Géotechnique

BIM ET INGÉNIERIE GÉOTECHNIQUE : L'INTÉGRATION DE LA DONNÉE SOUTERRAINE - <p>Fig. 2 : Maquette BIM avec couches géologiques.</p>
01/06/2019

BIM ET INGÉNIERIE GÉOTECHNIQUE : L'INTÉGRATION DE LA DONNÉE SOUTERRAINE


Fig. 1 : Intégration des points desondage dans le logiciel Mensura.
Fig. 3 : Maquette BIM avec ouvrages géotechniques (murs de soutènement).Fig. 4 : Intégration des réseaux dans la maquette globale.
Fig. 5 : Représentation des réseaux d’assainissement dans un milieu pollué.
Fig. 4 : Intégration des réseaux dans la maquette globale.

Le BIM et sa philosophie de collaboration autour d’une maquette numérique ont donné un nouvel élan à l’ingénierie en France, en offrant aux intervenants une meilleure compréhension globale du projet par la visualisation en 3D des objets géométriques et l’accès à leurs attributs, et en créant une fluidité d’échanges.

Via la modélisation 3D, le BIM* permet aussi de suivre l’évolution des méthodes d’acquisition topographique, d’autant que l’arrivée des nouvelles technologies (scan statique, scan dynamique, LiDAR…) a incité les concepteurs à saisir cette richesse de données pour valoriser leur travail d’ingénierie. Cette approche est aussi appréciée par les maîtres d’ouvrage, qu’ils soient promoteurs immobiliers, concessionnaires d’autoroutes…, car la maquette numérique leur offre la possibilité d’un suivi rigoureux de leurs projets et de la gestion des patrimoines après leur mise en service.
Enfin, certaines collectivités territoriales utilisant déjà la technologie SIG (système d’information géographique) ont trouvé dans le BIM un moyen d’enrichir leurs bases de données : les maquettes 3D sont utilisées comme support de communication et de concertation lors des études de faisabilité des grands projets d’aménagement.

 

POSSIBILITÉ DE COMBINER LES DIFFÉRENTS MÉTIERS DE CONSTRUCTION DANS UNE
MAQUETTE GLOBALE


Grâce à sa dimension collaborative et à la superposition des différents éléments de construction, le BIM offre une bonne interaction des différents métiers mobilisés sur un projet de construction ou de réhabilitation. Il est par exemple possible d’afficher au même endroit la position des réseaux enterrés dans une zone potentiellement polluée ou présentant une problématique géotechnique particulière.

 

LE BIM GÉOTECHNIQUE : UN APPUI À LA LECTURE DE L’ANALYSE DES SOLS


Comme pour beaucoup de domaines d’ingénierie, le BIM est une fenêtre par laquelle nous pouvons représenter, de façon plus illustrée, la morphologie du sous-sol au droit du site, sans pour autant se substituer à l’étude géotechnique plus technique et plus détaillée.
Cette représentation 3D qui accompagne l’étude permet de visualiser les éventuelles complexités géologiques d’un site, à la condition que le nombre et la description des sondages soient suffisants. Cette démarche, simple en apparence, doit cependant faire l’objet d’une analyse géologique préalable et d’une validation du modèle 3D présenté.

 

LA REPRÉSENTATION DES COUCHES DE SOLS EN FORMAT BIM : L’ENJEU DES OUTILS ET
DE L’INTEROPÉRABILITÉ


Si plusieurs moyens existent aujourd’hui pour illustrer les résultats géotechniques, seul le spécialiste – le chef de projet géotechnique ou le géologue – est en mesure de choisir la meilleure façon d’interpréter ses résultats : celle-ci dépend de la méthode utilisée pour l’acquisition de la donnée géotechnique (sondages ponctuels ou autres moyens) et des hypothèses liées au contexte géologique du site.
L’enjeu de la représentation des résultats géotechniques en format BIM réside dans la capacité des outils numériques à présenter d’une manière assez simple des résultats fiables. Les logiciels existants répondent souvent à des demandes bien spécifiques liées à la nature du projet (bâtiment, infrastructure de transport, barrage…) et à la phase d’étude en cours (faisabilité, avant-projet, exécution…). À ce jour, il n’existe pas encore de logiciels de conception globale, simples d’utilisation et intégrant une maquette géotechnique fiable.
Parmi les logiciels existants, utilisés pour les études préalables de projet, Civil 3D (Autodesk) permet la modélisation des couches de sol via une interpolation linéaire des points de sondages ; reconnu pour sa puissance, il nécessite néanmoins une formation assez poussée pour pouvoir le manipuler.
De la même manière, mais pour les études d’exécution, le logiciel Geomensura (Geomedia) est souvent utilisé pour modéliser les couches des sols, notamment pour les projets de terrassement. Sa force est liée à sa simplicité et à la facilité d’intégration des points issus d’une campagne de sondages géotechniques. Des logiciels comme GDM (BRGM), entre autres, représentent mieux les couches de sols ; mais leur interopérabilité limitée empêche leur intégration dans une maquette BIM.

 

ÉVITER LES RISQUES DE MAUVAISE INTERPRÉTATION DU BIM GÉOTECHNIQUE


Les logiciels exportant des formats interopérables offrent une visibilité des couches du sol ; mais cette apparence ne doit pas faire oublier qu’il s’agit d’une interpolation entre des points de sondages ponctuels : les couches présentées dans la maquette ne sont donc que le reflet de cette interpolation et peuvent ne pas traduire l’hétérogénéité du sous-sol non repérée par les investigations ponctuelles.
Cette problématique n’est pas liée au BIM proprement dit, mais la facilité d’affichage en 3D risque de faire oublier à un utilisateur non averti l’incertitude liée à la géologie et la technique utilisée pour l’acquisition de données et les hypothèses préétablies à l’interprétation des résultats.
Lier la maquette pour sa partie géotechnique à des rapports d’études géotechniques exhaustifs est une des bonnes options pour minimiser ce risque.

 

L’EXEMPLE D’UN PROCÉDÉ DE MODÉLISATION DE MAQUETTE MULTIMÉTIERS FONDASOL


Le groupe Fondasol, via sa filiale Ecartip Groupe Fondasol, a réalisé une maquette type d’un lotissement d’habitations afin d’exposer la synergie de ses métiers dans un modèle numérique global : géotechnique, environnement, hydrogéologie, réseaux, pathologie, topographie…
La partie géotechnique a été présentée par l’intégration des points de sondage fournis par les experts géotechniques (figure 1).
Via une interpolation linéaire, un modèle numérique de surface pour chaque couche de sol a été créé pour chaque couche (figure 2).
Ces modèles numériques sont exportés en format interopérable (ifc) et intégrés dans une plateforme BIM collaborative, et liés, via cette plateforme, aux rapports géotechniques appropriés.
Outre les couches géologiques, la maquette intègre d’autres métiers du groupe, ainsi que les solutions proposées par nos géotechniciens (figures 3 à 5) : des équipements (tirants, murs de soutènement…) sont modélisés via d’autres logiciels et intégrés dans la maquette. Cette combinaison permet aux concepteurs et aux différents acteurs du projet d’apprécier la fiabilité des solutions proposées.

 

CONCLUSION


L’intégration du BIM à la géotechnique s’inscrit dans la continuité de l’évolution des métiers d’ingénierie et répond au besoin grandissant des clients (concessionnaires, gestionnaires de patrimoine, collectivités territoriales…) d’un suivi rigoureux de leurs projets et de la gestion continue de leur patrimoine.
L’analyse du sujet de l’intégration de la donnée géotechnique au BIM nous conduit à constater que les logiciels qui représentent le mieux l’étude géotechnique sont en revanche les moins interopérables. Quant aux logiciels de conception qui offrent une bonne présentation visuelle, ils ne garantissent pas la fiabilité de la donnée en dehors des points de sondages.
Le BIM ouvre donc le champ de challenges pour améliorer la prise en compte de la donnée géotechnique dans les maquettes BIM. Le suivi des travaux géotechniques et l’intégration du récolement des travaux dans la maquette permettront également un enrichissement de l’objet numérique remis au maître d’ouvrage.
* BIM : Building Information Modeling (modélisation des informations du bâtiment)

 

Omar Djoudi
Responsable service BIM Ecartip
Groupe Fondasol

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