Automatisation de la construction sur le Web

Qu'est-ce que l’immotique (la domotique au niveau de l'immeuble) ?

L'automatisation des bâtiments est utilisée pour la surveillance, la commande, la régulation et l'optimisation automatiques des systèmes et équipements de la technique des bâtiments. Il assure la mise en réseau et la communication des acteurs, des capteurs, des éléments de commande, des consommateurs et des systèmes techniques. L'automatisation des bâtiments est donc un élément central de la modélisation des informations du bâtiment (BIM), de l'exploitation technique et de la gestion des installations des bâtiments.

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Source: Albert Kunzer

«Le changement est constamment discuté»

En matière de recherche et d’enseignement, la Haute école spécialisée du Nord-Ouest de la Suisse ( FHNW) s’occupe de la transformation numérique dans l’industrie de la construction. Le directeur de l’Institut de la construction numérique, Manfred Huber, donne un aperçu de la méthode BIM et démontre les possibilités offertes par l’utilisation de la réalité virtuelle.

M. Huber, la méthode BIM est-elle arrivée sur le marché?
Sans aucun doute. Mais, il est important de différencier ce que signifie construire avec la méthode BIM. Beaucoup comprennent le BIM comme l’utilisation de modèles numériques pour la construction. Je considère donc les études existantes sur ce sujet avec réserve; même les questions sont souvent imprécises. La question n’est pas de savoir si un modèle de bâtiment numérique est utilisé, mais comment il est utilisé dans le projet. L’utilisation d’un modèle 3D n’est qu’un aspect de la BIM. Mon évaluation personnelle est qu’actuellement, environ 30 à 50 % des personnes impliquées dans un projet de construction utilisent un tel modèle. Mais en fait, il s’agit d’un logiciel de CAO compatible avec la BIM, donc ce n’est qu’une application limitée de la méthode BIM. Seuls 5 % d’entre eux l’utilisent pour une compréhension commune.

Une compréhension commune dans quel but?
Si chaque personne travaille selon son propre modèle spécialisé, les données sont numérisées, mais ce n’est que lorsqu’elles sont utilisées pour la communication et pour le développement conjoint de solutions avec les participants au projet, que le modèle est intelligent. Le secteur de la construction est encore caractérisé par des processus en série. Les projets passent successivement par différentes phases. Les connaissances ne peuvent pas circuler ensemble, il n’y a pas de coopération intégrale. Même si les processus se déroulent en parallèle, cela ne fonctionne pas bien. Un bon exemple est la preuve d’isolation thermique. Lorsque les données du projet actuel de l’architecte parviennent au physicien du bâtiment, elle continue à travailler en même temps. Si des changements se produisent pendant cette période, le physicien du bâtiment n’a plus la bonne base de calcul. Le certificat énergétique ne peut alors plus être correct.

Comment le problème peut-il être résolu?
Les solutions sont des processus mutuels et intégraux. Celles-ci permettent d’être flexibles dans chaque phase du projet. Toutes les personnes importantes pour la planification, les commanditaires et, si possible, les futurs utilisateurs et hôtes se réunissent régulièrement et à un rythme élevé. Il n’y a donc aucun risque que les chemins se séparent et que le flux d’informations soit coupé.

Dans la recherche, vous traitez également les questions de l’application interdisciplinaire de la méthode BIM. Qu›est-ce que cela signifie?
Dans le processus conventionnel, il y a toujours des interruptions au cours de la planification, de l’exécution et du fonctionnement. De notre côté, nous poursuivons l’objectif de créer des processus en plusieurs phases qui prennent en compte l’ensemble du cycle de vie d’un projet de construction. La coopération intégrale se traduit par des bâtiments de meilleure qualité et plus durables. Mais ce n’est que si les informations correctes sont entrées dans le modèle numérique du bâtiment qu’il est possible de prendre les bonnes décisions. Il est donc essentiel de définir ensemble les objectifs avant le lancement. Il ne suffit pas de développer un modèle de construction numérique, il ne faut pas seulement établir un modèle numérique de l’immeuble. Au début de la planification, il est important de définir quelles informations doivent être disponibles afin de pouvoir les saisir comme il se doit. Même si cette forme de coopération rencontre encore souvent le scepticisme, elle constitue une base pour la planification et la construction numérique. C’est la seule façon de trouver des processus et des formes d’organisation tournés vers l’avenir pour des projets de constructions qui utilisent réellement les possibilités offertes par la numérisation.

Quels objectifs la méthode BIM peut-elle poursuivre et comment les mettre en œuvre?
Il existe quatre niveaux de formulation des objectifs. Ils peuvent porter sur la constructibilité, par exemple, ce qui permet de réduire le nombre d’erreurs lors de la construction. Les objectifs peuvent également être orientés vers la convivialité ou la fonctionnalité. Enfin et surtout la durabilité est toujours au cœur des projets de constructions. Ces quatre niveaux doivent être pris en compte avant le début d’un projet et les objectifs correspondants doivent être formulés. Ensuite, il faut trouver des processus et des formes d’organisation appropriés pour atteindre les objectifs. Les informations contenues dans les modèles de construction numériques doivent également être structurées en fonction de la demande, et il convient de vérifier si, toutes les personnes concernées répondent aux exigences en matière d’information conformément aux objectifs. C’est seulement dans cet ordre que la méthode BIM peut être utilisée pour obtenir une structure ciblée.

Si un projet est planifié de cette manière, quels avantages la méthode BIM peut-elle offrir aux ingénieurs des services du bâtiment, par exemple?
Impliquées dans la planification dès le début du projet, les entreprises participant à la construction peuvent faire part de leurs besoins dans le processus. Par exemple, dans cette première phase, les sections des conduits de ventilation sont disponibles et il est possible d’évaluer si elles sont conformes à la capacité portante ou à l’architecture du bâtiment. Les ingénieurs des services du bâtiment peuvent faire part de leurs besoins en matière d’espace et bénéficier en retour des informations déjà disponibles. De cette manière, les calculs initiaux des besoins en chauffage peuvent déjà être effectués à ce stade. Toutefois, une condition préalable est que les modèles techniques et partiels soient conçus de manière à pouvoir être combinés, coordonnés et évalués.

La simulation est le nouveau mot magique pour des processus d’évacuation des eaux du bâtiment. De plus en plus de fournisseurs de services proposent des solutions basées sur le BIM. Est-ce une malédiction ou une bénédiction pour les responsables de la planification?
Cela dépend de la qualité de la simulation. Il ne fait aucun doute que le développement s’éloigne des preuves purement statiques pour s’orienter vers des simulations. Ils sont dynamiques, ce qui permet de répondre beaucoup plus facilement aux hypothèses spécifiques à un projet. Mais la qualité des simulations dépend des hypothèses sur lesquelles elles sont basées. Dans une simulation, il doit donc être possible de représenter les conditions limites.

Pouvez-vous donner un exemple?
Les protections solaires mobiles tels que les stores ou les stores vénitiens, sont un élément important de la protection contre la chaleur et le froid. L’apport solaire en hiver dépend de l’idée que se font les habitants de lever les stores le matin avant de quitter la maison. Toutefois, ce processus peut également être automatisé. Dans la simulation, le comportement des personnes ou les hypothèses concernant la simulation doit être prise en compte. Sans l’illustration de ces conditions limites, un calcul précis du gain solaire n’est pas possible. L’application de simulation doit offrir une valeur ajoutée par rapport aux calculs statiques, cela peut, par exemple, faire partie de tels scénarios.

Que pensez-vous de l’utilisation des solutions RV (réalité virtuelle) dans les concours d’architecture?
C’est une question très débattue. Je pense que son utilisation devrait dépendre de la forme de présentation et de l’objectif à atteindre. Comme pour les modèles en plâtre que nous connaissions, les dessins doivent être similaires dans leur présentation, de sorte que tous les participants aient les mêmes conditions préalables en compétition. Et il ne faut pas se laisser aveugler par des représentations photoréalistes post-traitées qui ne peuvent pas correspondre à la réalité.

Cet «effet de grande brillance» est-il la raison pour laquelle son utilisation dans les concours d’architecture est discutée?
Le changement est toujours discuté. Et le danger d’être ébloui n’est pas nouveau non plus. Depuis plus de 100 ans, les gens travaillent avec des images en compétition. Même lorsqu’il s’agit de plans d’étage, les gens se sont demandé s’ils pouvaient contenir de la couleur. Les jurys de concours ont souvent des réserves, bien sûr aussi parce que les technologies et les méthodes correspondantes sont nouvelles. Mais je pense que la raison principale est la peur de concourir dans des conditions inégales. Par conséquent, les données des participants au concours devraient être collectées et visualisées par une autorité indépendante à l’aide d’un seul et même outil. Bien entendu, le jury a tout intérêt à se faire une idée des conditions de lumière du jour dans un bureau, par exemple. Mais il serait juste que ces possibilités soient prises en compte dans tous les dessins et modèles et être présentées de la même manière.

Dans le cadre du BIM, quelles perspectives d’avenir voyez-vous pour la réalité virtuelle et ses outils?
La percée est probablement encore à venir. En effet, bien que les solutions soient fortes pour représenter quelque chose de manière réaliste, l’interaction dans le modèle est encore trop difficile. Il doit être possible de traiter les données de manière à ce qu’il soit facile de passer de la réalité virtuelle à la planification. Par exemple, si je remarque avec les lunettes RA (réalité augmentée) qu’un conduit de ventilation doit être déplacé, alors ce changement devrait également être effectué dans le modèle numérique du bâtiment. Mais je dois d’abord me remettre à l’ordinateur. La cohérence des données doit être accrue afin que les modifications puissent être apportées directement dans le modèle. En outre, j’aimerais voir une amélioration de la communication avec les participants au projet. Il devrait être possible de poser des questions directement dans la salle (virtuelle) pendant l’inspection du projet, auxquelles la personne concernée peut réagir rapidement.

La RV (réalité virtuelle) et la RA (réalité augmentée) sont-elles un sujet dans les cours de formation continue proposés à la FHNW?
Dans le bâtiment numérique du MAS, nous discuterons du potentiel qu’offrent ces outils. En particulier, nous enseignons, comment les utiliser pour l’optimisation des processus et la collaboration intégrale. Outre nos activités d’enseignement, la réalité virtuelle est également un thème majeur de nos travaux de recherche (voire encadrés).

Quelles sont vos expériences personnelles avec ces technologies?
Je trouve passionnant de voir la pièce avec des lunettes de RV ou de RA. Cependant, les instruments actuellement disponibles sont souvent encore trop lourds. Si la technologie pouvait être intégrée dans des lunettes plus légères, je préférerais probablement rester plus longtemps dans le monde virtuel. Mais au stade actuel de développement, je suis heureux d’enlever les lunettes.

Quelles sont les tâches effectuées par l’immotique ?

L'interopérabilité des systèmes de construction permet par exemple de combiner des processus de métiers croisés dans des scénarios. La domotique au niveau de l'immeuble augmente le confort et la sécurité, accroît l'efficacité énergétique et contribue à la réduction des coûts (bâtiment intelligent).

Les systèmes de bus de terrain standardisés servent de réseaux de communication. Les protocoles les plus courants sont câblés tels que BACnet, KNX, LON ou DALI. Les systèmes de bus mixtes et radio se sont également imposés et offrent des possibilités d'équipement ultérieur simples, mais contrairement aux systèmes câblés, ils n'ont souvent pas d'interfaces avec le niveau de gestion du bâtiment (BMS) et sont donc mieux adaptés à une utilisation dans les bâtiments d'habitation (smart home). Le dernier développement en date de la domotique au niveau de l'immeuble est l'intégration de solutions capables d'utiliser le cloud et l'IoT (Internet of Things) via éthernet.