Les changements climatiques dramatiques pour certains, que nous constatons quotidiennement dans le monde et qui sont les conséquences directes de notre planète réagissant aux maltraitances que l’homme lui a fait subir cours des siècles derniers en surconsommant, en détruisant et en malmenant ses ressources, démontrent un réel besoin et une vraie nécessité de prendre des décisions rapides et efficaces pour protéger notre environnement.
D'ici 2050, plus de 10 milliards de personnes partiront vivre dans les villes, créant ainsi une forte demande pour la création de villes intelligentes, de nouvelles infrastructures, de bâtiments, de systèmes de transport, de parcs et de services publics. Les spécialistes estiment le besoin à près de 1000 bâtiments devant être construits chaque jour pour répondre à cet afflux de population. Cela va également générer une accélération de l'empreinte carbone, une consommation massive des ressources naturelles de la planète, tout en prenant compte le fait que les bâtiments sont déjà responsables de plus de 50% de cette catastrophe environnementale annoncée.
L'humanité doit trouver des solutions rapides et viables pour surmonter ces défis et se remettre sur le bon chemin qui permettra de développer un environnement plus sûr, pur et empreint de bien-être pour nos futures générations.
Par conséquent, nous devons trouver de nouvelles façons de concevoir, construire, exploiter et entretenir notre environnement bâti qui nous permettront de créer de nouvelles générations de villes, de bâtiments et d'infrastructures à haute performance, capables de générer des énergies propres en utilisant le soleil, le vent, la mer et la terre afin d’échapper au piège des énergies fossiles.
La plupart des pays ont compris l'importance et l’enjeu de ce qui se passe ici-bas. Des décisions importantes ont depuis été prises grâce notamment à des conférences internationales telles que la COP 21 à Paris …
Sachant que le secteur de l'Architecture, de l’Ingénierie et de la Construction est l’un des moins avancé technologiquement comparé à ceux de l'automobile ou de l'aérospatiale et que le montant des investissements dans les technologies le positionne avant-dernier devant l'agriculture et la pêche, tout le monde comprendra facilement que le défi à relever est de taille.
Mais le changement a été initié maintenant depuis plus de 10 ans – commençant aux Etats-Unis après la grande crise de 2008 – et les obligations BIM dans de nombreuses régions du monde poussant à l'utilisation des processus BIM pour réduire l’empreinte carbone et la consommation énergétique des bâtiments de 20% joue en cette faveur. Les professionnels de l’AEC ont commencé leur mutation vers ce nouveau paradigme.
De nouveaux modes de production
La production, qu'elle soit intellectuelle ou physique, a fortement évolué, notamment dans les pays pionniers comme les États-Unis, la Grande-Bretagne, les pays nordiques ou en Asie.
Qu'il s'agisse de respecter et d’atteindre les objectifs des réglementations internationales ou locales pour des performances du bâtiment telles que les certifications LEED, BREEAM, HQE (Haute Qualité Environnementale) ou encore RT 2012 en France, il n'y a pas d'autre moyen que d'utiliser de nouveaux procédés et approches. Le BIM est certainement le plus célèbre processus que vous connaissiez.
BIM pour Building Information Modeling, une approche collaborative pour la conception, le partage, la construction et la gestion de nos actifs bâtis entre tous les acteurs d'un projet, et cela du propriétaire ou maitre d’ouvrage, aux architectes, ingénieurs, en passant par les entreprises de construction.
Le I du BIM prend tout son sens lorsque l’on parle de performances énergétiques car toutes les analyses, estimations, calculs de performances basés sur des critères utilisent ces données afin d’être réalisés.
Ces anticipations peuvent rapidement et dès les premières esquisses être effectuées à partir d'appareils mobiles, et peuvent partir de simples études d’ensoleillement sur une période et un lieu donné…
Jusqu'aux calculs de radiations solaires sur les façades de votre futur projet, permettant ainsi de comprendre quel matériau sera choisi pour une façade spécifique en fonction des contraintes de chaleur auxquelles il sera exposé …
Le Cloud, pour des calculs puissants sur la base de données météorologiques
Grâce à des technologies comme Insight 360, un moteur de calcul complet des performances énergétiques basé sur le cloud, vous serez capable de réaliser de nombreuses simulations de plusieurs variantes d'un même projet et obtenir ainsi des aperçus relativement précis de ses performances et comportements dans la vie réelle. En utilisant des modèles énergétiques tels que le DOE 2.0 (Department Of Energy 2.0) et en s’appuyant sur les données des stations climatiques et météo les plus proches, on permettra aux concepteurs de prendre les bonnes décisions, de comparer plusieurs hypothèses, et d'évaluer et d'avoir les bonnes conversations entre toutes les parties prenantes dès le début du projet.
Non seulement cela aidera à calculer les comportements futurs du bâtiment, mais cela permettra aussi d'évaluer les quantités de matériaux, et donc d'éviter les déchets inutiles et de choisir la meilleure option pour avoir un bâtiment plus durable et de meilleure qualité.
Ces approches sont à la fois utiles pour les nouvelles constructions, mais aussi pour la rénovation, où la technologie permettra de capturer rapidement et numériquement les conditions existantes d'un bâtiment, ce qu'on appelle aussi capture de la réalité, permettant ainsi de créer rapidement un modèle BIM d'un actif existant et d'évaluer sa conformité aux nouvelles réglementations.
Rapid Energy Modeling, rapide et efficace pour prendre les bonnes décisions
Les chercheurs et les spécialistes énergétiques d’Autodesk ont développé ce qu'ils appellent REM ou Rapid Energy Modeling, en utilisant des nuages de points (provenant de drones ou de scanners laser) ou de fichiers CAO pour l'approche la plus simple de remodélisation de bâtiments existants. REM comprend trois éléments clés qui capturent, modélisent et analysent. Un modèle BIM peut être recréé avec différents LOD (Niveau de détails), et une fois paramétré et géoréférencé, vous pouvez obtenir des résultats étonnants en un clin d'œil grâce aux solutions de calcul d'énergie basés sur Cloud et avoir des résultats qui s’approchent de 3 à 5% de la vraie consommation énergétique des actifs réels. Cela peut aider les propriétaires à prendre rapidement les bonnes décisions sur la façon de rénover leur patrimoine avec peu de moyens.
Cette approche a été testée par exemple avec succès il y a quelques années par le GSA (General Services Administration) aux USA, l’organisation en charge du patrimoine au niveau fédéral. Ces nouvelles approches arrivent désormais en Europe où la rénovation représente plus de 80% du marché en Europe du Sud notamment. Ceci est d’autant plus essentiel qu’il existe un grand nombre de monuments historiques, exigeant une approche de modélisation spécifique, délicate et prudente pour des raisons architecturales et patrimoniales évidentes.
Generative Design & Intelligence Artificielle, l'alliance parfaite !
En utilisant ces nouvelles approches, le temps est littéralement compressé et c'est la réponse idéale tant à l'avenir les défis seront grands, avec un besoin de construire plus de 1000 bâtiments par jour. Il devient d’autant plus important de trouver des processus d'accélération de la conception et de la construction plus efficaces. Autodesk a largement investi dans des domaines tels que la conception générative et aussi avec des technologies ouvertes comme Dynamo, allié à la puissance de l'intelligence artificielle, cela donne la possibilité de rechercher de nouvelles façons de concevoir des bâtiments écoénergétiques. La simulation d’apport de lumière naturelle dans un bureau peut prendre alors seulement quelques secondes, contrairement aux anciennes méthodes où des jours complets de calcul étaient nécessaires.
Génération d'énergie et anticipation des effets atmosphériques
Grâce aux simulations CFD et aux tunnels du vent, il sera possible d'évaluer la quantité d'énergie qu'un bâtiment pourra générer à un endroit spécifique ou avec une orientation particulière. Mais cela signifiera aussi une meilleure qualité pour les utilisateurs car des effets néfastes tels que le Venturi pourront être anticipés, à l’instar de l'Arche de la Défense à Paris où les turbulences sur la dalle auraient pu être anticipées avant la construction. Cela aurait évité des dizaine de milliers d'euros de travaux pour pallier à cette erreur de conception.
Et la qualité des futurs espaces intérieurs sera elle-aussi affectée positivement par ces nouvelles tendances, permettant la diminution des désaccords liés à la mauvaise ventilation des espaces intérieurs, aux systèmes de climatisation trop froids ou à la propagation les maladies bactériennes et nosocomiales dans les établissements de santé. Depuis les premières étapes de la conception, il sera possible de redéfinir et repositionner les systèmes de ventilation, chauffage ou refroidissement ou redéfinir les espaces eux-mêmes pour une meilleure qualité de vie.
BIM & IoT, une nouvelle tendance pour exploiter les actifs
Optimiser le processus de conception et de construction est important pour relever tous ces défis liés au climat et pour générer moins de déchets de matériaux et de mauvais projets, mais la clé du succès sera concentrée sur la phase d'exploitation et de maintenance, qui représente 80% du coût total du bâtiment. Dans cette perspective, avoir un modèle BIM pour fonctionner de manière optimale est la première étape vers un succès programmé, et connecter le BIM à l'IoT sera encore plus important. C'est pourquoi Autodesk a commencé à investir massivement dans des technologies innovantes et révolutionnaires comme Autodesk Forge, permettant le développement de technologies et de plateformes ad hoc de gestion énergétique d’un bâtiment comme Dasher 360, connectant BIM et IoT et permettant de contrôler et de surveiller les capteurs, senseurs, systèmes de chauffage et systèmes de refroidissement d'un modèle BIM, rendant ainsi totalement obsolètes les systèmes traditionnels lourds de GTB et GMAO actuellement sur le marché.
L’heure est venue !
Le défi est grand, mais noble comme vous le savez, les gouvernements ont de plus en plus d’obligation dont celle du BIM, mais toutes les ressources, tous les nouveaux processus innovants et toutes les technologies sont là pour aider à gagner ces défis. Que vous soyez un concepteur, un architecte, un constructeur, un ingénieur, un spécialiste en énergie, un propriétaire ou maître d’ouvrage, vous pouvez gagner la partie et aider à guérir notre planète pour en faire un monde meilleur pour nos enfants et les générations futures, et livrer de nombreux et magnifiques bâtiments.
Alors, c'est à vous de jouer !