Fig. 7.11. Schéma général du script ExcelToSectionViews.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

7.2.6. Mise en place de zones de encombrement pour informer aux réseaux NodeBox.dyn

Une fois qu’on diffuse le modèle 3D de synthèse, les autres entreprises l’utiliseront pour mettre en place leurs éléments. Comme entreprise en charge de la structure, nous devons réaliser les assemblages des poutres et poteaux à chaque extrémité des éléments. En une première phase de synthèse, ces assemblages ne sont pas encore modélisés mais il faut indiquer aux autres entreprises qu’il y a des zones aux extrêmités des barres où ils ne peuvent pas intervenir. La fonctionnalité de cet outil est de créer ces boites rouges d’avertissement pour chaque barre du modèle 3D à partir du modèle réalisé en DP. La géométrie de chaque barre est exportée vers Excel et c’est ce fichier lequel nous utiliserons pour notre Dynamo. En plus, le script est capable d’identifier la géométrie des profils et, en fonction de la hauteur de la section, il change les dimensions de la zone d’encombrement.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

Fig. 7.12. Schéma général du script NodeBox.dyn. Dynamo. Source : EIFM.

Le fonctionnement de cet outil est : a) Lire les fichiers Excel qui contiennent la géométrie des poutres et des poteaux. b) Représenter les points de départ et fin de chaque barre ainsi comme l’axe. c) Dessiner une poutre de 0.5m de longueur qui commence au début de la poutre et suive l’axe, et une autre qui commence à la fin de la poutre et suit l’axe en sens contraire. d) Modifier la hauteur et la largeur de chaque poutre d’encombrement en fonction de la section de la poutre concernée.

Fig. 7.13. Résultat du modèle avec toutes les zones d’encombrement. Revit. Source : EIFM.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

7.3. OUTILS GRASSHOPPER. MODELISATION EN TEKLA Actuellement dans le marché, le logiciel le plus puissant qu’existe pour modéliser une structure en charpente métallique, ses assemblages et pour tout envoyer en fabrication est Tekla de Trimble Solutions. Ce logiciel permet de représenter toutes les structures imaginables et il contient une bibliothèque de profilés et assemblages très complète. En plus, chaque élément dessiné dans le modèle 3D dispose par défaut d’une grande quantité des paramètres pensés et conçus pour la fabrication et le montage des structures métalliques. Ça nous permet donc établir le zonage du bâtiment, le phasage pour le planning de fabrication et de montage, grouper les barres pour diviser les commandes entre les différents fournisseurs, etc. Pour compléter toutes ces options, on dispose de la possibilité de connecter Tekla avec Grasshopper, un complément de Rhinoceros similaire à Dynamo mais beaucoup plus puissant et stable et qui dispose d’une grande bibliothèque de compléments pour pouvoir le connecter à différents logiciels, d’Excel jusqu’à tous les logiciels de modélisation 3D en passant aussi par les logiciels de calcul comme SAP2000, Robot et Ansys. Pendant mon stage, j’ai eu l’opportunité de développer une grande quantité d’outils qui permettent d’établir une passerelle entre les différents éléments du projet, sans importer l’origine, et la maquette du bâtiment en Tekla. Ces outils permettent par exemple de modéliser toute la charpente présente dans le modèle de DP, l’actualiser pour prendre en compte les modifications réalisés en DP, modéliser les alvéoles et les réservations provenant de Revit et créer les renforcements dimensionnés par le calcul. A continuation, nous allons expliquer chaque script développé avec Grasshopper avec un schéma général de la procédure que l’outil suit pour arriver à comprendre son fonctionnement.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

7.3.1. Recréation de la maquette 3D complète Quand la modélisation de base en DP est déjà avancée, nous devons commencer à modéliser avec plus de détails la charpente métallique et pourtant il faut recréer la maquette en Tekla. Cet outil sert à créer la première version du modèle Tekla à partir d’un fichier Excel contenant les coordonnées de chaque barre, le type de barre, le profil, etc rangés par étage. Le script Grasshopper transforme cette information en éléments 3D à partir des bibliothèques que le logiciel incorpore. Toutes les poutres obtenues seront non-alvéolaires et nous aurons donc besoin d’exécuter le complément ExcelAlveolesToTekla.gh pour convertir ces poutres en alvéolaires. La procédure que le script suit est : a) Récupérer l’information d’un fichier Excel et la transformer en listes de coordonnées, de profils, de paramètres divers, etc. b) Diviser la création des barres en : Poteaux, poutres droites, poutres courbes. c) Appliquer une procédure pour chacun des trois cas pour créer les points de début et de fin de chaque barre. d) Créer une ligne ou courbe à partir des points créés. Pour les poutres courbes, le script utilise le point intermédiaire pour créer un arc. e) Générer une poutre ou poteaux avec la ligne ou la courbe correspondante et lui associer des propriétés spécifiques comme l’identifiant, le profil, la nuance, la rotation, etc. ExcelGeomToTekla - GG + TLL.gh

Fig. 7.14. Schéma général du script ExcelGeomToTekla - GG + TLL.gh. Grasshopper. Source : EIFM.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

7.3.2. Actualisation de la maquette avec passerelle depuis DP Tekla.NewModDel.gh

Fig. 7.15. Schéma général du script Tekla.NewModDel.gh. Grasshopper. Source : EIFM.

Le problème de la passerelle précédente est que si les projeteurs avancent la réalisation des plans nous ne pouvons pas mettre à jour celles-ci afin de mettre à jour le plan. Les compléments de Grasshopper utilisés dans le premier outil, GeometryGym et TeklaLiveLink, ne conservent pas les identifiants et les utiliser nous aurait fait perdre tous les habillages réalisés manuellement dans les plans. C’est pour cette raison que nous avons dû nous plonger dans les API de Tekla afin de corriger ce problème et d’être capable de mettre à jour les poutres déjà envoyées tout en créant les nouvelles et supprimant celles à supprimer. Pour utiliser ce plugin Grasshopper, moi j’ai développé un outil avec ces nœuds qui compare les barres du modèle et détecte si une barre ne doit plus exister, s’il y a des nouvelles barres ou en cas contraire s’il faut modifier les barres. Si la barre n’a pas changé, elle entrera dans ce dernier groupe de barres à modifier mais les coordonnées seront identiques et la géométrie ne variera pas. Le fonctionnement de cet outil est la suivante : a) Groupe vert 1 : nous récupérons de la maquette de Tekla toutes les barres et nous créons des listes par étages avec le paramètre « Identifiant » de chaque barre.

44

Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta b) Groupe violet 1 : à partir des fichiers Excel exportés de DP, nous disposons de la dernière actualisation de la charpente et nous pouvons recréer, comme dans d’autres scripts, la géométrie des barres, le profil associé, la rotation et le paramètre plus important plus classifier les barres, leurs identifiants. c) Groupe jaune, vert 2, violet 2 : la comparaison des barres se divise entre barres du treillis, poutres et poteaux. Pour les trois groupes, les « clusters » qui contiennent les sub-scripts pour classifier les barres sont similaires avec quelques petites différences. Ici on divise les listes pour obtenir trois listes différentes et pouvoir lancer les correspondant nœud : supprimer, modifier ou créer la barre.

7.3.3. Création des poutres alvéolaires Avant de lancer le script « Tekla.NewModDel.gh », toutes les alvéoles sont supprimées car la perte de leur identifiant interne n’affecte pas les plans générés avec Tekla. Une fois les barres bien définies, j’ai créé un script qui met en place les alvéoles à partir d’un fichier Excel. Cet outil permet de lire la feuille de calcul mais aussi identifier les barres de la maquette pour associer les alvéoles à la barre correspondante et, ensuite, la couper. Ainsi, nous avons une passerelle fluide pour modifier les alvéoles au cas où elles seraient modifiées dans la maquette DP. Le fonctionnement de ce script est : a) Lire le fichier Excel qui contient la géométrie des alvéoles et l’identifiant de la barre associée. b) Générer les points nécessaires pour créer l’axe de la poutre qui modélise l’alvéole et qui servira pour couper les poutres. c) Récupérer les barres du modèle Tekla et le répéter autant de fois qu’il y a d’alvéoles. Si la barre L02-B038 contient 5 alvéoles, la liste de poutres récupérée de Tekla sera répétée 5 fois. d) Créer les poutres fictives ou « voids ». e) Couper la liste de poutres avec les « voids ». ExcelAlveolesToTekla.gh

Fig. 7.16. Schéma général du script ExcelAlveolesToTekla.gh. Grasshopper. Source : EIFM.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

7.3.4. Création des réservations (dans les poutres et dans les planchers) Quand les réservations sont validées et toute l’information géométrique et paramétrique est exportée à une feuille Excel, nous disposons de tous les éléments pour couper les maquettes de la structure. Pour réaliser cette action, j’ai développé deux outils, un pour la charpente et un autre pour les bacs. ExcelReserv.ToTekla.gh

Fig. 7.17. Schéma général du script ExcelReserv.ToTekla.gh. Grasshopper. Source : EIFM.

ExcelReserv.ToTekla (béton).gh

Fig. 7.18. Schéma général du script ExcelReserv.ToTekla (béton).gh. Grasshopper. Source : EIFM.

La différence entre le script des réservations dans la charpente de Dynamo et Grasshopper est que j’ai intégré un complément qui détecte l’épaisseur de l’âme à couper et calcule l’arrondi des coins de la réservation en fonction de la règle : = max(15

;2 ∗

)

En plus, les deux scripts différencient le profil de la poutre fictive selon que c’est une réservation rectangulaire (le profil Tekla sera un plat rectangulaire avec des congés aux coins) ou circulaire (le profil sera un rond plein) alors que dans Revit nous avions une seule et même famille pour tous les types de réservations. La procédure que mes deux outils suivent est similaire, qu’il faille traiter les réservations horizontales ou verticales de manière différente. Cette procédure est la suivante : a) Lire le fichier Excel provenant de DP ou généré à partir du script « Reservation InfoGlobal - Sans DP.dyn ».

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta b) Isoler les réservations à traiter en fonction de si elles sont verticales ou horizontales, de si elles sont validées ou non, etc. et créer des listes avec les informations nécessaires pour recréer les réservations comme poutres. c) Générer avec ces listes les points de l’axe, la ligne qui servira d’axe, les poutres associées à chaque axe, etc. d) Modifier les « poutres invisibles » selon les paramètres de l’Excel (rotation, arrondi, etc). e) En parallèle, nous devons récupérer toutes les barres du modèle et les filtrer, ordonner et répéter pour avoir une liste identique à la liste des réservations. f) Couper les poutres du modèle avec les petites poutres imaginaires.

7.3.5. Mise en place des renforcements des réservations Les hautes exigences relatives à la taille des réseaux et l’impossibilité de descendre la hauteur du plafond nous ont obligés très fréquemment à devoir placer des grandes réservations dans les poutres qui avaient donc besoin de renforcements pour pouvoir passer au calcul. Comme il a été commenté dans le chapitre 7.2.3., à partir de Dynamo nous sommes capables de créer un Excel avec toute l’information représentative des réservations à renforcer. Cette feuille est traitée et complétée par le département de calcul qui incorpore les mesures des renforcements à disposer (épaisseur, largeur et longueur). Le calculateur indique aussi si les renforcements sont à disposer des deux côtés de l’âme ou s’il faut les placer seulement d’un côté. La feuille contient les informations pour pouvoir créer tous les renforcements verticaux et les horizontaux, avec des paramètres comme la barre associée pour créer la soudure et le nom de la réservation.

Tekla.Renforcement.gh

Fig. 7.19. Schéma général du script Tekla.Renforcement.gh. Grasshopper. Source : EIFM.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta La procédure que ce script suit est la suivante : a) Récupérer les informations de la feuille Excel. b) Récupérer toutes les barres qui apparaissent dans le modèle Tekla et obtenir l’axe associé à chaque barre. c) Générer l’axe de la réservation et trouver le point plus proche contenu dans cette courbe par rapport à l’axe de la poutre. d) Déplacer selon l’axe de la réservation le point de l’étape précédente d’une demiépaisseur d’âme. e) Avec ces nouveaux points, les vecteurs associés aux axes des réservations et des poutres, nous sommes capables de construire des rectangles avec l’orientation et les dimensions désirées et ensuite les déplacer et les dupliquer pour les disposer à leurs emplacements définitifs. f) Avec les rectangles créés et bien placés, nous pouvons les convertir en plats et souder ces plats aux poutres.

Avec ce dernier script présenté, nous concluons ce chapitre qui a essayé d’expliquer succinctement les nombreux développements que j’ai pu réaliser afin de générer des modèles 3D paramétriques complets et utiles à la fois à la synthèse MEP-Structure et à l’envoi en fabrication de la charpente.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

8. DEVELOPPEMENT DURABLE

Fig. 8.1. Rendu du nouveau siège du journal Le Monde. Source : Snohetta.

Le domaine de la construction entre dans le futur de la main du BIM ! Et aujourd’hui on ne peut pas imaginer un futur sans considérer toutes les questions environnementales. Ce sujet est toujours en une étroite relation avec les projets d’Ingénierie Civile et il faut penser depuis le début du projet en le développement durable de notre construction. En cette planification du développement durable, il y a trois objectifs qu’il faut toujours tenir en compte : le social, l’environnemental et l’écologique. Et ce n’est pas déjà un choix que chaque entreprise peut faire sinon qu’ils existent des lois qui nous obligent à suivre cette direction pour avoir un futur plus propre. En cette vision, la mentalité associée au BIM et les procédures qu’on suit facilitent réussir en tous les objectifs associés au développement durable. Par exemple, il existe une importante quantité de logiciels qui calculent et améliorent l’efficacité climatique d’un bâtiment. Ce type de bâtiment, analysé avec des logiciels connectables à d’autres qu’on connaît comme Revit, permet que les consommations énergétiques soient beaucoup plus baises et, pourtant, la contamination associée à la production de l’énergie descente aussi. Les logiciels BIM aident aussi à l’optimisation de ressources car on peut dessiner des modèles exacts, capables de nous informer étape par étape du projet des ressources nécessaires sans les possibles doublons de matériel qui arrivaient très souvent en les projets de construction.

49

Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta Avec l’implémentation de cette mentalité du BIM et le développement durable, les entreprises seront capables d’améliorer ses bénéfices parce que les tâches seront optimisées par des scripts, comme on a vu en cette mémoire. Le BIM ne coûte pas contrairement à ce que beaucoup de bilans vont annoncer. Il est vrai que sa mise en oeuvre coûte (matériel, software, ressources humaines) mais à moyen terme et long terme, tous les gains de temps évoqués impliquent nécessairement un gain économique. Toutes ces technologies, la puissance calculatoire qu’elles apportent et leur maîtrise de plus en plus développée nous permettent aujourd’hui de pousser toujours plus loin l’optimisation des ouvrages. A la fois les optimisations structurelles classiques qui sont plus facilement réalisées grâce à la paramétrisation de nos modèles tridimensionnels mais aussi des optimisations environnementales. Toutes ces innovations nous permettent de construire plus propre, avec moins de matériau et en respectant plus notre environnement. Le BIM est donc par nature une démarche s’inscrivant dans un contexte de développement durable.

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Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

9. CONCLUSION Le temps du changement est non seulement déjà arrivé, nous avons été avertis il y a longtemps de sa venue. Seules les entreprises qui ont su s'adapter et se réinventer seront capables à l’avenir de mener à bien les projets que nous rêvons tous de réaliser. Le monde du BIM s’est consolidé en démontrant que ce n'est pas une idée abstraite que chacun peut mettre en application de son côté, mais c'est un espace commun dans lequel toutes les entreprises qui travaillent ensemble sur un projet doivent définir des règles de jeu à respecter. Aussi joli soit-il, un modèle 3D n’a aucune utilité si l’information qu’il contient ne peut pas être exploitée par l’ensemble des intervenants d’un projet. C'est pourquoi, dans cette époque de changement, la transmission d'information et les prédispositions pour travailler tous ensemble dans la même direction sont fondamentales Toutefois, cela ne doit pas brider les entreprises en leur faisant perdre leur savoir-faire existant. C’est là qu'apparaît la nécessité de connecter les logiciels existants entre eux, et la personne capable de réaliser ces passerelles n'est autre que « l’ingénieur BIM », celui qui doit savoir créer des scripts avec Grasshopper ou Dynamo sans perdre la vision globale du projet. Ces scripts si nouveaux sont fondamentaux et nous permettent d'économiser des centaines d'heures de modélisation. Engager des ressources humaines et financières pour la formation à ces nouveaux outils et ces nouvelles pratiques est indispensable, d’autant que la prise de conscience récente de ces changements fait que peu d’ingénieurs sont capables de faire face à ces problématiques. Au final, nous vivons un moment dans lequel chaque projet est unique et il n’existe pas une unique façon de faire bien les choses. Il faut savoir s'adapter, être ouvert à de nouvelles mentalités et parier par l'usage des meilleurs logiciels pour chaque tâche à accomplir, ainsi qu’une interopérabilité la plus complète possible.

Il n'existe aucun mur si haut qu’il ait dit à l'imagination "jusqu'ici tu peux arriver". No existe un muro lo suficientemente alto que le haya dicho a la imaginacion "hasta aquí puedes llegar".

51

Travail Final d’Etudes de Francesc D. Blasco Cuesta

BIBLIOGRAPHIE

Fig. 0.2. Rendu du nouveau siège du journal Le Monde. Source : Snøhetta.

•

EIFFAGE. Document de référence 2016. [Consulté en juillet 2017].

•

Ernesto Bueno. Carlos de la Barrera. (2008) « Scripting como estrategia de diseño: una experiencia pedagógica ». [Consulté en juillet 2017].

•

RHINOCEROS. The Morpheus Hotel : From Design to Production. Webinar. (2017). [Consulté en juin 2017].

52

ANNEXES Mise en place des passerelles interlogiciels utiles à la synthèse pour le projet du nouveau siège du journal Le Monde

Élève: Francesc David BLASCO CUESTA / ESTP TP3BIM 2017 Tutrice : Constance DE BASTZ / EIFFAGE Métal Professeur : Antonio DA CUNHA / Option BIM – Tekla Stage de 6 mois du 20 Mars au 15 Septembre 2017 EIFFAGE Métal

1. PREREQUIS

LE MONDE, VILLE DE PARIS

ZAC PARIS RIVE GAUCHE, Avenue Pierre Mendès France - Ilot A2

CONSTRUCTION D’UN IMMEUBLE A USAGE DE BUREAUX ET COMMERCE Maître d'ouvrage :

Assistant maître d'ouvrage : SOCIETE EDITRICE DU MONDE 80, Boulevard Auguste Blanqui, 75013 Paris

REDMAN 43, Avenue Marceau, 75116 Paris, tél: +33 (0)1 40 69 04 25

Architecte mandataire et paysagiste :

Architecte associé :

Missions MOEx-DET-OPC

SNØHETTA Akershusstranda 21, N-0150 Oslo, Norvège, tél: +47 241 560 60

SRA ARCHITECTES 26, Avenue de Paris, 92320 Châtillon, tél: +33 (0)1 46 55 99 11

CICAD 88 rue Robespierre 93100 Montreuil, tél: +33 (0)1 55 86 15 15

BANQUE POPULAIRE RIVES DE PARIS Direction des Financements Immobiliers Immeuble Sirius 76/78 avenue de France 75207 Paris Cedex 13 Maîtrise d'œuvre :

Maîtrise d'œuvre d’exécution :

Bet Structure :

KHEPHREN INGENIERIE 88 bis, Avenue de la Convention, 94117 Arcueil Cedex, tél: +33 (0)1 49 08 92 33

Bet Fluides, ascenseur, coordination SSI :

BARBANEL Green Square - Bât. C - 8, Avenue Louis Pasteur, 92227 Bagneux Cedex, tél +33 (0)1 82 00 14 40

Ingénierie des façades :

ARCORA 18, rue des Deux Gares 92500 Rueil-Malmaison, tél: +33 (0)1 41 98 66 33

Bureau de Contrôle /SPS :

BUREAU VERITAS 5, Boulevard Marcel Pourtout, 92563 Rueil-Malmaison, tél: +33 (0)1 47 52 02 00

Conseil Incendie :

CSD-FACES Carré Daumesnil - 52, Rue Jacques Hilairet 75012 Paris - Cedex 12, tél: +33 (0)1 44 73 14 14

Conseil Environnement :

GREEN AFFAIR 130-136, Rue de Silly – CS 30071 92773 Boulogne, tél: +33 (0)1 46 03 80 10

Economiste :

GLEEDS 7, Rue d'Artois 75008 Paris, tél: +33 (0)1 40 38 32 23

BET Acoustique :

LASA 236 bis, Rue Tolbiac 75013 Paris, tél: +33 (0)1 43 13 34 00

BET Cuisine :

CONCEPTIONS NOUVELLES 52, Rue d'Estienne d'Orves 92500 Rueil - Malmaison, tél: +33 (0)1 47 08 96 50

Scénographe :

EURYDICE 11 rue Jacques Anquetil 95140 Garges-Lès-Gonesse, tél: +33 (0)1 30 11 69 68

Phase :

Référence marché :

EXE

Date d'émission :

xxxxxx

Auteur :

Emetteur :

24/03/2017

Echelle :

Marie Depreux- Philippe Bodet

EIF

Format :

xxxxxx

A4

Groupement Momentané d'Entreprises. Lots 02 et 04 Mandataire Titre :

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment THEME

CODE OUVRAGE

PHASE

A

A02MON

PEO

CODE EMETTEUR

N° PLAN

INDICE

PAGE

EIF

2703

0

1/8

Numéro document : Projet

MON

Nature

B

Phase

EXE

Emetteur

EIF

Spécialité

TL

Niveau

TNI

Zone

TZN

Type

NTE

N° Ordre

2703

Indice

A

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

LE MONDE, Ville de Paris

Suivi des modifications

1 2 3 4 5 6 7 8 9

A X X X X X X X X

B

C

D

E

F

10 A

B

C

D

E

A

C

D

E

F 21 22 23 24 25 26 27 28 29

20

30

F

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

B

11 12 13 14 15 16 14 18 19

A

B

C

D

E

F

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 A

B

C

D

E

F

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Date

A

23/03/2017

A

B

C

Description révision Émission originale

B

C

D

E

F

A

B

C

D

E

F

A

B

C

D

E

F

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Rév

A

D

E

F 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Emis par MD-PB

Vérifié par

Approuvé par

CdB

DSM

2/8

LE MONDE, Ville de Paris

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

SOMMAIRE

1. PREREQUIS STRUCTURE BETON

4

1.1. CAS DES POUTRES 1.2. CAS DES DALLES COULEES SUR PLACE ET PREDALLES 1.3. CAS DES DALLES ALVEOLAIRES 1.3.1. RESERVATIONS DE PETITE TAILLE 1.3.2. RESERVATIONS DE GRANDE TAILLE 1.4. CAS DES VOILES 1.4.1. RESERVATIONS DE PETITES DIMENSIONS ( LARGEUR 40CM MAXI OU PHI 400) 1.4.2. RESERVATIONS DE GRANDES DIMENSIONS

4 4 5 5 5 6 6 6

2. PREREQUIS CHARPENTE METALIQUE

7

2.1. CAS DES POUTRES 2.2. CAS DES DALLES COULEES SUR PLACE ET PREDALLES 2.3. CAS DES DALLES ALVEOLAIRES 2.3.1. RESERVATIONS DE PETITE TAILLE 2.3.2. RESERVATIONS DE GRANDE TAILLE 2.4. CAS DES VOILES 2.4.1. RESERVATIONS DE PETITES DIMENSIONS 2.4.2. RESERVATIONS DE GRANDES DIMENSIONS

7 ERREUR ! SIGNET NON DEFINI. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

3/8

LE MONDE, Ville de Paris

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

1. PREREQUIS STRUCTURE BETON 1.1.

CAS DES POUTRES

1.2.

CAS DES DALLES COULEES SUR PLACE ET PREDALLES

4/8

LE MONDE, Ville de Paris

1.3.

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

CAS DES DALLES ALVEOLAIRES

1.3.1.

RESERVATIONS DE PETITE TAILLE

1.3.2.

RESERVATIONS DE GRANDE TAILLE

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LE MONDE, Ville de Paris

1.4.

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

CAS DES VOILES

1.4.1.

RESERVATIONS DE PETITES DIMENSIONS ( LARGEUR 40CM MAXI OU PHI 400)

1.4.2.

RESERVATIONS DE GRANDES DIMENSIONS

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LE MONDE, Ville de Paris

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

2. PREREQUIS CHARPENTE METALIQUE 2.1.

CAS DES POUTRES

En dehors des cas décrits ci-dessous, la faisabilité des ouvertures sera faite au cas par cas. Cas des poutres d’une hauteur de 800 mm :

Cas des poutres d’une hauteur de 610 mm :

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LE MONDE, Ville de Paris

Projet

Nature

Phase

Emetteur

Spécialité

Niveau

Zone

Type

N° Ordre

Indice

MON

B

EXE

EIF

TL

TNI

TZN

NTE

2703

A

Prérequis pour les réservations dans la structure du bâtiment

Afin de permettre l’assemblage des poutres, une ouverture est réalisable qu’à partir de 500 mm à partir de l’âme de la poutre quand l’assemblage se fait sur un profilé en I ou à partir du bord extérieur du caisson.

Les réservations ne sont pas autorisées dans les poutres et les diagonales.

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