MÉMOIRE DE PROJET DE FIN D’ÉTUDESeprints2.insa-strasbourg.fr/2984/2/mémoire_PFE_Final.pdf · Annexe D : KIT BIM Exploitation de la FEDENE ..... 76 Résumé ..... 78. 10 GARTNER

MÉMOIRE DE PROJET DE FIN D’ÉTUDES

BIM ET COÛT GLOBAL

Tuteur entreprise :

ALLARD Lionel

Tuteurs INSA :

MOUHOUBI Saïda

KOVAL Georg

Auteur :

GARTNER Corentin

Génie civil 5ème année

Année 2017

2 GARTNER Corentin – BIM et coût global


Avant-propos

Après cinq années d’étude en génie civil à l’INSA de Strasbourg, ce projet de fin d’étude

s’annonce comme une passerelle entre la vie étudiante et la vie professionnelle. Ce PFE est

l’occasion pour moi d’appliquer mes connaissances et compétences acquises tout au long de

ma scolarité, ainsi que m’enrichir d’une expérience professionnelle considérable.

Le choix du sujet de stage et de l’entreprise est crucial pour réussir une insertion professionnelle

idéale. Il est primordial de sélectionner un sujet auquel on porte un intérêt particulier, dans une

entreprise dans laquelle nous pourrons nous voir accepter une offre d’embauche. Ma préférence

a été de me tourner vers un sujet d’avenir, en plein développement et ouvert à l’innovation. En

effet, en tant que jeune ingénieur, mes ambitions sont de participer à l’élaboration de nouvelles

méthodes innovantes de construction ou conception. Construire mieux, construire plus vite, et

construire durable sont selon moi les trois axes principaux d’innovation dans le bâtiment.

Il m’est apparu que le BIM est une méthode de travail collaborative qui stimule grandement

l’innovation autour des procédés de conception et construction. Le BIM permet l’accès à une

base de données collaborative, caractérisant avec précision l’ouvrage à construire. Cette base

de données, exploitée ingénieusement, nous donne toutes les clés pour mieux concevoir et

construire. Pour cette raison, j’ai décidé de m’orienter vers un sujet autour du BIM. En effet, il

me semble très intéressant d’acquérir de l’expérience dans le BIM pendant ce PFE, ceci n’étant

pas encore enseigné à l’école malgré le fait qu’il s’imposera sûrement d’ici quelques années

comme méthode de travail unanimement adoptée.

La société Edeis, bureau d’étude technique, travaille avec le BIM depuis plusieurs années, et

cherche constamment à exploiter au mieux cette méthode de travail. Ainsi, son agence d’Ivry-

sur-Seine propose plusieurs sujets de stage liés au déploiement du BIM. Le sujet BIM et coût

global m’a particulièrement intéressé, car il s’implique dans une démarche de développement

durable. Après un entretien avec M. Lionel Allard, directeur technique, ma demande de PFE a

été acceptée et Edeis m’a accueilli du 20 février au 18 août 2017 pour un stage de fin d’étude

de 6 mois.

Ce mémoire relate mon expérience au sein de l’agence d’Ivry-sur-Seine d’Edeis, et décrit mon

projet d’un point de vue scientifique et technique.



Remerciements

La réalisation de ce projet de fin d’étude n’aurait pas été possible sans les interventions de mes

collègues de l’agence d’Ivry-sur-Seine de Edeis et de mes professeurs encadrants à l’INSA de

Strasbourg. Je tiens à remercier en particulier :

• Lionel ALLARD, directeur technique, pour m’avoir accueilli dans son service et

encadré lors de ce projet de fin d’études.

• Guillaume DETHAN, directeur de l’agence d’Ivry-sur-Seine, pour m’avoir accueilli à

bras ouverts chez Edeis et facilité mon intégration dans l’entreprise.

• Qiuyue JIN, stagiaire en déploiement BIM, pour notre collaboration sur le sujet de stage

présenté dans ce mémoire.

• Michał HRNYEWSKI, stagiaire en développement informatique, pour son aide

précieuse par rapport aux les aspects informatiques du projet.

• Sophia SAINT-JUST, chef de service BIM, Stéphane OEBLINGER et Lyes SADDOK,

coordinateurs BIM, ainsi que tous les projeteurs du BIM Lab, pour les nombreuses

connaissances et compétences qu’ils ont partagées avec moi.

• Saïda MOUHOUBI et Georg KOVAL, professeurs à l’INSA de Strasbourg, pour le

suivi de mon projet de fin d’études et leurs conseils de rédaction de mémoire.



Sommaire

Avant-propos .............................................................................................................................. 3

Remerciements ........................................................................................................................... 5

Sommaire ................................................................................................................................... 7

1 Introduction ....................................................................................................................... 11

1.1 Présentation de l’entreprise.................................................................................................................. 11

1.2 Définition du sujet ............................................................................................................................... 11

1.3 Objectifs à atteindre ............................................................................................................................. 12

2 Contexte de l’étude ........................................................................................................... 13

2.1 Présentation du BIM ............................................................................................................................ 13

2.1.1 Définition .............................................................................................................................................................................. 13

2.1.2 Les enjeux du BIM ............................................................................................................................................................... 13

2.1.3 Le BIM et ses dimensions ..................................................................................................................................................... 14

2.1.4 Les niveaux de maturité du BIM ........................................................................................................................................... 15

2.1.5 Le BIM en France et dans le monde ...................................................................................................................................... 17

2.2 Approche en coût global ...................................................................................................................... 19

2.2.1 Définition du coût global ...................................................................................................................................................... 19

2.2.2 Enjeux du coût global ........................................................................................................................................................... 19

2.2.3 Cadre de l’approche en coût global ....................................................................................................................................... 20

2.3 Méthodologie ....................................................................................................................................... 22

2.3.1 Dépenses prises en compte dans le calcul du coût global ...................................................................................................... 22

2.3.2 Actualisation du coût global.................................................................................................................................................. 23

2.3.3 Coût global annualisé ............................................................................................................................................................ 24

2.4 Les différentes méthodes d’estimation ................................................................................................ 26

2.4.1 Estimation par analogie ......................................................................................................................................................... 26

2.4.2 Estimation par ratios financiers ............................................................................................................................................. 26

2.4.3 Estimation paramétrique ....................................................................................................................................................... 26

2.4.4 Simulation de Monte Carlo ................................................................................................................................................... 27

3 Première phase de développement .................................................................................... 29

3.1 Objectifs de développement ................................................................................................................ 29

3.1.1 Outil actuel utilisé par l’entreprise ........................................................................................................................................ 29

3.1.2 Intérêt du BIM pour le coût global ........................................................................................................................................ 31

3.1.3 Orientation initiale du projet ................................................................................................................................................. 31

3.2 Schémas de calcul ................................................................................................................................ 32

3.2.1 Caractérisation du gros entretien / renouvellement ............................................................................................................... 32

3.2.2 Caractérisation des coûts d’exploitation ................................................................................................................................ 33

3.2.3 Caractérisation de la maintenance préventive ....................................................................................................................... 34

3.3 Choix de la forme de l’outil ................................................................................................................. 34

3.3.1 Lien avec une base de données Excel.................................................................................................................................... 34

3.3.2 Calculs dans Revit ................................................................................................................................................................ 34


3.3.3 Export des résultats dans un tableur Excel ............................................................................................................................ 35

3.4 Développement du premier prototype ................................................................................................. 35

3.4.1 Paramètres pris en compte .................................................................................................................................................... 35

3.4.2 Récupération des paramètres dans la macro .......................................................................................................................... 36

3.4.3 Calculs intermédiaires et coût global .................................................................................................................................... 36

3.4.4 Export Excel ......................................................................................................................................................................... 36

3.4.5 Echéancier du coût global ..................................................................................................................................................... 38

3.4.6 Calcul du coût global annualisé ............................................................................................................................................ 40

3.4.7 Développement de la base de données et de la passerelle associée ....................................................................................... 40

3.4.8 Développement de la passerelle ............................................................................................................................................ 41

3.5 Généralisation du prototype aux autres lots ......................................................................................... 41

3.6 Récupération d’une base de données de coûts unitaires ...................................................................... 41

3.6.1 Mike Sissung, Gestion Conseil Bâtiment .............................................................................................................................. 41

3.6.2 Simon Moreau, Bouygues Immobilier .................................................................................................................................. 42

3.6.3 Marc Girardot, Best Energies ................................................................................................................................................ 42

3.7 Réalisation de l’interface graphique .................................................................................................... 42

4 Tests et optimisation de l’outil .......................................................................................... 45

4.1 Essais sur projet concret – Laboratoire L6 L’Oréal ............................................................................. 45

4.1.1 Présentation du projet Laboratoire L6 ................................................................................................................................... 45

4.1.2 Renseignement de la maquette et de la database ................................................................................................................... 45

4.1.3 Analyse des résultats ............................................................................................................................................................. 45

4.2 Optimisation de l’outil ......................................................................................................................... 46

4.2.1 Bilan de performances .......................................................................................................................................................... 46

4.2.2 Méthode de calcul par type d’élément................................................................................................................................... 47

4.2.3 Finalité de l’outil ................................................................................................................................................................... 49

4.2.4 Optiques d’amélioration ........................................................................................................................................................ 49

5 Participation aux affaires .................................................................................................. 51

5.1 Hôtel des Capucines (Paris) ................................................................................................................. 51

5.1.1 Un ouvrage aux caractéristiques particulières ....................................................................................................................... 51

5.1.2 Comparaison des plans géomètre et architecte ...................................................................................................................... 52

5.1.3 Sortie de plans et quantitatifs ................................................................................................................................................ 52

5.2 Hôpital de Lariboisière (Paris) ............................................................................................................. 53

5.3 Collège Maurice Utrillo (Paris) ........................................................................................................... 53

5.4 Laboratoire L’Oréal (Chevilly-Larue) et Kit BIM Exploitation .......................................................... 54

5.4.1 Présentation du projet ........................................................................................................................................................... 54

5.4.2 Présentation du KIT BIM Exploitation de la FEDENE ......................................................................................................... 54

5.4.3 Travail réalisé ....................................................................................................................................................................... 54

5.5 Aréna de Chartres ................................................................................................................................ 54

5.6 Concours Surélévation de la Régie de Paris Habitat (Paris) ................................................................ 55

5.6.1 Présentation du projet ........................................................................................................................................................... 55

5.6.2 Travail réalisé ....................................................................................................................................................................... 56

5.7 Tâches diverses autour du BIM ........................................................................................................... 57

5.7.1 Problème de niveaux de référence dans Revit ....................................................................................................................... 57

5.7.2 Génération d’un zoning 3D dans Revit ................................................................................................................................. 59


5.7.3 Retour d’expérience BIM du projet de la tour Alto ............................................................................................................... 60

5.7.4 Retour d’expérience BIM du projet du dépôt de bus d’Amiens ............................................................................................ 62

6 Conclusion ........................................................................................................................ 65

7 Table des figures ............................................................................................................... 67

8 Bibliographie ..................................................................................................................... 69

Annexes .................................................................................................................................... 71

Annexe A : Portions de code de la macro de calcul du coût global .................................................................. 71

Définition initiale des données dans la macro ....................................................................................................................................... 71

Méthode de calcul du coût global actualisé ........................................................................................................................................... 71

Méthode de calcul du coût global annualisé .......................................................................................................................................... 71

Annexe B : Tableaux de sortie du nouvel outil de calcul en coût global .......................................................... 72

Onglet Synthèse coût global .................................................................................................................................................................. 72

Onglet Lot Aménagement intérieur ....................................................................................................................................................... 73

Annexe C : Etude en coût global du collège Maurice Utrillo (avec l’outil actuel de l’entreprise) ................... 74

Annexe D : KIT BIM Exploitation de la FEDENE .......................................................................................... 76

Résumé ..................................................................................................................................... 78



1 Introduction

1.1 Présentation de l’entreprise Edeis est une société créée fin décembre 2016 par le fonds Ciclad et la société de participation

Impact Holding, qui a racheté les actifs français du groupe canadien SNC-Lavalin.

Fondée en 1911 par Arthur Surveyer, l’entreprise est devenue, dès 1920, l’un des plus grands

fournisseurs de services d’ingénierie de Montréal pour les projets énergétiques. Rebaptisée

SNC, elle étend ensuite ses activités aux secteurs de l’exploitation pétrolière et gazière, des

mines et de la métallurgie, et des infrastructures. En 1991, SNC fusionne avec Lavalin, autre

géant canadien de l’ingénierie, pour donner SNC-Lavalin, l’un des plus grands groupes

d’ingénierie et de construction au monde. Aujourd’hui, il dispose d’agences dans plus de 50

pays.

Edeis a donc racheté le 30 décembre 2016 les activités françaises de SNC-Lavalin (figure 1),

soit 13 agences d’ingénierie, la gestion de 19 aéroports et la gestion du port de plaisance de

Rouen. Edeis s’est donné comme objectif de faire passer le chiffre d’affaire de 140 à 170

millions d’euros d’ici deux ans, tout en stabilisant l’activité ingénierie du groupe.

L’agence d’Ivry-sur-Seine d’Edeis se compose de différents pôles de production, à savoir :

• Pôle Structure

• Pôle Haute Qualité Environnementale

• Pôle Electricité

• Pôle Chauffage, Ventilation et Climatisation

• Pôle Plomberie

• Pôle Transports

De surcroît, l’agence a récemment engagé un BIM Lab, où des affaires sont gérées avec le BIM,

et où des pistes d’innovation liées au BIM sont abordées quotidiennement. Dans le cadre de

mon stage de fin d’étude, j’ai intégré le BIM Lab pour travailler sur mon projet.

Figure 1 : Le 30 décembre 2016, SNC Lavalin devient Edeis

1.2 Définition du sujet L’énoncé du sujet de stage, « BIM et coût global », cherche à mettre en relation la méthode de

travail BIM avec le calcul du coût global d’un ouvrage. Le coût global s’inscrit dans une optique

d’économie et de développement durable. En effet, il prend en compte les coûts différés de

l’ouvrage, qui s’élèvent souvent à plus de 70% voire 80% du total des coûts liés à l’ouvrage.


Une approche en coût global préconise l’utilisation de matériaux durables, l’installation

d’équipements efficients, et une minimisation des consommations d’énergies. L’intérêt du sujet

de PFE est d’utiliser la base de données de la maquette numérique BIM au service du coût

global.

1.3 Objectifs à atteindre La finalité du projet de fin d’étude sera de développer un outil qui s’appuie sur la maquette

numérique d’un ouvrage pour en calculer son coût global. Cet outil pourra se présenter sous la

forme d’un plug-in pour Revit. En démarrant ce plug-in, l’utilisateur rentrera les différentes

caractéristiques liées au calcul du coût global : période d’étude, taux d’actualisation, taux

d’inflation… Ensuite, le logiciel calculera automatiquement le coût global du projet en

comprenant : coûts d’investissement, d’exploitation, de maintenance, et valeur résiduelle. Les

résultats numériques seront illustrés à l’aide de graphiques. Les résultats seront probablement

exportés dans une feuille Excel. Afin d’arriver à de tels résultats, il est primordial que la

maquette soit complètement renseignée avec, pour chaque élément, toutes les informations

nécessaires au calcul des dépenses immédiates et différées.

A cause de la très vaste étendue du coût global, il est probable que l’outil de calcul que je

développerai en 6 mois ne soit pas exhaustif. Je me concentrerai sur la prise en compte des

éléments les plus pertinents pour le calcul du coût global, et je proposerai un prototype

fonctionnel et qui puisse facilement être implémenté de nouvelles fonctionnalités.


2 Contexte de l’étude

2.1 Présentation du BIM

2.1.1 Définition

Le BIM (Building Information Modeling) est une nouvelle méthode de travail collaborative

pour développer des solutions sur l’ensemble du cycle de vie d’un projet de construction, de la

conception à l’exploitation, en passant par la construction. Ce processus, qui implique la

création et l’utilisation d’un modèle 3D intelligent (voir figure 2), émerge aujourd’hui de façon

croissante et commence à avoir un impact majeur dans les domaines de la construction, de

l’ingénierie et de l’architecture.

2.1.2 Les enjeux du BIM

Les modèles 3D de la conception assistée par ordinateur (CAO) ont d’abord permis d’ajouter

du réalisme et de visualiser plus facilement et concrètement les maquettes de construction par

rapport au dessins manuels. De plus, l’extraction de dessins 2D à partir de modèles 3D a

amélioré la productivité dans la documentation. Le BIM étend l’application des technologies

de conception assistée par ordinateur précédents en reliant le modèle 3D à une base de données

qui peut contenir toutes les informations relatives aux les éléments de construction, à savoir :

leurs caractéristiques physiques, leurs relations, les quantités, les données des fournisseurs, les

délais, l’avancement, les procédures d’exploitation et de maintenance, etc.

Un autre aspect novateur du BIM réside dans la collaboration (figure 3). En effet, les différents

intervenants travaillent sur une maquette commune, régulièrement synchronisée et actualisée,

ce qui constitue un gain de temps considérable.

Maquette 3D Collaboration

Information

embarquée

BIM

Figure 2 : Définition schématique du BIM


Figure 3 : La collaboration avec le BIM [CSTB, 2014]

Ce mode de travail permet par ailleurs de repérer au plus vite les problèmes de conception

conflictuels (aussi appelés « clashs »), et de les résoudre dans les meilleurs délais. Par exemple,

une superposition de réseau de plomberie et de réseau de climatisation est immédiatement mise

en avant après synchronisation des maquettes plomberie et CVC. La résolution de ce conflit

sera alors simple à réaliser. Le graphe suivant (figure 4) illustre ce principe.

Figure 4 : Courbe coût/effort [P. MacLeamy, FAIA/HOK]

Cette courbe met en avant la décroissance de la facilité à apporter des modifications et la

croissance coûts des modifications avec le temps. Un processus BIM permet de repérer les

problèmes de conception plus tôt en comparaison avec un processus classique. De ce fait, les

modifications seront plus faciles à apporter et moins coûteuses.

2.1.3 Le BIM et ses dimensions

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, une maquette numérique comporte plus que 3

dimensions. A ces dimensions d’espace s’ajoutent un nombre variable de dimensions selon les

informations fournies dans la maquette (figure 5).

2.1.3.1 BIM 2D

De la maquette numérique nous pouvons extraire autant de plans 2D que nécessaire, par

l’intermédiaire de vues et feuilles qui sont actualisées automatiquement avec l’évolution du

projet.


2.1.3.2 BIM 3D

C’est grâce aux 3 dimensions spatiales de la maquette que les différentes vues 2D sont mises à

jour automatiquement. Des vues 3D sont bien sûr définissables de manière à visualiser le projet

selon l’angle voulu. La 3D permet de caractériser et de visualiser les conflits entre les différents

sous-projets, et de calculer les quantités de matériaux ou d’équipements.

2.1.3.3 BIM 4D

A ces 3 dimensions géométriques s’ajoute le vecteur temps. Les éléments géométriques peuvent

être liés à un planning de construction. Ainsi, les différents acteurs du projet ont la possibilité

de visualiser dans le temps la durée d’un évènement ou la progression d’une phase de

construction.

2.1.3.4 BIM 5D

Avec la cinquième dimension, le modèle est complété par des éléments de ressources

(méthodes, matériels, ressources humaines…). La présence de ces éléments permet d’ajouter

une donnée de coût à la maquette numérique, et ainsi d’estimer les coûts de construction du

projet, voire le coût global.

2.1.3.5 BIM nD

Nous pouvons aller plus loin en définissant de nouvelles dimensions pour le BIM. Chaque strate

de données qui est présente dans la maquette enrichit le niveau d’information du modèle

numérique et ajoute une nouvelle dimension au sens du BIM.

Figure 5 : Description des premières dimensions du BIM [Fédération Française du Bâtiment, 2016]

2.1.4 Les niveaux de maturité du BIM

La définition rigoureuse du BIM étant aujourd’hui encore assez vague, nous définissons

différents niveaux de maturité qui nous permettent de comprendre l’usage que faisons du BIM.

En effet, selon la manière dont nous collaborons avec les outils BIM, nous pouvons atteindre

différents niveaux de maturité. On distingue ici 4 maturités du BIM (figure 6).

Il s’agit d’une approche largement adoptée, à laquelle chaque niveau de maturité correspond à

des outils, des méthodes et des procédés définis. Il est important de bien les comprendre car le


BIM possède une facette collaborative importante qui nécessite que les différents acteurs

sachent travailler entre eux quel que soit le niveau de maturité du projet global.

2.1.4.1 BIM niveau 0

Ce niveau ne correspond pas à du BIM à proprement parler. C’est encore aujourd’hui le niveau

de la majorité des acteurs français. Il est caractérisé par du dessin en CAO 2D voire en papier.

Les échanges entre les participants du projet se font sous format papier ou en données

numériques non structurées. Les informations sont donc ressaisies par toutes les parties.


A ce niveau, la 3D est utilisée pour visualiser les concepts. Les outils utilisés standardisent les

structures, les formats et la coordination spatiale. Les données sont structurées et obéissent à

des normes fixant la numérotation des plans, la présentation, la géolocalisation, l’approbation

des documents et leurs diffusions. Les modèles ne sont pas partagés par les différents acteurs.

Et pour cause, il n’y a pas de collaboration. Chaque collaborateur met à jour ses données

indépendamment. Les échanges de données peuvent tout de même se faire sous forme

numérique en utilisant des plateformes de mise à disposition de fichiers. A ce niveau, le

potentiel du BIM est clairement sous-exploité. En effet, les modèles utilisés ne sont pas

paramétriques et les échanges de données ne sont pas standardisés et donc non exploitables

automatiquement d’un acteur à un autre.


A cette étape, la collaboration BIM a réellement lieu. Tous les acteurs du projet ont leur propre

maquette numérique 3D et la mettent à jour de leur côté. De cette manière, le projet global est

avancé en parallèle par tous les acteurs et les données sont échangées automatiquement en

transférant des fichiers structurés. Au final, toutes les versions de la maquette seront unifiées

dans une maquette de référence. Cet échange peut être unidirectionnel (des sources diverses à

la référence) ou bidirectionnel (des sources à la référence et vice-versa).

De plus, les modèles 3D utilisés sont paramétriques, c’est à dire qu’on manipule des objets

intelligents. Ce ne sont plus de simples formes géométriques mais de véritables composants de

la construction (porte, mur, fenêtre, escalier…) qui évoluent intelligemment ensemble, et

contiennent tous les paramètres qui seront utiles pendant le cycle de vie entier de l’ouvrage, tels

que son identification, son modèle, sa composition, ses caractéristiques techniques, son

fournisseur, son prix, etc.

Il s’agit du niveau de collaboration utilisé par Edeis pour mener à bien ses projets.


Au 3ème niveau de maturité BIM, le travail se fait sur une maquette de référence. Il y a donc

nécessité d’un outil qui fournit la base de données à l’ensemble des acteurs. Par exemple, BIM

Server ou Revit Server mis à disposition par l’un des acteurs du projet (en général la maîtrise

d’ouvrage ou le maître d’œuvre). Ou encore une plateforme collaborative de type Cloud comme

BIM Cloud ou A360 Collaboration for Revit. Un bon nombre de problèmes se pose encore à

l’heure actuelle pour une application massive de ce niveau. En effet, les responsabilités de

chacun doivent alors être clairement définies et les process utilisés entre les acteurs sont

fondamentaux.


Les incitations ou obligations gouvernementales vers le BIM sont en général limitées au niveau

2 dans leurs cas généraux. Il devrait par contre devenir de plus en plus fréquent que les gros

projets du domaine public exigent le niveau 3 de la part des soumissionnaires.

Figure 6 : Les niveaux de maturité du BIM [Fédération Française du Bâtiment, 2016]

2.1.5 Le BIM en France et dans le monde

Les précurseurs du BIM se trouvent dans les pays nordiques. En effet, la Finlande se lance dans

le BIM dès 2007, et la Norvège dès 2010. Par la suite, plusieurs pays suivent cet exemple se

mettent au BIM à leur tour. Dès 2013, Singapour impose que tous ses projets de plus de 20 000

m² soient déposés en BIM. De même, les marchés publics au Royaume-Uni sont réalisés en

BIM depuis plusieurs années, et il rédige chaque année un rapport, le « Rapport NBS », dans

lequel les avancées en matière de BIM sont explicitées.

Ainsi, le BIM commence à s’installer en France. En 2014, le Ministère du Logement commence

à adopter des mesures pour favoriser le déploiement de la maquette numérique.

Contrairement à une idée vastement répandue, le BIM n’est pas obligatoire en France pour les

marchés publics. C’est la voie de l’incitation qui a été retenue à travers le nouveau Code des

marchés publics (article 42 du décret n° 2016-360 du 25 mars 2016 relatif aux marchés publics).

Malgré cela, le BIM s’impose de plus en plus comme la méthode de travail préférée par les

clients.

Selon une enquête réalisée entre mai et juin 2015 par Batiactu (figure 7), si 92 % des maîtres

d'œuvre ont déjà entendu parler du BIM, seuls 63 % des artisans et entreprises du bâtiment

répondent également par l'affirmative. Un tiers des répondants avouent n'avoir que « quelques

notions » de ce dont il s'agit, et 32 % des artisans confessent ne pas connaître le BIM.


Figure 7 : Résultats d’une enquête sur le BIM en France [Batiactu, 2015]

Une enquête de 2013 (figure 8) démontre par ailleurs la très bonne rentabilité de

l’investissement dans le BIM, pour la plupart des pays qui l’ont adopté. En effet, 97% des

entrepreneurs français ayant investi dans le BIM ont perçu un retour sur investissement positif.

Le Japon et l’Allemagne présentent des résultats semblables.


Figure 8 : Retour sur investissement (ROI) des entrepreneurs ayant adopté le BIM [McGraw Hill Construction, 2013]

2.2 Approche en coût global

2.2.1 Définition du coût global

L’article 8 de la loi n° 2008-735 du 28 juillet 2008 relative aux contrats de partenariat et l’article

L1414-9 du Code général des collectivités territoriales (CGCT) présentent le coût global

comme un calcul consistant à additionner le coût de mise à disposition d’un bien à ses coûts de

fonctionnement.

On peut le définir plus précisément comme la « somme des coûts actualisés générés par la

conception, le financement, la construction ou la transformation, l’entretien, la maintenance,

l’exploitation ou la gestion d’ouvrages, d’équipements ou de biens immatériels, les prestations

de services prévus pour la durée du contrat ».

Cette approche revient à considérer l’économie d’un projet au-delà des coûts immédiats, en

tenant compte des coûts différés qu’ils soient proches de la livraison ou plus lointains.

2.2.2 Enjeux du coût global

Les bilans économiques des ouvrages en fin de vie témoignent de la prépondérance des coûts

d’usage, d’entretien et de déconstruction sur les coûts de conception et construction.

A titre d’exemple, observons le découpage du coût global d’un lycée public détruit après 50 ans

d’utilisation (figure 9) :


Figure 9 : Découpage du coût global [Ministère de l’Environnement, 2009]

Ici, la phase de construction/conception représente moins de 30% du coût global. Les 70%

restants correspondent à des coûts différés d’exploitation, de maintenance et de déconstruction.

Ces chiffres constituent des ordres de grandeur valables pour une majorité d’ouvrages.

L’intérêt de l’approche en coût global est de permettre au maître d’ouvrage (ou au gestionnaire

du bâtiment) de prendre en compte les coûts différés dans leurs choix d’investissement. Cette

approche est d’autant plus pertinente selon une optique de développement durable, où les frais

différés sont au cœur de la problématique. On prend ainsi en compte l’ensemble du cycle de vie

de l’ouvrage.

La norme ISO 15686-5 rappelle que « 80 % des coûts d'exploitation de maintenance et de

remplacement d'un bâtiment sont déterminés dans les premiers 20 % du processus de

conception ».

Il est donc primordial d’adopter une approche en coût global dès le début des études de

conception.

2.2.3 Cadre de l’approche en coût global

Le cadre de l’approche en coût global est défini par la norme européenne EN 16227, adoptée le

19 mars 2015, qui reprend les principes développés dans l’ISO 15686.

La Norme ISO/DIS 15686-5 distingue deux concepts, chacun d’eux étant associé à un périmètre

de coûts : le « coût global » (traduction française de « life cycle cost ») et le « coût global

étendu » (traduction française de « whole life cost ») (figure 10). Nous pouvons rajouter à ces

deux strates une troisième approche, le « coût global partagé » (figure 11).

• Le « coût global élémentaire », ou simplement « coût global », comprend au sens de la

norme l’ensemble des coûts immobiliers techniques qui sont supportés par le maître

d’ouvrage et l’utilisateur.

Conception : 2%

Construction : 27%

Gros entretien / renouvellement : 30%

Exploitation / maintenance : 28%

Fluides : 11%

Déconstruction : 2%

COÛT GLOBAL D'UN LYCÉE APRÈS 50 ANS


• Le « coût global étendu », ou « coût global élargi », comprend une liste plus large de

coûts et de bénéfices, qui sont relativement hétérogènes. Il inclut notamment le volet

financier et fiscal, éventuellement les revenus, les éléments intangibles liés à la qualité

d’usage ainsi que les externalités. On peut aussi parler d’économie globale plutôt que

de coût global étendu.

• Le « coût global partagé » : cette troisième approche ajoute aux deux précédentes une

posture citoyenne à travers un rapport à la planète et à travers du lien social, puisqu’un

ouvrage immobilier et un aménagement urbain sont des pièces actives du système socio-

économique, à la fois dans ses retombées positives (développement économique des

filières locales, mixité sociale, gestion urbaine, équilibre écologique local, etc.) ou

négatives (nuisances aux riverains, prélèvement de ressources naturelles, etc.).

Figure 10 : Périmètres du coût global étendu et coût global au sens de la norme [Ministère de l'Environnement, 2009]

Figure 11 : Les trois approches du coût global selon la MIQCP [Catarina O. et Seguin G., 2013]


2.3 Méthodologie

2.3.1 Dépenses prises en compte dans le calcul du coût global

Le coût global calculé à l’année n sur une durée T résulte de la somme des coûts annuels

d’investissement, d’exploitation et de renouvellement sur cette période, à laquelle on déduit la

valeur résiduelle à l’année n+T.

Coût global = Investissement + Exploitation + Maintenance – Valeur résiduelle

2.3.1.1 Coûts d’investissement

Lorsque l’opération immobilière est réalisée dans le cadre d’un processus classique de maîtrise

d’ouvrage, on peut définir le coût de l’investissement (ou coût de l’opération), comme

l’ensemble des dépenses engagées depuis l’origine du projet jusqu’à la réception définitive. Ils

comprennent entre autres :

• Les coûts d’étude

• Les coûts d’accompagnement

• Les coûts du foncier

• Les coûts d’équipement

2.3.1.2 Coûts d’exploitation

Les coûts d’exploitation garantissent le fonctionnement des ouvrages et des équipements dans

des conditions définies de sécurité, sûreté, propreté, hygiène, confort et économie. Ils

comprennent :

• Les coûts d’exploitation technique : les consommations d’énergie et autres fluides (eau,

gaz, fioul, etc.).

• Les coûts d’exploitation fonctionnelle : les dépenses liées au fonctionnement de

l’immeuble en tant que support d’une activité définie (maison de retraite, collège,

musée…), à savoir le personnel fonctionnel, les services fonctionnels (accueil, standard,

gardiennage, hygiène et propreté, etc.), ou autres consommables fonctionnels.

2.3.1.3 Coûts de maintenance

Les coûts annuels de maintenance sont nécessaires au bon état de marche du bâtiment et des

installations techniques. Ils se décomposent en plusieurs catégories :

• L’entretien courant et la maintenance préventive (inspections, interventions, réglages,

supervision), les contrats de maintenance, les fournitures exclues des contrats, les

visites périodiques des organismes de contrôle, et les coûts éventuels de conduite du

système.

• La maintenance corrective, qui vise à remettre en état le système après défaillance ou

panne. Elle doit être estimée en fonction des risques probables de défaillance.

• Le gros entretien ou renouvellement d’équipements.

2.3.1.4 Fin de vie et valeur résiduelle

La législation en matière environnementale et réglementaire prend dorénavant en considération

accrue les conséquences environnementales de la fin de vie d’un ouvrage. Les travaux de remise

en état du site peuvent avoir un impact significatif sur les coûts. Il convient donc d’envisager

dans l’analyse en coût global les différentes hypothèses portant sur la déconstruction et sur la

dépollution/décontamination de l’ouvrage.


Si la période se termine avant la fin de vie du bâtiment, il convient alors de prendre en compte

sa valeur résiduelle, c’est-à-dire la valeur des différents éléments du bâtiment à la fin de la

période de calcul.

La figure suivante (figure 12) décrit le mode de calcul de la valeur résiduelle d'un élément de

bâtiment (par exemple, une chaudière) dont la durée de vie est inférieure à la période de calcul.

L'élément a une durée de vie de 20 ans, période pendant laquelle il subit une dépréciation

linéaire, et au terme de laquelle il sera remplacé. Après les 30 ans de la période de calcul, la

valeur résiduelle de l'élément est de 50 % du coût de remplacement. Cette valeur doit être à son

tour rapportée au début de la période de calcul, en appliquant un facteur d’actualisation (cf 2.3.2

Actualisation du coût global).

Figure 12 : Mode de calcul de la valeur résiduelle d'un élément [Conseil sur la performance énergétique des bâtiments,

2009]

La valeur résiduelle d'un bâtiment à la fin de la période de calcul est la somme des valeurs

résiduelles de tous les éléments de bâtiment.

2.3.2 Actualisation du coût global

L’introduction d’un taux d’actualisation s’explique par le principe suivant : un euro actuel (en

2017) n’est pas équivalent à un euro en 2016. Tout agent économique confronté à une décision

d’investissement préfère dépenser un euro dans un an plutôt que l’année en cours. Inversement,

si l’opération concerne une recette, il préfère recevoir un euro l’année en cours plutôt que dans

un an ou les années suivantes. Par conséquent, le poids décisionnel de l’argent décroît avec le

temps. Cette décroissance se modélise de la façon suivante :

𝑉𝐴(𝑛) = 𝐶 ∗ (1

1 + 𝑎)

𝑛

Équation 1 : Valeur actualisée d'un coût

Avec : 𝑉𝐴(𝑛) : Valeur actualisée d’un coût 𝐶 dépensé dans 𝑛 années

𝑎 : Taux nominal d’actualisation (valeur recommandée par les

pouvoirs publics : 4%)


Cette dépréciation des dépenses s’observe sur la figure suivante (figure 13) :

Figure 13 : Echéanciers en euros constants et actualisés [CSTB, 2013]

Par ailleurs, Il convient d’appliquer un taux d’inflation qui caractérise l’augmentation des prix

pour les différents postes pris en compte. Finalement, on obtient la valeur actualisée suivante :

𝑉𝐴(𝑛) = 𝐶 ∗ (1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑛

Équation 2 : Valeur actualisée avec prise en compte de l'inflation

Avec : 𝑉𝐴(𝑛) : Valeur actualisée d’un coût 𝐶 dépensé dans 𝑛 années

𝑖 : Taux d’inflation

𝑎 : Taux nominal d’actualisation (valeur recommandée : 4%)

Le terme (1+𝑖

1+𝑎) correspond au facteur d’actualisation réel.

2.3.3 Coût global annualisé

2.3.3.1 Principe

Une autre méthode d’approche en coût global consiste à calculer le coût global annualisé. Il

s’agit de la valeur ramenée à une année des dépenses d’investissement et des coûts actualisés

de gestion, d’entretien et d’exploitation d’un ouvrage.

Le principe est le suivant : on répartit toutes les dépenses ponctuelles sur une année, y compris

l’investissement qui est réparti sur une durée d’amortissement définie. Le coût global annualisé

est obtenu en totalisant ces valeurs réparties.

La figure suivante (figure 14) illustre ce principe.


Figure 14 : Principe de calcul du coût global annualisé [Méthode conventionnelle de calcul du coût global

énergétique des bâtiments, 2002]

2.3.3.2 Méthode de calcul

Soit R la valeur actualisée d’un coût dépensé à l’année n. Soit A le coût annualisé que nous

calculons. Soit r le facteur d’actualisation : 𝑟 = (1+𝑖

1+𝑎)

La dépense ponctuelle R doit être égale à la somme des coûts annuels actualisés sur la période

n. Cela se traduit par l’équation :

𝑅 = 𝐴 ∗ ∑ 𝑟𝑖

𝑛

𝑖=1

La somme ∑ 𝑟𝑖𝑛𝑖=0 correspond à la somme des termes d’une suite géométrique de raison r.

Pour 𝑟 ≠ 1 :

𝑅 = 𝐴 ∗ (1 − 𝑟𝑛+1

1 − 𝑟− 1)

𝑅 = 𝐴 ∗ (𝑟 − 𝑟𝑛+1

1 − 𝑟)

On isole A :

𝐴 = 𝑅 ∗𝑟 − 1

𝑟(𝑟𝑛 − 1)

Équation 3 : Coût annualisé pour r ≠ 1

Si 𝑟 = 1, on a simplement :

𝐴 = 𝑅𝑛⁄

Équation 4 : Coût annualisé pour r = 1


2.4 Les différentes méthodes d’estimation Nous avons vu comment calculer le coût global sur une durée déterminée avec actualisation des

coûts. Ces calculs se basent sur des valeurs brutes de dépenses annuelles selon les différents

postes pris en compte. L’estimation de ces coûts annuels d’exploitation et de maintenance est

complexe. Elle repose sur différentes méthodes, et nécessitent une base de données considérable

pour obtenir des résultats fiables.

2.4.1 Estimation par analogie

L’estimation par analogie procède par comparaison avec des ouvrages, des équipements, des

éléments ou des activités de même type, comparables mais pas nécessairement identiques. Il

est donc nécessaire d’avoir au moins un point de référence. Par exemple, le coût de construction

constaté d’un bâtiment contenant des bureaux et ayant une SHON (Surface Hors Œuvre Nette)

de 8 400 m² est égal à 19,7 M€. Si l’on considère que la SHON explique en grande partie le

prix, on peut estimer le coût d’un bâtiment de même nature (c’est-à-dire contenant des bureaux)

ayant une SHON de 11 250 m² à 26,38 M€ (19,7 x 11 250 / 8 400). Cette approche nécessite

généralement des avis d’experts pour établir une estimation à partir des informations

disponibles. Si, dans l’exemple précédent, les bureaux à construire offrent une meilleure

isolation que le point de référence, il faut alors augmenter le prix de construction en intégrant

cette différence.

Cette approche est très approximative, mais permet de définir un ordre de grandeur du coût

global très tôt dans les études de conception, en se basant sur des ouvrages de natures similaires.

2.4.2 Estimation par ratios financiers

Cette méthode d’estimation s’appuie sur le travail de l’économiste qui a défini les coûts

d’investissement pour les différents postes du projet. L’ouvrage « Guide de maintenance des

bâtiments » de Jean Perret présente un inventaire de ratios permettant de convertir des coûts

d’investissements en coûts de maintenance annuels. Par exemple, considérons un bâtiment pour

lequel les coûts d’investissements de l’ouvrage d’infrastructure s’élèvent à 605 000 €. Le guide

précédemment cité estime que 0,5 % de ce coût d’investissement sera dépensé chaque année

pour les visites d’inspection de l’infrastructure. Cette méthode de calcul nous permet alors

d’estimer des frais annuels d’inspection d’infrastructure à 3025 €.

2.4.3 Estimation paramétrique

La méthode d’estimation paramétrique s’appuie sur des équations mathématiques qui relient le

coût à estimer en fonctions de paramètres significatifs (par exemple la superficie, le nombre

d’étages, etc.). Cette méthode s’apparente à l’approche par analogie, à la différence que dans

ce cas, plusieurs variables peuvent rentrer en compte pour l’estimation du coût.

Prenons un exemple, tiré de l’ouvrage de Catarina O. et Seguin G. : « Intégrer le coût global

dans les projets de construction » :

Le montant d’un contrat annuel de maintenance d’un ascenseur peut être estimé à partir de la

charge en kg (CHARG), du nombre de niveaux (NBNIV) et de la vitesse en m/s (VIT) à l’aide

du modèle suivant :

𝐶𝑂𝑈𝑇 = 655,46 + 0,481 ∗ 𝐶𝐻𝐴𝑅𝐺 + 38,56 ∗ 𝑁𝐵𝑁𝐼𝑉 + 522,68 ∗ 𝑉𝐼𝑇

Équation 5 : Exemple d'équation pour estimation paramétrique


Ce modèle génère une bonne estimation de contrat annuel de maintenance, en prenant en

compte le contexte d’installation de l’ascenseur ainsi que la technologie qu’il présente.

2.4.4 Simulation de Monte Carlo

Cette méthode consiste à reproduire un grand nombre de fois un calcul donné, généralement

réalisé par un modèle analytique, en faisant varier de façon aléatoire un ou plusieurs paramètres

à chaque exécution.



3 Première phase de développement

3.1 Objectifs de développement L’objectif du projet de fin d’études est de développer un outil qui permettra d’estimer le coût

global d’un projet à travers la maquette numérique.

3.1.1 Outil actuel utilisé par l’entreprise

A ce jour, l’entreprise utilise un tableau Excel développé en interne pour calculer les coûts

globaux par la méthode des ratios financiers. L’économiste détermine en amont les coûts

d’investissements des différents postes. Le tableur se base ensuite sur ces coûts

d’investissements pour en estimer les frais annuels de maintenance et d’entretien, par

l’intermédiaire de ratios précisés dans la littérature. Les consommations énergétiques et leurs

coûts sont estimés, en s’appuyant sur les calculs de la RT 2012.

L’estimation par ratios financiers est la méthode utilisée aujourd’hui pour calculer les frais

annuels de maintenance des différents projets. Les résultats sont plus précis que ceux obtenus

par une estimation par analogie. Cependant, cette méthode atteint ses limites dans la mesure où

les ratios utilisés sont pour certains très approximatifs voire obsolètes. En effet, le « Guide de

maintenance des bâtiments » de Jean Perret date de 1995, et les tarifs de maintenance ont depuis

évolué.

Prenons un exemple pour détailler le fonctionnement de cet outil. La figure suivante présente

l’onglet principal du tableur, qui est constitué d’un récapitulatif des données de calcul et des

résultats. L’utilisateur peut choisir une durée d’étude en années, un taux d’inflation, un taux

d’actualisation, et un taux de dérive des prix de l’énergie. Les dépenses sont divisées par lots

(menuiseries extérieures, gros-œuvre, etc.) et par type (coût d’investissement, de maintenance,

de remplacement, et de consommation). Les totaux partiels sont calculés, ainsi que le coût

global du projet (figure 15).


Figure 15 : Page récapitulative de l'outil actuel [Edeis, 2017]

Analysons à présent le fonctionnement de cet outil à travers le lot « Menuiseries extérieures »

(figure 16). La période de calcul est fixée à 50 ans.

Figure 16 : Détail sur le lot "Menuiseries extérieures" de l'outil actuel [Edeis, 2017]

Pour les façades vitrées Sud et Nord, le coût d’investissement (coût des travaux) s’élève à 1,5

millions d’euros. Pour chaque poste, les coûts actualisés sont calculés à partir de ce prix de

base. Prenons l’exemple du poste « Nettoyage vitrages ». La fréquence de nettoyage est fixée à

une fois par an. La valeur définie dans la colonne « Pourcentage » (ici 1%) correspond à la part

du coût d’investissement initial utilisé chaque année pour le nettoyage des vitrages. En

multipliant le coût d’investissement par ce pourcentage, on obtient la somme dépensée pour

chaque opération de ce type (15 196 euros). Enfin, on multiplie cette valeur par le nombre

d’interventions pendant la période de calcul (une fois par an soit 50), au détail prêt que l’on

applique un facteur d’actualisation pour prendre en compte l’évolution des prix. On obtient

ainsi un coût actualisé de 959 374 euros pour le nettoyage des vitrages, sur une période de 50

ans.

La formule utilisée pour le calcul du coût actualisé du nettoyage des vitrages est la suivante :


𝐶𝐴(𝑛) = ∑ 𝐶𝑢 ∗ (1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑘

− 𝑉𝑅(𝑛)

𝑛

𝑘=1

Avec : 𝑛 : Période d’étude en années (ici égal à 50)

𝐶𝑢 : Coût unitaire de l’opération (15 196 euros)

𝑖 : Taux d’inflation (3,00 %)

𝑎 : Taux nominal d’actualisation (2,00 %)

𝑉𝑅(𝑛) : Valeur résiduelle à l’année 𝑛 (24 750 euros)

𝐶𝐴(𝑛) : Coût actualisé sur la période 𝑛 (959 374 euros)

La valeur résiduelle se calcule comme suit :

𝑉𝑅(𝑛) = (1 −𝑛 − 𝑚 ∗ 𝑝

𝑝) ∗ 𝐶𝑢 ∗ (

1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑛

Avec : 𝑚 : Nombre d’interventions sur la période d’étude (ici égale à 50)

𝑝 : Période d’intervention en années (1 an dans notre cas)

Remarque : Dans ce cas, nous avons une intervention par année, soit 50 interventions dans la

période de calcul. La dernière intervention a lieu à l’année 50, et par conséquent, 100% de la

valeur ajoutée lors de cette intervention est considéré comme de la valeur résiduelle.

3.1.2 Intérêt du BIM pour le coût global

La méthode présentée ci-dessus ne permet pas d’obtenir une estimation précise du coût global.

En effet, l’utilisation de ratios sur les coûts d’investissements donne des résultats très

approximatifs. Avec le BIM et la maquette numérique, nous avons accès aux quantités exactes

de matériaux et d’équipements présents dans le projet. En estimant le coût annuel de

maintenance par quantité de chaque élément, nous obtiendrons un résultat plus fiable (qui reste

tout de même approximatif à cause de l’évolution des prix dans le temps). Une autre force du

BIM réside dans la mise à jour en temps réel de l’information. Grâce à cela, nous pouvons

recalculer le coût global du projet à tout instant, simplement en modifiant les quantités ou la

nature des matériaux par exemple. Il sera donc possible de voir en temps réel l’impact des

modifications de structure ou des équipements sur le coût global, et ainsi de pouvoir plus

facilement le prendre en compte dans la conception.

3.1.3 Orientation initiale du projet

Nous pouvons définir deux enjeux principaux dans la réalisation de cet outil :

• Gagner de la précision dans le calcul de l’estimation du coût global

• Rendre l’estimation simple d’utilisation, automatique et dynamique (calculs enclenchés

par simple pression d’un bouton dans Revit)

Il vient que parmi les différents composants du coût global, les coûts de maintenance sont ceux

qui présentent une plus grande marge d’amélioration en termes de précision de calcul.

Parmi les opérations de maintenance, les coûts d’entretien et de maintenance préventive

semblent les plus simples à modéliser. De plus, les coûts de renouvellements sont facilement

modélisables en connaissant les paramètres coût et durée de vie de chaque élément.

Nous sommes à l’heure actuelle deux stagiaires, étudiants en génie civil, à travailler sur ce

projet. Un troisième stagiaire spécialisé dans le développement de logiciels informatiques nous


fournit des conseils quant à l’aspect développement informatique du projet. Les livrables

attendus par l’entreprise dans le cadre de ce projet sont :

• Un prototype de l’outil, fonctionnel et proprement développé, de manière à être

facilement implémenté de nouvelles fonctionnalités.

• Un document écrit, sorte de « cahier des charges » du projet. Les enjeux du projet seront

expliqués, les choix des méthodes de calcul seront justifiés, et la forme de l’outil sera

décrite. Nous testerons l’outil sur des affaires passées, et comparerons les résultats

obtenus avec l’ancien outil de calcul du coût global. De plus, ce document comprendra

une notice d’utilisation de l’outil. Il est en effet primordial que chaque utilisateur

comprenne le fonctionnement du logiciel afin de pouvoir renseigner correctement les

paramètres des éléments de la maquette. Enfin, nous rédigerons une notice explicative

pour faciliter l’implémentation de nouvelles fonctionnalités dans l’outil.

3.2 Schémas de calcul Pour chaque élément présent dans la maquette Revit que nous voulons prendre en compte dans

l’estimation en coût global, les paramètres généraux suivants sont à renseigner :

• 𝑛 : Période d’étude en années

• 𝑖 : Taux d’inflation

• 𝑎 : Taux nominal d’actualisation

3.2.1 Caractérisation du gros entretien / renouvellement

Paramètres à renseigner pour chaque élément :

• 𝐶𝑢 : Coût unitaire

• 𝑝 : Durée de vie

On commence par déterminer le nombre d’interventions de renouvellement 𝑚 pour un certain

élément dans la période d’étude :

𝑚 = 𝑖𝑛𝑡(𝑛/𝑝) (valeur arrondie à l’entier inférieur)

Avec : 𝑛 : Période d’étude en années

𝑝 : Période d’intervention en années = durée de vie de l’élément

𝑚 : Nombre d’interventions

Calcul du coût global de renouvellement à l’année 𝑛 :

𝐶𝐴(𝑛) = ∑ 𝐶𝑢 ∗ (1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑘∗𝑝

− 𝑉𝑅(𝑛)

𝑚

𝑘=1

Avec : 𝑚 : Nombre d’interventions

𝐶𝑢 : Coût unitaire de l’opération = coût de l’élément à renouveler


𝑎 : Taux nominal d’actualisation

𝑉𝑅(𝑛) : Valeur résiduelle à l’année 𝑛

𝐶𝐴(𝑛) : Coût actualisé sur la période 𝑛

Avec la valeur résiduelle :


𝑉𝑅(𝑛) = (1 −𝑛 − 𝑚 ∗ 𝑝

𝑝) ∗ 𝐶𝑢 ∗ (

1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑛

3.2.2 Caractérisation des coûts d’exploitation

3.2.2.1 Nettoyage des sols


• 𝑆 : Superficie à nettoyer en m² (calculé de base par Revit)

• 𝑇𝑦𝑝𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙 : Moquette, parquet, carrelage, etc…

• 𝐶𝑢 : Coût unitaire en €/m² (dépend du type de sol)

• 𝑓 : Fréquence de nettoyage (nombre d’interventions par an)

On commence par déterminer le nombre d’interventions de renouvellement 𝑚 pour un certain

élément dans la période d’étude :

𝑚 = 𝑓 ∗ 𝑛

Avec : 𝑛 : Période d’étude en années

𝑓 : Fréquence de nettoyage

𝑚 : Nombre d’interventions

Calcul de la période d’intervention :

𝑝 =1

𝑓

Avec : 𝑝 : Période d’intervention en années

𝑓 : Fréquence de nettoyage

Calcul du coût d’une intervention de nettoyage :

𝐶 = 𝐶𝑢 ∗ 𝑆

Avec : 𝐶𝑢 : Coût unitaire en €/m²

𝑆 : Superficie en m²

𝐶 : Coût de l’intervention en €

Calcul du coût global de nettoyage des sols à l’année 𝑛 :

𝐶𝐴(𝑛) = ∑ 𝐶 ∗ (1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑘∗𝑝

− 𝑉𝑅(𝑛)

𝑚

𝑘=1

Avec : 𝑚 : Nombre d’interventions

𝐶 : Coût de l’intervention


𝑎 : Taux nominal d’actualisation

𝑉𝑅(𝑛) : Valeur résiduelle à l’année 𝑛

𝐶𝐴(𝑛) : Coût actualisé sur la période 𝑛

Avec la valeur résiduelle :


𝑉𝑅(𝑛) = (1 −𝑛 − 𝑚 ∗ 𝑝

𝑝) ∗ 𝐶 ∗ (

1 + 𝑖

1 + 𝑎)

𝑛

3.2.3 Caractérisation de la maintenance préventive


• 𝐶𝑢 : Coût unitaire de l’intervention

• 𝑓 : Fréquence de maintenance

Ensuite, le schéma de calcul est identique à celui défini précédemment. A noter qu’il faut

renseigner autant de couple (𝐶𝑢, 𝑓) que de cycles de maintenance en jeu (par exemple :

inspections hebdomadaires, interventions légères mensuelles et interventions lourdes

annuelles).

3.3 Choix de la forme de l’outil L’outil à développer doit être connecté automatiquement avec la maquette numérique. Il

prendra la forme suivante (figure 17) :

3.3.1 Lien avec une base de données Excel

La seule information à renseigner dans Revit sera un code d’identification qui définira la nature

exacte de l’élément. La maquette sera reliée à un tableur Excel, qui attribuera à chaque élément

en fonction de son code, la valeur de tous les paramètres nécessaires au calcul du coût global.

Ainsi, il sera possible pour un utilisateur ne maîtrisant pas Revit de modifier les paramètres des

équipements pris en compte dans les calculs de coûts de maintenance (coût unitaire, durée de

vie, ...).

3.3.2 Calculs dans Revit

Les calculs seront réalisés dans Revit, via un plug-in ou une macro. Dans les deux cas, le

langage de programmation est le C#. Nous commencerons à développer l’outil en tant que

macro, car une interface de développement est incluse de base dans Revit. Par la suite, il sera

facile de transférer le code vers une autre interface de programmation de manière à en faire un

plug-in (qui est visuellement plus convivial).

L’outil que nous développerons agira en deux temps :

Excel

Base de données de prix

(entretien / maintenance)

Revit

Quantités renseignées dans la

maquette numérique

Plug-In

Calculs liés au

coût global

Excel

Visualisation des

résultats numériques et

graphiques

Figure 17 : Schéma de principe de l'outil


• Premièrement, la macro synchronisera la base de données Excel avec la maquette

numérique. Après pression du bouton de lancement, chaque élément défini dans Revit

sera recherché dans le tableau Excel, et les paramètres de l’élément en question seront

retenus en mémoire.

• Ensuite, les calculs seront réalisés, à partir des paramètres des éléments présents dans

Revit, et les résultats seront exportés dans un nouveau tableau Excel.

Après pression du bouton de lancement, une fenêtre apparaîtra pour que l’utilisateur puisse

renseigner certains paramètres liés au calcul du coût global, à savoir :

• La durée de la période d’étude

• Le taux d’inflation

• Le taux d’actualisation

De plus, il sera possible de renseigner les composantes du calcul du coût global qui ne seront

dans l’immédiat pas calculés par le logiciel. Les coûts d’investissements par lots, et les coûts

liés à l’énergie en font partie.

3.3.3 Export des résultats dans un tableur Excel

Les résultats seront exportés sous la forme d’un tableau Excel. Ce dernier comprendra :

• Une feuille de synthèse du calcul du coût global. Les résultats par postes et par lots

seront affichés, ainsi que la somme finale du coût global sur la période donnée. Le poids

des différents lots et des différentes catégories de coûts seront présentés sous la forme

de graphes.

• Une feuille de détail de calcul pour chaque lot, avec les résultats intermédiaires pour

tous les éléments pris en compte dans le calcul.

• Une feuille d’avertissement utilisateur. Cette feuille précisera tous les éléments qui

devraient être pris en compte dans le calcul, mais dont les paramètres sont mal

renseignés dans la maquette. Cela permettra aux utilisateurs de facilement repérer les

oublis dans la modélisation de la maquette numérique, et de les corriger.

3.4 Développement du premier prototype Pour le développement du premier prototype, nous nous intéressons à un poste en particulier,

simple à modéliser, de manière à développer proprement la structure de calcul du coût global.

Nous choisissons de nous concentrer sur l’estimation des coûts d’entretien des sols.

3.4.1 Paramètres pris en compte

Comme présenté dans la partie 3.2.2.1 Nettoyage des sols, les paramètres à renseigner dans

chaque pièce sont les suivants :

• 𝑆 : Superficie à nettoyer en m² (calculé de base par Revit)

• 𝑇𝑦𝑝𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙 : Moquette, parquet, carrelage, etc… (code d’identification)

• 𝐶𝑢 : Coût unitaire en €/m² (dépend du type de sol)

• 𝑓 : Fréquence de nettoyage (nombre d’interventions par an)

En pratique, nous renseignons uniquement le type de sol dans Revit. Les valeurs des autres

paramètres seront ajoutées via le lien avec la base de données Excel. Cette variable correspond

en fait au futur code d’identification qui permettra une homogénéisation des méthodes de calcul.


Pour ce premier prototype, nous n’avons pas encore réalisé cette base de données et la passerelle

correspondante. Nous définissons alors temporairement des valeurs fixes pour ces paramètres,

des valeurs hypothétiques qui seront ajustées par la suite et incluses dans la base de données.

En parallèle, nous développons les bases de calcul propres à un deuxième poste : le

renouvellement des revêtements de sols. Pour cela, nous avons besoin de définir deux

paramètres supplémentaires dans les éléments Pièces de la maquette Revit :

• 𝐶𝑢 : Coût unitaire en €/m²

• 𝑝 : Durée de vie en années

3.4.2 Récupération des paramètres dans la macro

Dans un premier temps, avant de développer la base de données de prix et la passerelle associée,

nous mettons au point les méthodes de calcul en intégrant les données directement dans le code

du programme. La portion de code permettant ceci est disponible en Annexe A : Définition

initiale des données dans la macro.

Cette portion de code permet de récupérer les valeurs des paramètres définies dans Revit (à

savoir le type de sol et la superficie de la pièce, cette dernière étant calculée automatiquement),

et de définir des valeurs fixes pour les autres paramètres, en fonction du type de sol en question.

Par exemple, nous émettons l’hypothèse qu’une moquette est changée tous les 15 ans, et un

carrelage tous les 40 ans (variable dureeDeVie).

3.4.3 Calculs intermédiaires et coût global

La méthode pour calculer le coût global actualisé d’un élément est définie en Annexe A :

Méthode de calcul du coût global actualisé.

Cette méthode sera utilisée pour calculer tous les coûts de maintenance et d’entretien.

3.4.4 Export Excel

Le premier onglet du tableau Excel généré par la macro rappelle les données prises en compte

dans le calcul, et affiche la somme des coûts globaux des différents postes. Le second onglet

retrace les détails de calcul pour chaque pièce du bâtiment, et affiche la liste des pièces non-

renseignées.

Afin de tester le programme, nous utilisons une maquette de base de Revit, dont nous adaptons

la valeur du paramètre Finition du sol de quelques pièces. Sur la capture d’écran suivante

(figure 18), les pièces coloriées en vert ont un revêtement en moquette, et les pièces coloriées

en bleu ont un revêtement en carrelage.


Figure 18 : Plan RDC de la maquette de test pour le premier prototype

Après avoir lancé la macro, le tableau de résultat suivant est généré (figure 19) :

Figure 19 : Onglet "Synthèse coût global" du premier prototype

Le tableau de détail pour le lot Entretien est aussi généré (figure 20) :


Figure 20 : Onglet "Détail entretien" du premier prototype

Les tableaux générés par la macro ont une mise en forme automatique, c’est-à-dire que le

nombre de lignes des tableaux s’adapte automatiquement en fonction du nombre d’éléments

dans la maquette et du nombre de postes à prendre en compte dans le calcul.

3.4.5 Echéancier du coût global

Afin d’illustrer le tableau de valeur, nous incorporons à la feuille de résultat un graphe

représentant l’échéancier des dépenses liées à la maintenance / exploitation de l’ouvrage. Cet

échéancier explicite les valeurs des dépenses pour chaque année. Un échéancier par lot sera

généré, ainsi qu’un échéancier global cumulant tous les lots, et traduisant donc les coûts réels

dépensés chaque année pour la maintenance et l’exploitation de l’ouvrage.

A titre d’exemple, le graphe suivant (figure 21) représente l’échéancier généré par l’outil pour

le lot d’entretien / renouvellement des sols.

On remarque sur l’échéancier ci-dessous les dépenses « constantes » en bleu qui correspondent

aux frais de nettoyage des sols. La légère croissance des coûts dans le temps s’explique par

l’inflation qui a été choisie dans ce cas supérieure à l’actualisation. Les dépenses ponctuelles

en orange correspondent aux frais de renouvellement des sols. Il s’agit ici de la somme des frais

de renouvellement de trois types de sol différents, avec des durées de vie de 10, 15 et 50 ans.

Le coût négatif à la fin de la période d’étude représente le gain lié à la valeur résiduelle des

postes nettoyage et renouvellement (ce dernier étant prépondérant par rapport au poste

nettoyage).


Figure 21 : Exemple d'échéancier généré par l'outil

Nous rajoutons à ce graphe une troisième série de données : le coût d’investissement. Cela

permettra de comparer l’ampleur des coûts différés sur les coûts initiaux. Dans un premier

temps, le coût d’investissement d’un lot sera calculé en fonction des coûts unitaires de tous les

éléments renseignés dans la maquette en termes de coût global. Cependant, on peut penser que

tous les éléments composant un lot n’entrent pas en compte dans le calcul du coût global, ou

sont négligés. Ces éléments-ci ne seront pas renseignés en termes de coût global dans la

maquette, et ne seront pas non plus pris en compte pour le calcul du coût d’investissement du

lot en question. Pour remédier à cela, les valeurs des coûts d’investissement calculés par notre

outil seront modifiables par l’utilisateur, qui préfèrera rentrer les coûts établis par l’économiste

et qui seront sûrement plus exhaustifs que ceux calculés par l’outil de coût global.

La figure suivante (figure 22) présente un autre exemple d’échéancier du coût global, appliqué

à la maquette CVC du projet de construction du nouveau laboratoire L’Oréal à Chevilly-Larue.

Lorsqu’on met en relation les coûts d’investissement avec les coûts de renouvellement et

maintenance, on remarque aisément que sur un certain nombre d’années, l’aspect

maintenance/renouvellement prédomine sur les coûts initiaux.


Figure 22 : Echéancier du lot CVC du projet du laboratoire L'Oréal (phase de test)

3.4.6 Calcul du coût global annualisé

De l’analyse de l’échéancier précédent découle l’idée du calcul du coût global annualisé. En

effet, les dépenses ponctuelles présentes dans l’échéancier ne nous permettent pas d’apprécier

sensiblement les dépenses annuelles de maintenance. Nous choisissons alors de calculer le coût

global annualisé pour chaque lot, à partir de la méthode de calcul explicitée dans la partie 2.3.3

Coût global annualisé.

La méthode présente en Annexe A : Méthode de calcul du coût global annualisé permet de

calculer le coût annualisé.

3.4.7 Développement de la base de données et de la passerelle associée

3.4.7.1 Création de la base de données

La base de données Excel permet d’injecter les paramètres liés à la maintenance des éléments

dans Revit, en pointant sur un code d’identification propre à chaque équipement (figure 23).

Sont renseignés dans le tableau :

• Le lot

• Le type de composant

• Le nom de l’équipement

• Le code d’identification (CG_ID)

• L’unité [u]

• Le prix unitaire [€/u]

• La durée de vie [années]

• Jusqu’à 3 différents cycles de maintenances, chacun caractérisé par :

o Un prix unitaire de maintenance [€/intervention]

o Une fréquence de maintenance [intervention/an]

• Un commentaire / une recommandation si besoin


Figure 23 : Aperçu du tableau database

3.4.8 Développement de la passerelle

Afin de relier ce tableau de données à Revit, j’ai développé une nouvelle classe en C# pour lire

le tableau et ainsi pouvoir utiliser ces données avec les quantités présentes dans la maquette

Revit. Pour chaque élément présent dans la maquette numérique, la macro lit la valeur de son

paramètre « CG_ID », puis trouve la ligne correspondante dans la database. Ensuite, elle stocke

en mémoire les paramètres de calcul renseignés dans la database. Ces paramètres serviront

ensuite au calcul du coût global.

3.5 Généralisation du prototype aux autres lots Jusqu’alors, le prototype ne gérait que le calcul du coût global lié aux revêtements de sol. Ce

lot m’a permis de mettre en place les méthodes de calcul dans l’outil tout en pouvant contrôler

les résultats et vérifier leur cohérence. Une fois les calculs structurés, le tableau de sortie

organisé, et la cohérence des résultats validée, le programme peut être généralisé pour tous les

autres lots.

Pour ce faire, quelques changements ont été apportés dans le cœur du programme de manière à

uniformiser les calculs et à rendre le code plus propre.

En effet, pour les autres composantes du calcul, la méthode reste la même à quelques détails

près : Pour l’estimation des coûts d’entretien des sols, les coûts unitaires étaient définis en €/m²,

nous devions donc multiplier ces valeurs par la surface de la pièce. Pour récupérer cette surface

de pièce, nous faisons appel à un paramètre qui est propre aux éléments de type « pièce ». Or,

pour la plupart des autres lots, les coûts unitaires sont définis en €/unité. De ce fait, la méthode

de calcul des estimations du lot « sol » ainsi que les autres lots dont les coûts unitaires sont

définis en €/m² ou €/ml constituent des cas à part, qui doivent être programmés au cas par cas

pour pointer sur le paramètre géométrique qui nous intéresse. Pour tous les autres, le moteur du

logiciel traite les calculs sans problème en se basant sur les données d’entrée du tableau de base

de données.

3.6 Récupération d’une base de données de coûts unitaires Afin d’avoir accès à une base de données fiable de coûts unitaires de maintenance, nous

sollicitons différents experts dans les domaines de la maintenance et du coût global. Nous

organisons des entretiens avec ces derniers, au cours desquels nous leur présentons notre projet

et nous proposons une collaboration s’ils disposent de données qui nous sont utiles.

3.6.1 Mike Sissung, Gestion Conseil Bâtiment

A présent, pour que le prototype soit entièrement fonctionnel, nous avons besoin d’une base de

données de prix unitaires pour alimenter notre tableur qui est en lien avec la macro. Nous avons


rencontré un spécialiste du coût global, M. Mike Sissung, président de Gestion Conseil

Bâtiment. L’entreprise détient les informations dont nous avons besoin, mais malheureusement

nous n’avons pas débouché sur un accord nous permettant d’exploiter ces données.

Aujourd’hui, nous prenons contact avec d’autres entreprises de facility management dans

l’espoir de mettre la main sur ces données.

3.6.2 Simon Moreau, Bouygues Immobilier

BIM Manager chez Bouygues Immobilier, Simon Moreau tient aussi un blog –

http://bim42.com/ où il partage ses découvertes autour du BIM, et propose de nouvelles

solutions pour optimiser Revit. Simon Moreau a une connaissance approfondie du

développement de plug-ins pour Revit, et s’intéresse de près au concept de coût global. Nous

avons donc décidé de le contacter lors d’une conférence téléphonique afin de discuter de notre

projet, et en espérant qu’il puisse nous orienter vers une base de données de coûts unitaires

fiable. Malheureusement, ce dernier objectif n’a pas été atteint, mais Simon Moreau nous a fait

part de conseils profitables sur le développement d’outils liés au BIM.

3.6.3 Marc Girardot, Best Energies

Marc Girardot est directeur adjoint de Best Energies, entreprise d’ingénierie spécialisée dans

les systèmes techniques des patrimoines immobiliers, basée à Montreuil. Marc Girardot a pu

nous fournir un tableur regroupant les temps d’intervention pour les contrôles réglementaires

de chaque type d’installation de génie climatique. Ces interventions sont relatives au poste de

facturation P2.

En effet, dans un contrat de maintenance, les postes de facturation varient selon les prestations :

• Poste P1 : Fourniture d’énergie ou de combustible

• Poste P2 : Maintenance et petit entretien

• Poste P3 : Renouvellement du matériel (gros entretien)

• Poste P4 : Financement de gros travaux de rénovation

Une fois les données reçues (en h/an) multipliées par un tarif horaire, nous obtiendrons des

valeurs en €/an. Les données ainsi obtenues ne correspondant pas totalement au format de

donnée initialement utilisé dans l’outil de calcul (en €/intervention), mais restent tout de même

exploitables.

De surcroît, notre échange avec M. Girardot nous a permis de prendre conscience de l’existence

de facteurs importants à prendre en compte dans le calcul du coût global. A savoir, l’application

d’un coefficient de pondération en fonction de la qualité de l’installation, de l’environnement,

et de l’occupation du bâtiment.

3.7 Réalisation de l’interface graphique Jusqu’à présent, les paramètres généraux de l’étude en coût global étaient fixés dans le code de

la macro. Il convient maintenant de créer une interface graphique (figure 24) où l’utilisateur

peut renseigner lui-même ces paramètres, à savoir :

• La durée de la période d’étude (en années)

• Le taux d’actualisation (en %)

• Le taux d’inflation (en %)

http://bim42.com/


Figure 24 : Aperçu de l'interface de l'outil



4 Tests et optimisation de l’outil

4.1 Essais sur projet concret – Laboratoire L6 L’Oréal

4.1.1 Présentation du projet Laboratoire L6

Le futur laboratoire L6 (figure 25) est un bâtiment R+3 avec un niveau de sous-sol destiné à la

Recherche Internationale de L’Oréal. Le programme fonctionnel comprend :

• Des laboratoires composés d’espaces d’expérimentation

• Des espaces tertiaires (y compris salles de réunion)

• Des locaux supports laboratoires (laveries, étuves, stocks, etc.)

• Des locaux supports techniques (locaux courants forts, courants faibles, chauffage,

ventilation, …) en sous-sol

• Une liaison aérienne close aux 1er, 2e et 3e

étages et une galerie souterraine avec le

bâtiment L4 en sous-sol

• Un puits canadien de 25 000 m3/h

L’effectif prévisionnel hébergé dans le bâtiment est de 140 personnes environ.

Les besoins actuels de L’Oréal sont évalués à 4600 m² environ de surface utile locative brute

(SUBL) hors galerie de liaison, mais le bâtiment aura une capacité à terme de 6.000 m² SUBL

toujours hors galerie.

Figure 25 : Maquette numérique du laboratoire L6 de LOréal [COLSON Architecte, 2016]

4.1.2 Renseignement de la maquette et de la database

Notre base de données étant à l’heure actuelle non exhaustive, nous nous concentrons sur les

éléments déjà renseignés dans cette dernière. Nous renseignons les identifiants relatifs au coût

global dans les éléments de la maquette concordant avec notre base de données. Nous

effectuons ces opérations pour les maquettes CVC et architecture du projet L’Oréal.

4.1.3 Analyse des résultats

Les résultats de l’étude en coût global sont disponibles en Annexe B : Tableaux de sortie du

nouvel outil de calcul en coût global. Afin de vérifier la cohérence de ces résultats, nous

souhaitons comparer nos valeurs calculées avec des chiffres concrets de retour d’expérience

d’exploitation. Il se trouve que L’Oréal a construit un laboratoire similaire il y a plusieurs

années. Si nous pouvons avoir accès aux dépenses de L’Oréal liées à l’exploitation de ce

laboratoire, nous pourrons mettre en relation ces chiffres concrets avec nos résultats.


Malheureusement, après avoir contacté L’Oréal à ce sujet, nous nous sommes trouvés dans

l’impossibilité de récupérer ces informations.

4.2 Optimisation de l’outil

4.2.1 Bilan de performances

En testant la macro avec un millier d’éléments à traiter, les calculs et l’écriture des résultats

prenaient environ 5 minutes. En collaboration avec le stagiaire ingénieur en informatique, nous

avons pu gagner 40 % de temps d’exécution en optimisant certaines étapes.

Afin de pouvoir mesurer l’efficacité des différentes phases de la simulation, une fenêtre de bilan

de simulation a été développée. Elle résume les durées des 3 principales étapes lors d’une

simulation en coût global, à savoir :

• La phase d’importation : Ouverture du tableur database, synchronisation avec les

quantités définies dans Revit, stockage en mémoire des données brutes relatives au

calcul en coût global, fermeture du tableur database

• La phase de calcul : Application des formules de calcul sur les données en mémoire

pour générer l’ensemble des résultats et résultats intermédiaires.

• La phase d’exportation : Création d’un tableur Excel, écriture des résultats dans

plusieurs onglets sous la forme de tableaux détaillés, mise en forme.

Testons les performances de calcul avec une maquette existante. Pour environ 2700 éléments

pris en compte dans la maquette (figure 26), nous obtenons les durées d’exécution suivantes :

Figure 26 : Aperçu de la fenêtre de bilan de performances

Nous remarquons que les calculs se font très rapidement (moins d’une seconde).

La phase d’import dure 8 secondes, ce temps est principalement dû à la nécessité de lancer le

programme Excel et de le fermer pendant cette phase. Les opérations réalisées une fois le

tableur database ouvert sont très rapides.

La phase d’export est quant à elle majoritaire en termes de durée (28 secondes). Cela est dû au

fait que les résultats sont très détaillés dans le tableur de résultat. En effet, en plus d’une page

de synthèse, les onglets de détails par lot sont constitués d’une ligne de résultat par élément


renseigné dans la maquette. Dans cet exemple, il y a donc plus de 2700 lignes de tableau à

générer, en plus d’une demi-douzaine de graphes, et une mise en forme à appliquer.

Cette analyse remet en question la forme du tableur de résultat. Est-il nécessaire de détailler les

résultats pour chaque élément ?

4.2.2 Méthode de calcul par type d’élément

Au vu du nombre très élevé d’éléments dans la maquette CVC du projet L’Oréal (plus de 6000),

l’idée de développer une nouvelle méthode de calcul s’est avérée nécessaire. En effet, outre le

fait que le programme nécessite une soixantaine de secondes pour sortir les résultats, le tableau

du lot CVC comporte plus de 6000 lignes de résultats intermédiaires (autant que d’éléments

renseignés présents dans la maquette). En soi, une portion de canalisation, une portion de gaine,

et un simple robinet constituent chacun un élément au sens de Revit. Il serait plus pertinent de

raisonner dans ce cas par type d’éléments, et d’afficher les résultats intermédiaires en sommant

les éléments composant chaque type d’élément.

De manière à réaliser ceci, j’ai développé une nouvelle méthode d’organisation de la donnée

dans le programme qui permet de ranger chaque élément parcouru dans la maquette dans une

catégorie (type d’élément), et ainsi de générer un tableau de résultat plus synthétique.

Observons et comparons les temps d’exécution en entre la méthode de calcul par éléments

(figure 27 gauche), et la méthode par type d’élément (figure 27 droite) avec la maquette CVC

du projet l’Oréal.

Figure 27 : Comparaison du bilan de performance avec nouvelle/ancienne méthode de calcul

Pour les phases d’import et de calcul, la nouvelle méthode permet d’économiser quelques

secondes. Pour la phase d’export des résultats, cette différence se fait clairement plus

ressentir, avec un gain d’environ 25 secondes. Au total, 30 secondes sont gagnées avec la

nouvelle méthode, soit 47% du temps initial.

Les résultats sont exportés d’une manière plus lisible et synthétique (figure 27).

Calcul par type d’élément Calcul par élément


Figure 28 : Extrait du tableau de résultats avec nouvelle méthode de calcul par type d'élément

L’ajout d’une colonne « Quantité » dans le tableau permet de sommer les quantités des éléments

similaires, que les unités soient en pièces, en ml, ou en m². Le tableau passe alors de 6400 lignes

à 30 lignes.

Afin que l’utilisateur puisse choisir la méthode calcul à appliquer par le programme, nous

implémentons l’interface initiale avec deux boutons permettant de choisir notre préférence entre

« Détail par type d’élément » et « Détail par élément » (figure 29).

Figure 29 : Interface optimisée de l'outil

Dans un autre contexte, nous avons ajouté un bouton permettant de choisir le fichier database

à utiliser pour les calculs. Auparavant, un fichier précis était utilisé selon un nom de fichier

prédéfini et un emplacement dans le même dossier que le fichier Revit en question.


4.2.3 Finalité de l’outil

A l’heure de la fin du stage, le prototype que nous avons développé est fonctionnel, mais l’outil

ne permet pas aujourd’hui de réaliser des simulations en coût global exhaustives.

En effet, le moteur du logiciel est proprement construit, les méthodes de calcul sont rigoureuses,

et ces formules de calcul sont reliées à une base de données qui est évolutive. Le principal

problème que nous avons rencontré lors de ce stage est lié à cette base de données. Il est très

compliqué de s’approprier une base de données de coûts unitaires complète. Pour composer

notre database actuelle, nous nous sommes principalement basés sur l’ouvrage de J. Albano, «

La maintenance des bâtiments en 250 fiches pratiques » datant de 2005, qui est une réédition

du « Guide de maintenance des bâtiments » de Jean Perret, datant lui de 1995. Les informations

contenues dans ces ouvrages sont souvent incomplètes et d’une fiabilité incertaine (évolution

des prix dans le temps).

De ce fait, ma collègue stagiaire et moi-même avons recherché des données supplémentaires de

différentes manières : par internet et par échanges avec des professionnels. Ainsi, nous avons

pu récupérer des données sur des installations de génie climatique.

La constitution d’une base de données fiable et complète de prix unitaires relève d’une très

importante quantité de travail.

La finalisation de notre outil est totalement dépendante du développement de cette base de

données, et la qualité de l’outil sera directement liée à la fiabilité de cette dernière.

4.2.4 Optiques d’amélioration

4.2.4.1 Gérer les maquettes en lien

Afin de coordonner les maquettes des différents intervenants, Edeis constitue une maquette

synthèse, à laquelle celles-ci sont liées. Cependant, les fonctions utilisées dans la macro ne

permettent pas de prendre ne compte les maquettes en lien par rapport au modèle central. Et

pour cause, nous sommes à l’heure actuelle contraint de lancer la macro indépendamment sur

toutes les maquettes constituant le projet. Il pourrait être intéressant que le programme cherche

par lui-même les maquettes en lien par rapport à une maquette synthèse regroupant tous les

corps d’état. Une telle fonctionnalité est néanmoins fastidieuse à développer.

4.2.4.2 Inclure les coûts liés aux consommations en énergies et en eau

Pour rappel, la formule rigoureuse du coût calcul de coût global est la suivante :

Coût global = Investissement + Exploitation + Maintenance – Valeur résiduelle

Les coûts d’exploitation n’ont pour lors pas été pris en compte dans le coût global. Ils se

définissent de la sorte :

• Coûts d’exploitation technique : consommations d’énergie et autres fluides (eau, gaz,

fioul, etc.). Ces coûts peuvent être rajoutés à l’estimation en coût global en se basant sur

les méthodes de calcul actuelles.

• Coûts d’exploitation fonctionnelle : dépenses liées au fonctionnement de l’immeuble en

tant que support d’une activité définie (maison de retraite, collège, musée…), à savoir

le personnel fonctionnel, les services fonctionnels (accueil, standard, gardiennage,

hygiène et propreté, etc.), ou autres consommables fonctionnels. Ces coûts


d’exploitation fonctionnelle sont complexes à intégrer dans notre estimation en coût

global, ils constituent un travail à part entière.

4.2.4.3 Revoir le format des tableaux de résultats pour faciliter l’impression papier

Les dimensions des tableaux de résultats sont aujourd’hui adaptées pour la lecture sur moniteur.

Il serait intéressant de proposer des tableaux qui soient adaptés à l’impression papier au format

A4 ou A3. Pour cela, la largeur des colonnes devra être automatiquement adaptée, et certaines

devront peut-être être masquées.


5 Participation aux affaires

5.1 Hôtel des Capucines (Paris)

5.1.1 Un ouvrage aux caractéristiques particulières

Le projet consiste en la réhabilitation lourde d’un bâtiment parisien en hôtel 5 étoiles (figure

30). L’ouvrage est situé à l’angle du boulevard des Capucines et de la rue Daunou, proche de

l’Opéra Garnier. La spécificité de ce projet réside dans le fait qu’il s’agit en réalité de trois

bâtiments distincts, qui présentent des hauteurs sous-dalle différentes. Certaines parties de

l’ouvrage ont des hauteurs sous-dalle très faibles et c’est un véritable challenge de placer un

plénum afin de garantir les hauteurs sous-plafond préconisées par l’architecte pour le confort

des usagers. Beaucoup de planchers seront par ailleurs démolis dans le cadre de la

restructuration du bâtiment.

Figure 30 : Rendu 3D de la maquette BIM de l'Hôtel des Capucines [B&B Architectes]

De plus, la différenciation du projet en 3 bâtiments implique une définition des étages différente

selon les zones du projet. De ce fait, certains étages sont inexistants dans certaines parties de

l’ouvrage :

• L’étage 4 est inexistant dans la zone Daunou.

• Le premier étage est inexistant dans la zone Cognacq-Jay.

• Les premier et sixième étages sont inexistants dans la zone Historique.

La figure suivante (figure 31) présente un plan d’étage type et la différenciation des différentes

zones de l’ouvrage.


Figure 31 : Répartition des étages par zone

5.1.2 Comparaison des plans géomètre et architecte

Le géomètre a réalisé des relevés de hauteur sous-plafond, a dessiné des plans DWG avec

Autocad pour chaque étage, puis a importé ces plans dans Revit pour ainsi modéliser la

maquette Revit de l’existant. Suite à cela, un travail d’analyse comparative entre les maquettes

architecte et géomètre s’avérait nécessaire. Le plus important est de vérifier la correspondance

des hauteurs sous-dalles réelles avec celles préconisées par l’architecte. Mon collègue Lyes

SADDOK, développeur BIM, et moi-même avons réalisé cette tâche, en relevant au passage

les quelques incohérences présentes entre les valeurs de certains relevés et leur représentation

physique dans la maquette. Une fois remontées au géomètre, ces incohérences ont mis en avant

la présence de sous-poutres dans le bâtiment qui n’était pas modélisées dans la maquette.

5.1.3 Sortie de plans et quantitatifs

Dans le cadre de ma prise en main de Revit, le projet de l’hôtel des Capucines m’a permis de

me familiariser avec la création de présentations et l’extraction de plans dans Revit. Nos

réflexions avec le directeur du projet par rapport aux spécificités de l’ouvrage ont débouché sur

une nouvelle dénomination des étages et une nouvelle numérotation des chambres. La

communication de ces modifications dans le projet passe par la diffusion de plans qui mettent

en avant et justifient ces modifications. Ainsi, j’ai sorti plusieurs plans de zoning et de

numérotation après avoir réalisé les changements nécessaires dans la maquette numérique.

En collaboration avec l’économiste en charge de ce projet, j’ai extrait différentes quantités

depuis la maquette Revit dans un document Excel, avec entre autres les quantités de

menuiseries, les ml de cloisons, les surfaces des chambres de l’hôtel… Ces quantités sont

obtenues rapidement avec Revit et permettent à l’économiste de réaliser un gain de temps

considérable.


5.2 Hôpital de Lariboisière (Paris) Pour le projet de l’hôpital de Lariboisière, les agences d’Illkirch et d’Ivry-sur-Seine travaillent

en collaboration. Dans l’optique d’optimiser cette collaboration et de travailler plus

efficacement, nous souhaitons créer une bibliothèque de familles Revit pour le lot électricité et

les fluides. Celle-ci permettra aux modeleurs BIM de partir sur une base commune de familles,

et de faciliter l’accès à ces dernières.

Cette bibliothèque est produite via Revit, puis sera exportée en fichier .dwfx pour lecture seule.

Ce type de fichier a l’avantage d’être plus léger qu’un fichier Revit .rvt, et d’être consultable

via un Viewer gratuit, ou même depuis un navigateur web.

La bibliothèque (figure 32) énumère les différents types de familles en précisant pour chacun :

• La représentation graphique : vue en plan, vue en élévation, et perspective

• La dénomination des éléments : famille et type

• Plusieurs paramètres d’identification, qui seront renseignés par la suite

Figure 32 : Extrait de la bibliothèque des familles de dispositifs d'éclairage

Le nombre total d’éléments à insérer étant très élevé (plusieurs milliers), j’ai profité de mon

expérience acquise en programmation pour développer une macro pour Revit qui génère la

majeure partie du tableau automatiquement. Une fois les fichiers .rfa des familles à présenter

le tableau chargées, la macro permet d’insérer instantanément tous les types de familles dans la

bibliothèque en générant les vues en plan, en élévation, et en perspective, automatiquement.

Avec une durée de développement de quelques heures, la rentabilité de la macro est évidente.

5.3 Collège Maurice Utrillo (Paris) Lors de la phase APD de l’extension du collège Maurice Utrillo à Paris, une étude en coût

global à 30 ans a été exigée. J’ai réalisé cette étude en utilisant l’outil actuel de l’entreprise (voir

3.1.1 Outil actuel utilisé par l’entreprise). En me basant sur les données de coûts unitaires de

l’ouvrage « Guide de maintenance des bâtiments » de Jean Perret, j’ai renseigné les postes les

plus significatifs dans le tableur Excel, de pair avec les coûts d’investissement avancés par

l’économiste. Les résultats de cette étude sont présentés en Annexe C : Etude en coût global du

collège Maurice Utrillo (avec l’outil actuel de l’entreprise).


5.4 Laboratoire L’Oréal (Chevilly-Larue) et Kit BIM Exploitation

5.4.1 Présentation du projet

Voir 4.1.1 Présentation du projet Laboratoire L6

5.4.2 Présentation du KIT BIM Exploitation de la FEDENE

La FEDENE (Fédération des services énergie environnement) a récemment développé un KIT

BIM Exploitation. Dans son communiqué de presse du 13 septembre 2016, la FEDENE justifie

son projet pour les raisons suivantes : « La phase d'exploitation est la plus longue dans la vie

d'un bâtiment et représente plus de 75% du coût global. Poursuivre avec le BIM dans cette

phase est logique : les premières expérimentations démontrent les bénéfices créés par des

standards élevés de qualité de service et des nouveaux usages à valeur ajoutée pour les clients,

assurant ainsi le retour sur investissements que le maître d’ouvrage aura consentis sur le

BIM. »

Le KIT BIM Exploitation a pour objectif de faciliter la continuité de la maquette numérique

BIM dans l’exploitation de l’ouvrage. Pour cela, la FEDENE préconise de renseigner le plus

complètement possible les équipements nécessitant un entretien régulier lors de la phase

d’exploitation. De cette manière, les différents intervenants auront un accès facilité aux données

qui les intéressent pour la maintenance de l’ouvrage.

Le KIT BIM Exploitation se présente sous la forme d’un tableau Excel composé de :

• Un premier onglet de synthèse présente la globalité des paramètres à renseigner en face

des différents éléments BIM (correspondant à des équipements, ou accessoires à

entretenir) à renseigner.

• Un onglet pour chaque élément BIM avec des informations supplémentaires sur

l’élément, et explicitant les paramètres à y affecter, accompagnés de leur unité, format,

source de l’information et la personne qui se doit de renseigner le dit paramètre. Un

exemple est présenté en Annexe D : KIT BIM Exploitation de la FEDENE.

5.4.3 Travail réalisé

Afin de mettre en pratique ce KIT BIM, nous devons réaliser les gabarits nomenclatures à

transmettre aux différents intervenants dans le cadre de l’exploitation future du Laboratoire L6

de L’Oréal. Ces gabarits présentent les paramètres que les différentes entreprises devront

renseigner, selon la procédure préconisée par la FEDENE.

A l’aide d’une macro, j’ai pu exporter rapidement l’ensemble de ces nomenclatures Revit dans

Excel. La procédure pour exporter manuellement une nomenclature Revit vers Excel étant

plutôt fastidieuse, le gain de temps a été considérable.

5.5 Aréna de Chartres Dans le cadre du rendu de la phase PRO2 de la construction de l’Aréna de Chartres, j’ai

participé à la production de plusieurs plans du lot CVC :

• Synoptique de désenfumage : Modification de la dernière version du principe de

désenfumage sous Autocad selon les préconisations du chef de projet.

• Plan de zoning de désenfumage : A partir des plans DWG importés dans Revit, j’ai

réalisé un zoning séparant les différents locaux indépendants de désenfumage, avec


représentation des terminaux d’extraction d’air (figure 33). Après impression, ces plans

ont été transmis au SDIS (Service Départemental d'Incendie et de Secours).

Figure 33 : Aréna de Chartres, plan de désenfumage du niveau R+1

5.6 Concours Surélévation de la Régie de Paris Habitat (Paris) Ce projet consiste en la création d’environ 37 logements par surélévation en filière sèche en

R+6 de la Régie de Paris Habitat OPH dans le 5ème arrondissement de Paris. Le bâtiment

existant s’élève au R+1, et la surélévation se fera en milieu occupé.

Sous la direction de Lionel ALLARD, directeur technique, 4 stagiaires étudiants en génie civil,

dont moi-même, ont été affectés au projet afin de produire les différentes pièces écrites et

graphiques pour répondre au concours.

5.6.1 Présentation du projet

5.6.1.1 Déroulement de l’opération

• Désamiantage et démolition du R+1 de la Régie (bureaux)

• Reconstruction du R+1 (bureaux plus grands)

• Surélévation jusqu’au R+6 pour un objectif d’environ 37 logements

• Végétalisation de la terrasse au R+1

5.6.1.2 Description de la parcelle

• Le projet s’inscrit dans un groupe de 370 logements, situé entre les rues Censier,

Santeuil, du Fer à moulin et Geoffroy Saint Hilaire, à Paris 5ème (figure 34).


• Paris Habitat est propriétaire du groupe depuis 1961.

Figure 34 : Localisation de la parcelle [Google Maps]

5.6.1.3 Description de la Régie

• Poste de commandement et la base logistique de l’activité de la Régie de Paris

Habitat, soit plus de 200 ouvriers qui interviennent sur les 6 directions territoriales

• Ils participent à l’entretien de l’ensemble du patrimoine et des espaces verts de Paris

Habitat.

• Les postes de travail, de l’encadrement, de la gestion et de l’administration (soit

environ 35 postes de travail au R+1 du bâtiment), le magasin central ainsi que les

ateliers de menuiserie, serrurerie, vitrerie et mécanique y sont implantés. Total de

50 salariés sur place.

• Un restaurant social géré par l’association « Aurore », (ouvert aux adultes

handicapés psychiques stabilisés), est accolé au RDC de la Régie, et possède des

skydômes, ainsi qu’une extraction donnant sur sa terrasse.

5.6.2 Travail réalisé

Ce projet témoigne d’une forte complexité technique. En effet, le contexte de la construction

(milieu occupé), et la nécessité d’une reprise en sous-œuvre font de cette opération un véritable

challenge sur les plans structurels et méthodes constructives.

Nous disposions d’environ 4 semaines de travail jusqu’à la date de rendu interne à l’architecte.

Je me suis occupé principalement de la réalisation de la maquette Revit, comprenant les

disciplines d’architecture, de structure, et de plomberie/CVC, et de certains aspects de l’étude

de structure.

L’étude structurelle nous a amené à choisir le matériau bois pour les logements en surélévation ;

choix motivé par la légèreté, la rapidité de mise en œuvre, et l’aspect écologique de ce matériau.

L’étage R+1 constituera un étage de transfert des charges et sera réalisé en métal (treilis

métallique).

A l’heure de la fin de mon stage, le concours n’étant pas clôturé, il m’est impossible de diffuser

les solutions techniques précises que nous avons apportées pour mener à bien le projet, sous

réserve de confidentialité. Je ne peux donc pas apporter de détails supplémentaires sur le projet.


5.7 Tâches diverses autour du BIM

5.7.1 Problème de niveaux de référence dans Revit

5.7.1.1 Enoncé du problème

Dans Revit, tous les éléments créés sont reliés à un niveau donné de la maquette (correspondant

à l’étage courant). Lorsque nous déplaçons un niveau (c’est-à-dire que nous changeons

l’élévation de ce dernier), tous les éléments reliés à ce niveau se déplacent avec. Ceci est

cohérent pour les éléments de type mobilier qui reposent sur le sol de l’étage courant.

Cependant, pour les éléments de type luminaire qui sont accrochés au plafond, ou les

canalisations contenues dans le sous-plafond, nous ne souhaitons pas que ces éléments suivent

le déplacement de leur plancher bas.

Afin de résoudre ce problème, nous souhaitons développer une méthode permettant de :

• Affecter un nouveau niveau à tous les éléments appartenant à un niveau donné. Tous les

éléments liés au niveau initial seront liés au nouveau niveau, et leur altimétrie changera

en conséquence.

• Repositionner correctement les éléments de types canalisation et gaine, étant liés dans

le logiciel à leur plancher bas, dépendent en réalité de leur plancher haut.

5.7.1.2 Développement de la solution

Pour ce faire, nous utilisons Dynamo, un plug-in open-source pour Revit développé par

Autodesk. Dynamo permet d’automatiser des tâches redondantes à l’aide d’une interface de

programmation visuelle. Dynamo est plus simple d’utilisation que l’API de Revit et ne nécessite

pas de connaissances en langage de programmation C#. Pour la réalisation de petits outils tels

que celui-ci, l’utilisation de Dynamo est donc préférable.

Un programme Dynamo se présente sous la forme de nœuds qui réalisent des actions ou qui

stockent des données. Ces nœuds sont reliés entre eux par l’intermédiaire de branches. La figure

suivante (figure 35) présente un morceau du programme que j’ai développé (figure 36). Cette

partie du programme permet d’affecter une nouvelle valeur au paramètre « Décalage » des

éléments.


Figure 35 : Aperçu d'une partie du programme Dynamo

Figure 36 : Vision d'ensemble du programme Dynamo finalisé

L’avantage de Dynamo est la possibilité de créer des nœuds personnalisés réutilisables. Le

programme représenté ci-dessus peut alors se réduire en un simple nœud, caractérisé par des

données d’entrée et de sortie. Ce nœud peut être utilisé par la suite dans nos autres programmes

Dynamo et peut être partagé avec la communauté d’utilisateurs de Revit.

La figure suivante (figure 37) présente le nœud du programme finalisé. Ce nœud effectue toutes

les tâches définies dans le programme. Il requiert en entrée 5 paramètres :

• La (ou les) catégorie(s) à prendre en compte

• La (ou les) famille(s) à prendre en compte (optionnel)

• Le (ou les) type(s) de famille à prendre en compte (optionnel)

• Le niveau initial

• Le niveau final


Figure 37 : Nœud Dynamo finalisé

Le programme commence par reconnaître tous les éléments de la catégorie sélectionnée (nous

pouvons en sélectionner plusieurs à la fois si besoin). Si les paramètres d’entrée « Famille » ou

« Type » sont renseignés, le programme n’agira que sur les familles et types concernés. Sinon,

le programme agira sur tous les éléments de la catégorie. Pour tous ces éléments, ceux étant

référenciés par rapport au « niveau initial » se voient à présent référenciés par rapport au

« niveau final ». Le programme fait en sorte d’appliquer un décalage supplémentaire en

élévation à ces éléments de manière à ce qu’ils ne se déplacent pas avec le changement de

niveau de référence.

Ce programme permet donc de résoudre le problème initial de niveau de référence dans Revit.

5.7.2 Génération d’un zoning 3D dans Revit

5.7.2.1 Enoncé du problème

Une des fonctionnalités de base de Revit permet de générer un zoning en plan (2D) des

différents espaces ou pièces de la maquette. On peut ainsi colorier automatiquement chaque

pièce selon un paramètre donné (numéro de la pièce, fonction, hauteur sous plafond, surface…)

et générer automatiquement la légende appropriée. Cependant, Revit ne permet pas de se

représenter ce zoning en 3 dimensions. Cela peut être intéressant pour mettre en avant certains

détails entre différents étages. Plusieurs ingénieurs chez Edeis ont déjà soulevé cette

problématique, une représentation en zoning 3D pouvant se révéler pratique pour présenter

certains rendus au maître d’ouvrage.

Afin d’apporter une solution à cette problématique, ma collègue stagiaire et moi-même tentons

de développer un programme Dynamo qui répond à ces attentes.

5.7.2.2 Développement de la solution

Le nœud Dynamo que nous développons demande en entrée le nom du paramètre qui

caractérisera le zoning à réaliser. Selon ce paramètre, une échelle de couleurs sera réalisée selon

les différentes valeurs qu’il peut avoir. En parallèle, on extrait la géométrie des pièces de la

maquette et on l’importe dans une nouvelle vue en y appliquant l’échelle de couleur

précédemment définie. La figure suivante (figure 38) présente un exemple de résultat sur une

maquette simple, pour un zoning fonction du type de revêtement de sol.


Figure 38 : Résultat du programme de génération de zoning 3D

Afin de rendre cet outil totalement fonctionnel, il reste à générer automatiquement la légende

adaptée à ce zoning.

5.7.3 Retour d’expérience BIM du projet de la tour Alto

5.7.3.1 Présentation et organisation de la journée REX BIM

A l’occasion de la finalisation de la phase PRO de la Tour Alto à La Défense (figure 39), projet

totalisant 51 000 m² de SHON (Surface Hors-Œuvre Nette), une journée a été consacrée au

retour d’expérience BIM de ce projet. Pour cette phase, Edeis était chargé de l’étude du lot

électricité, et le travail se faisait en BIM. Ce retour d’expérience a été l’occasion de retracer

l’avancée du projet, de soulever les problèmes qui ont été rencontrés et d’apporter une réflexion

dans le but de ne plus rencontrer de problèmes similaires dans le futur. Une équipe de 8

personnes dont je faisais partie, comprenant ingénieurs ayant travaillé sur le projet et BIM

managers s’est donc réunie une journée complète pour développer des solutions vis-à-vis du

BIM.


Figure 39 : Maquette 3D de la Tour Alto [Edeis et al., 2017]

5.7.3.2 Réalisation d’une maquette gabarit électricité

La première problématique soulevée fait état d’un problème dans l’arborescence des familles

des équipements électriques dans nos maquettes Revit. Aujourd’hui, les projets en électricité

démarrent avec une maquette sans famille ni gabarit opérationnel. Les familles déjà existantes

sont reprises, ces mêmes familles présentant des lacunes vis-à-vis du renseignement de leurs

paramètres. Par ailleurs, la classification des postes est confuse.

Pour remédier à ces difficultés, il a été proposé de produire une maquette gabarit de démarrage

pour le lot électricité, qui comprend les familles de base couramment utilisées en électricité,

lesquelles seront rigoureusement renseignées. Une classification selon les CFA/CFO, items et

postes sera mise en place, ainsi qu’une charte graphique BIM complète pour plus de cohérence.

5.7.3.3 Automatisation partielle du process de sortie des plans

Actuellement, la création d’un carnet de coupes dans Revit est assez fastidieuse. Après avoir

créé les coupes voulues, plusieurs étapes restent à faire avant de pouvoir imprimer le carnet :

• Créer les feuilles unes par unes

• Choisir le cartouche approprié

• Glisser les vues une par une dans les feuilles

• Centrer les vues manuellement

• Renommer, renuméroter les feuilles

• Lancer l’impression

Toutes ces tâches sont redondantes et engendrent des pertes de temps d’autant plus

conséquentes que le carnet de coupes à créer est volumineux. Elles peuvent être automatisées à

l’aide d’une macro. Grâce à l’expérience que j’ai acquise lors du développement de l’outil de


calcul du coût global, j’ai pu proposer un prototype de macro pour l’automatisation de ces

tâches. A la fin de la journée, je proposais une macro fonctionnelle qui automatise les tâches de

la création des feuilles jusqu’au renommage de ces dernières.

Quelques semaines après ce retour d’expérience, j’ai repris ce projet et l’ai finalisé (figure 40).

Figure 40 : Interface du plugin de création de feuilles à partir d'un ensemble de vues

Le plug-in permet de sélectionner un ensemble de vues dans l’arborescence de Revit, puis de

choisir le cartouche à appliquer à ces vues.

Les paramètres de décalage en X ou Y permettent d’adapter la position d’insertion des vues

dans les feuilles. De base, le plug-in insère les vues de manière centrée dans les feuilles,

moyennant les dimensions du cartouche choisi. Il arrive cependant que certains cartouches

soient mal paramétrés au niveau de leur point d’insertion. L’ajout d’une valeur de décalage

horizontal ou vertical permet de pallier manuellement ces éventualités.

5.7.3.4 Réflexion sur les échelles d’annotation

Dans Revit, les annotations ont une taille constante, quelle que soit l’échelle des plans. Cela a

pour avantage de conserver une police de texte lisible pour toutes les échelles utilisées dans les

présentations. Cependant, cette logique atteint ses limites lorsque l’échelle de la présentation

diminue, car les annotations (dont la taille augmente relativement aux éléments de la

présentation) peuvent commencer à se chevaucher. A l’inverse, si ou augmente l’échelle de la

présentation, les annotations paraissent plus petites relativement aux éléments de la présentation

et le plan peut paraître vide.

Nous souhaitons proposer une solution qui permette aux modeleurs d’adapter aisément leur

échelle d’annotation avec l’échelle de présentation, tout en garantissant la lisibilité du texte et

le non-chevauchement des annotations.

5.7.4 Retour d’expérience BIM du projet du dépôt de bus d’Amiens

5.7.4.1 Présentation et organisation de la deuxième journée REX BIM

Pour clôturer la phase PRO de la conception du dépôt de bus d’Amiens (figure 41) où Edeis

s’occupe de tous les lots techniques, une nouvelle journée de retour d’expérience BIM a été


organisée. Cette journée s’est déroulée de manière similaire au REX BIM précédent décrit plus

haut.

Le chef du projet, Alfred PARI, nous a transmis quelques difficultés rencontrées autour du BIM

lors de cette phase PRO. Nous avons ensuite débattu ensemble pour sélectionner 3 différents

sujets que nous traiterons en petits groupes. Les 3 sujets choisis sont les suivants :

• Charte graphique

• Méthodologie présynthèse

• Interface entre les différentes maquettes de calcul

Figure 41 : Rendu perspective de la maquette du dépôt de bus d'Amiens [L'Heudé et L'Heudé, 2015]

Le premier sujet, étant celui auquel j’ai participé, est présenté ci-dessous.

5.7.4.2 Instauration d’une charte graphique

Afin d’améliorer la qualité des rendus graphiques, il est venu l’idée d’instaurer une charte

graphique au sein de l’entreprise. Elle permettra d’assurer la cohérence des plans selon des

normes graphiques à définir, et donc de faciliter la collaboration entre

ingénieurs/projeteurs/modeleurs. Une bonne charte graphique impliquera par ailleurs une

meilleure lisibilité des plans.

Au cours de cette journée REX BIM, nous avons développé un mode opératoire pour la création

et le déploiement d’une telle charte graphique. Il reprend les grandes idées suivantes :

• Audit d’une charte graphique CAD Edeis existante

• Optimisation, amélioration de cette charte en vue d’une retranscription dans Revit

• Création de gabarits régissant la charte graphique (styles, épaisseurs, couleurs des

lignes, familles d’annotations)

• Travail sur le paramétrage d’exportation, en DWG depuis Revit

• Déploiement de la charte graphique : communication et rigueur



6 Conclusion

Concernant les objectifs que je me suis fixés pour ce projet de fin d’études, la plupart ont été

atteints. L’outil de calcul de coût global que nous avons développé n’est certes pas finalisé,

mais est plus complet qu’un simple prototype.

Les coûts de maintenance, constituant une composante principale de l’estimation en coût global,

ont pu être calculés à travers le BIM avec une meilleure précision.

Cependant, le coût global s’avère plus difficile à estimer que prévu. Pour cause, la nécessité de

s’appuyer sur une base de données complète et fiable de coûts unitaires pour chaque équipement

nécessitant une maintenance au cours de la vie de l’ouvrage.

La démarche que j’ai adoptée m’a poussé à partager la réflexion en différents points :

• Analyse des composantes dominantes dans le calcul en coût global : coûts

d’investissement, maintenance, exploitation, déconstruction.

• Etude de la valeur ajoutée du BIM pour le coût global : le descriptif quantitatif des

différents éléments de l’ouvrage permet de gagner en précision et en dynamisme sur le

calcul du coût global.

• Réflexion sur l’organisation de l’information au sein de la maquette : comment faciliter

au maximum l’utilisation de l’outil et permettre à l’utilisateur d’avoir la main sur les

données ? Réalisation d’une base de données de coûts unitaires, reliée à la maquette

numérique via un code d’identification propre à chaque élément.

Cette étude a débouché sur la création d’un outil évolutif de calcul en coût global, ce qui

témoigne du potentiel de la méthode de travail BIM dans la phase de conception, mais aussi

dans la phase d’exploitation de l’ouvrage. En effet, notre outil nous servira entre autres à

justifier certaines variantes qui sont plus intéressantes selon la vision en coût global ; mais nous

pouvons imaginer que des outils similaires pourraient faciliter les opérations d’entretien et de

maintenance du bâtiment dans la phase d’exploitation.

D’un autre côté, le développement de ce projet m’a permis de prendre conscience de certaines

limites du BIM d’aujourd’hui. En effet, afin de pouvoir exploiter l’information de la maquette

numérique, il est préférable que les méthodes de modélisation soient les mêmes pour tous. En

effet, l’établissement de conventions de modélisation et de renseignement de l’information à

l’échelle nationale faciliterait l’exploitation des données de la maquette numérique.

De surcroît, ma participation à diverses affaires au sein de l’entreprise m’a ouvert l’esprit quant

aux différentes tâches produites par l’ingénieur aux différentes phases de projet. Les

collaborations avec différents collègues ou intervenants extérieurs (architecte, entreprise

générale, acousticien…) m’ont permis de développer des compétences et connaissances

pratiques dans divers domaines du bâtiment, en plus de favoriser mon intégration dans

l’entreprise.


La méthode de travail BIM est en pleine expansion depuis plusieurs années, mais quelques

années sont encore nécessaires pour qu’elle soit adaptée unanimement et pour que les outils

BIM tels que Revit soient utilisés au maximum de leur potentiel.

Les personnes réticentes à la méthode de travail BIM considèrent que les avantages et gains de

productivité liés au BIM ne compensent pas les difficultés liées à son déploiement. En soi, plus

le nombre d’utilisateurs de Revit est important, plus les avancées logicielles arrivent vite (ajout

de nouvelles fonctionnalités, optimisation du workflow pour plus de simplicité et une initiation

plus rapide). Et de manière symétrique, les avancées logicielles inhibent la popularité du

logiciel. Ce cercle vertueux suggère que les méthodes numériques s’imposeront nécessairement

dans les années à venir tant les gains de productivité liés à ces méthodes sont profitables.


7 Table des figures

Figure 1 : Le 30 décembre 2016, SNC Lavalin devient Edeis ................................................. 11 Figure 2 : Définition schématique du BIM .............................................................................. 13 Figure 3 : La collaboration avec le BIM [CSTB, 2014] ........................................................... 14 Figure 4 : Courbe coût/effort [P. MacLeamy, FAIA/HOK] .................................................... 14 Figure 5 : Description des premières dimensions du BIM [Fédération Française du Bâtiment,

2016] ......................................................................................................................................... 15 Figure 6 : Les niveaux de maturité du BIM [Fédération Française du Bâtiment, 2016] ......... 17 Figure 7 : Résultats d’une enquête sur le BIM en France [Batiactu, 2015] ............................. 18 Figure 8 : Retour sur investissement (ROI) des entrepreneurs ayant adopté le BIM [McGraw

Hill Construction, 2013] ........................................................................................................... 19 Figure 9 : Découpage du coût global [Ministère de l’Environnement, 2009] .......................... 20 Figure 10 : Périmètres du coût global étendu et coût global au sens de la norme [Ministère de

l'Environnement, 2009] ............................................................................................................ 21 Figure 11 : Les trois approches du coût global selon la MIQCP [Catarina O. et Seguin G., 2013]

.................................................................................................................................................. 21 Figure 12 : Mode de calcul de la valeur résiduelle d'un élément [Conseil sur la performance

énergétique des bâtiments, 2009] ............................................................................................. 23 Figure 13 : Echéanciers en euros constants et actualisés [CSTB, 2013] .................................. 24 Figure 14 : Principe de calcul du coût global annualisé [Méthode conventionnelle de calcul du

coût global énergétique des bâtiments, 2002] .......................................................................... 25 Figure 15 : Page récapitulative de l'outil actuel [Edeis, 2017] ................................................. 30 Figure 16 : Détail sur le lot "Menuiseries extérieures" de l'outil actuel [Edeis, 2017] ............ 30 Figure 17 : Schéma de principe de l'outil ................................................................................. 34 Figure 18 : Plan RDC de la maquette de test pour le premier prototype ................................. 37 Figure 19 : Onglet "Synthèse coût global" du premier prototype ............................................ 37 Figure 20 : Onglet "Détail entretien" du premier prototype ..................................................... 38 Figure 21 : Exemple d'échéancier généré par l'outil ................................................................ 39 Figure 22 : Echéancier du lot CVC du projet du laboratoire L'Oréal (phase de test) .............. 40 Figure 23 : Aperçu du tableau database ................................................................................... 41 Figure 24 : Aperçu de l'interface de l'outil ............................................................................... 43 Figure 25 : Maquette numérique du laboratoire L6 de LOréal [COLSON Architecte, 2016] . 45 Figure 26 : Aperçu de la fenêtre de bilan de performances ..................................................... 46 Figure 27 : Comparaison du bilan de performance avec nouvelle/ancienne méthode de calcul

.................................................................................................................................................. 47 Figure 28 : Tableau de résultats avec nouvelle méthode de calcul par type d'élément ............ 48 Figure 29 : Interface optimisée de l'outil .................................................................................. 48 Figure 30 : Rendu 3D de la maquette BIM de l'Hôtel des Capucines [B&B Architectes] ...... 51 Figure 31 : Répartition des étages par zone ............................................................................. 52 Figure 32 : Extrait de la bibliothèque des familles de dispositifs d'éclairage .......................... 53 Figure 33 : Aréna de Chartres, plan de désenfumage du niveau R+1 ...................................... 55 Figure 34 : Localisation de la parcelle [Google Maps] ............................................................ 56 Figure 35 : Aperçu d'une partie du programme Dynamo ......................................................... 58 Figure 36 : Vision d'ensemble du programme Dynamo finalisé .............................................. 58


Figure 37 : Nœud Dynamo finalisé .......................................................................................... 59

Figure 38 : Résultat du programme de génération de zoning 3D ............................................. 60 Figure 39 : Maquette 3D de la Tour Alto [Edeis et al., 2017].................................................. 61 Figure 40 : Interface du plugin de création de feuilles à partir d'un ensemble de vues ........... 62 Figure 41 : Rendu perspective de la maquette du dépôt de bus d'Amiens [L'Heudé et L'Heudé,

2015] ......................................................................................................................................... 63


8 Bibliographie

Ouvrages et revues

Afnor, 2009, « NF EN 15459 : Performance énergétique des bâtiments - Procédure d'évaluation

économique des systèmes énergétiques des bâtiments »

Afnor, 2015, « NF EN 16627 : Contribution des ouvrages de construction au développement

durable »

Albano J., 2005, « La maintenance des bâtiments en 250 fiches pratiques », Le Moniteur

Catarina O. et Seguin G., 2013, « Intégrer le coût global dans les projets de construction »,

CSTB Editions

Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, 2014, « BIM et maquette numérique pour

l’architecture, le bâtiment et la construction », Eyrolles

Ministère de l’Ecologie, 2008, « Norme ISO/DIS 15686-5 : Bâtiments et biens immobiliers

construits - Prévision de la durée de vie - Partie 5 : Approche en coût global »

Mission Interministérielle pour la Qualité des Constructions Publiques, 2006, « Ouvrages

publics et coût global – Une approche actuelle pour les constructions publiques »

Perret, J., 1995, « Guide de maintenance des bâtiments », Le Moniteur

Renou J. et Chemise S., 2015, « Revit pour le BIM », Eyrolles

Reynard C. et al., 2005, « GUIDE BONHOMME - VIII. Maintenance immobilière », Le

Moniteur

Sites internet

« BIM : où en est la France ? », Batiactu Groupe SAS, 2015,

http://www.batiactu.com/edito/bim---ou-en-est-la-france--41722.php

« Le BIM : comprendre pour réussir », Fédération Française du Bâtiment, http://www.ffbim.fr/

« Tout comprendre sur les contrats d’exploitation en copropriété », Sénova, 2016,

http://coproprietes.senova.fr/conseil-technique-juridique-reglementaire-financier-fiscal/

http://www.ffbim.fr/

http://coproprietes.senova.fr/conseil-technique-juridique-reglementaire-financier-fiscal/tout-comprendre-contrats-exploitation-copropriete/



Annexes

Annexe A : Portions de code de la macro de calcul du coût global

Définition initiale des données dans la macro // Récupération des paramètres dans base de donnée + Création des listes

string finitionSol ;

foreach (Room currentRoom in roomCollector) {

finitionSol = currentRoom.get_Parameter(BuiltInParameter.ROOM_FINISH_FLOOR).AsString() ;

if (finitionSol == « Moquette ») {

roomListe.Add(currentRoom) ;

typeDeSol.Add(finitionSol) ;

superficie.Add(currentRoom.get_Parameter(BuiltInParameter.ROOM_AREA).AsDouble()) ;

dureeDeVie.Add(15) ;

prixUnit.Add(12) ;

prixUnitEntretien.Add(0.3) ;

freqNettoyage.Add(52) ;

}

else if (finitionSol == « Carrelage ») {

roomListe.Add(currentRoom) ;

typeDeSol.Add(finitionSol) ;

superficie.Add(currentRoom.get_Parameter(BuiltInParameter.ROOM_AREA).AsDouble()) ;

dureeDeVie.Add(40) ;

prixUnit.Add(20) ;

prixUnitEntretien.Add(0.35) ;

freqNettoyage.Add(52) ;

}

else {

roomsNonRenseignees.Add(currentRoom) ;

}

}

Méthode de calcul du coût global actualisé public class CoutGlobalActualise

{

public double Calcul(double coutUnit, double periodeEtude, double periodeInter, float tauxInf, floa

t tauxAct)

{

float facteurAct = (1 + tauxInf)/(1 + tauxAct) ; // Facteur d’actualisation

double nbInter = Math.Floor(periodeEtude/periodeInter) ; // Nombre d’interventions

double cga = 0 ; // Cout global actualisé

double vr = 0 ; // Valeur résiduelle

for(int i = 1 ; i <= nbInter ; i++) {

cga += coutUnit*Math.Pow(facteurAct,i*periodeInter) ;

}

vr = (1-(periodeEtude-nbInter*periodeInter)/periodeInter)*coutUnit*Math.Pow(facteurAct,

periodeEtude) ;

cga -= vr ;

return cga ;

}

}

Méthode de calcul du coût global annualisé public double CoutAnnualise(double cout, double periodeInter, float tauxInf, float tauxAct)

{

double facAct = (1+tauxInf)/(1+tauxAct) ;

if (facAct == 1) {

return cout/periodeInter ;

}

else {

return cout * Math.Pow(facAct,periodeInter) * ((facAct-1) / (facAct *

(Math.Pow(facAct,periodeInter) – 1))) ;

}

}


Annexe B : Tableaux de sortie du nouvel outil de calcul en coût global

Onglet Synthèse coût global


Onglet Lot Aménagement intérieur


Annexe C : Etude en coût global du collège Maurice Utrillo (avec

l’outil actuel de l’entreprise)



Annexe D : KIT BIM Exploitation de la FEDENE Exemple de la liste des attributs BIM pour un adoucisseur CVC [FEDENE, 2017] :



Résumé

Ce mémoire présente le développement et l’application d’une méthode de calcul du coût global

sur support BIM, ou autrement dit, le développement d’un outil d’estimation du coût global à

travers la maquette numérique. Un tel outil permet une estimation du coût global plus précise

et dynamique, qui s’adapte automatiquement à l’évolution de la maquette numérique.

Cette problématique comporte 3 principaux aspects :

• Définition des méthodes de calcul et des principales composantes du coût global

• Développement d’une plateforme de calculs

• Réalisation/acquisition d’une base de données de coûts unitaires de maintenance

Ce projet a débouché sur la création d’un outil évolutif de calcul en coût global, dont les

méthodes de calcul ainsi que les interfaces utilisateur sont clairement définies, mais qui n’est

pas encore opérationnel par manque de données vis-à-vis des coûts unitaires de maintenance

des différents éléments composant un bâtiment type.

En plus de ce sujet, qui constitue le cœur de mon projet de fin d’étude, ce mémoire explicite les

tâches diverses autour du BIM que j’ai réalisées, ainsi que mon travail sur différentes affaires

de l’entreprise.

Documents

MÉMOIRE DE PROJET DE FIN D’ÉTUDESeprints2.insa-strasbourg.fr/2984/2/mémoire_PFE_Final.pdf · Annexe D : KIT BIM Exploitation de la FEDENE ..... 76 Résumé ..... 78. 10 GARTNER