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Le cycle de vie d’un bâtiment se décompose en deux grandes phases : la construction et la maintenance. Chaque phase fait intervenir différents corps de métiers (architecte, bureau d’études, plombiers...), avec, pour chacun, différents vocabulaires, processus et logiciels. Le plan papier, conçu par l’architecte, est la seule référence acceptée par tous. Charge à l’architecte de conduire cette hétérogénéité d’acteurs, de logiciels et de données jusqu’à l’étape de livraison. Ensuite, c’est au gestionnaire de patrimoine de coordonner les actions de maintenance et de réhabilitation. Pour faciliter l’automatisation de l’interopérabilité entre ces acteurs, un standard de modélisation des données du bâtiment a été proposé en 1999 par l’association BuildingSmart. Ce format : Industry Foundation Classes (IFC 2X3 dans sa version actuelle) permet de représenter l’intégralité des objets qui composent le bâtiment sous la forme d’une maquette numérique 3D. Cette maquette est utilisée par l’ensemble des logiciels dédiés aux professions du bâtiment. Au-delà des objets du bâtiment, de nombreuses professions utilisent les informations de cette maquette, tels les assureurs, les notaires, les comptables, les impôts... L’ensemble des connaissances associées aux bâtiments fait l’objet de nombreux travaux de recherche sur le thème du BIM (Building Information Modelling). Pour répondre à l’ensemble des besoins liés à cette modélisation et cette gestion du BIM, nous avons développé une plateforme basée sur des ontologies OWL DL stockées dans un triplestore. Le peuplement est réalisé par un module sémantique développé à partir de l’ETL Talend Open Studio. Des requêtes SPARQL sont utilisées pour extraire des données de cet environnement (par exemple des vues 3D de la maquette pour fournir uniquement les données pertinentes à chaque corps de métier). Des règles SWRL sont construites visuellement et stockées dans le triplestore pour créer de nouveaux concepts et les peupler par inférence (par exemple le concept "mur de façade" qui n’existe pas dans la norme IFC) ou encore pour calculer des parcours de déplacement dans le bâtiment pour des simulations multiagents. Cet ensemble stocke actuellement 70 millions de m2 de patrimoine immobilier sous la forme de triplets RDF avec 20 millions d’objets connectés qui ont leur propre autonomie grâce à la sémantique. Des milliers d’utilisateurs travaillent quotidiennement sur cette plateforme. Cette solution a remporté en 2003 la médaille d’or de l’innovation au salon international du bâtiment (Batimat 2003) et elle est lauréate du Concours Mondial de l’Innovation dans la catégorie BigData en 2014.
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Laboratoire LE2I – UMR CNRS 6306 – Université de Bourgogne
BIM et Web Sémantique
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Phase
Exploitation
Entreprises Travaux
Phase
Projet
Maitre d’OuvrageMaitre d’OuvrageSous-Traitants
Phase
RestructurationPhase
Etude
Maitre d’Oeuvre
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Entretien
Audits et Etat des Lieux
Ressources Humaines
Contrats(Sécurité, maintenance, entretien…)
Gestion financière(location, vente, impôts, entretien, assurances…)
Législation, normes…
Gestion Mobilière
DéménagementsImpact
Environnemental
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STOCKER
ATTENTE du GESTIONNAIRE
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STOCKER STRUCTURER
ATTENTE du GESTIONNAIRE
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STOCKER STRUCTURER INTERROGER
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STOCKER STRUCTURER INTERROGER ECHANGER
ATTENTE du GESTIONNAIRE
Entreprises de travaux
Entreprises de maintenance
Le grand public
Les représentants
des établissements
Les maîtres d’œuvre,
Bureaux de contrôle ..
Les services internes de
l’entreprise propriétaire
des bâtiments
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Hétérogénéité sémantique
Hétérogénéité Schématique
Hétérogénéité d’Acteurs
OBSTACLES
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Hétérogénéité sémantique
STRATEGIE
Ontologie + Opérateurs de manipulation de graphes
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STRATEGIE
Hétérogénéité d’Acteurs Ontologie et Opérateurs de manipulation de Contextes
Historique de l’évolution du bâtiment
Batiment A
représente
21/11/2012date
Equipement(x) Bureau(x)
Opérateurs
Piece(x) Local(x)
Classe(Batiment)Classe(Piece)Classe(Equipement)Classe(Personne)
Graphes orientésétiquetés
Graphescontextuels
Batiment
type
Piece
type
Equipement
type
Personne
type
A Pi 1contient B 1contient Pe 1travailleSur
BureauLocal
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STRATEGIE
Hétérogénéité d’Acteurs Ontologie et Opérateurs de manipulation de Contextes
Historique de l’évolution du bâtiment
Accès et Adaptation des informations selon le contexte de l’utilisateur
Visualisation du contenu du fichier IFC tel que traduit en OWL
Visualisation du contenu du fichier IFC obtenu à partir des informations extraites à
partir de l’ontologie
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STRATEGIE
Hétérogénéité d’Acteurs Ontologie et Opérateurs de manipulation de Contextes
Historique de l’évolution du bâtiment
Accès et Adaptation des informations selon le contexte de l’utilisateur
Interopérabilité des métiers (contextes)
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SWRL
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SWRL POUR AJOUTER DES CONCEPTS METIERS
:IfcRelSpaceBoundary(?x) & :IfcSpace(?y) & :IfcWindow(?z) & :RelatedBuildingElement(?x, ?z) & :RelatingSpace(?x, ?y) ⇒bim:BimSpaceWithWindow(?y).
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Avant l’ajout de la règle SWRL
Après l’ajout de la règle SWRL
SWRL POUR AJOUTER DES CONCEPTS METIERS
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USAGE SIMPLIFIÉ DU SPARQL
ifc:HasProperties(?a, ?x) & ifc:NominalValue(?x, ?z) & ifc:Name(?x, ?y) & ifc:RelPropertyDefinition(?b, ?a) & ifc:RelObjects(?b, ?c) & ifc:IfcWall(?c) & ifc:dp_IfcBoolean(?z, true) & ifc:dp_IfcIdentifier(?y, "IsExternal") ⇒:BimExternalWall(?c).
o Avec la règle SWRL dans la TBox:
o On simplifie la requête SPARQL
SELECT ?externalWall WHERE { ?externalWall a :BimExternalWall.}.
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BIM SIG
• Connaissance et utilisation de la 3D
• Echanges de fichiers
• Plutôt objets bâtis, en surface
• Modèle orienté objet
• Importance des relations entre les objets
• Expressivité forte pour le bâtiment
• 2D essentiellement (et 2,5D)
• Modèles client/serveur et webs services
• Géolocalisation des données
• Traitement sur des surfaces / zones
• Représente surtout l’existant
• Niveaux de détails maîtrisés et utilisés
• Tout type d’objets
• Modèle sémantiquement riche
• Utilisation de la 2D et de la 3D
• Représentations contextuelles
• Géocodage des objets
• Traitements à la fois sur les objets et sur les surfaces
Contexte
UIM
EXTENSION À L’ESPACE URBAIN
Hétérogénéité Schématique
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Objets CityGML
Objets IFC
Vue métier du patrimoine urbain
(Sémantique + contexte)
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Resultats et Projets
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9Mm² bâtis
8 000 sites-ville
1 200 utilisateurs
55 Mm² bâtis
5 300 immeubles
2 600 utilisateurs
800 000 m² bâtis
154 sites - 780 bâtiments
20 secteurs géographiques
Leader de la gestion Technique de patrimoine immobilier marchés publics
70 millions de m² d’environnements bâtis
modélisés
500 000 compteurs d’énergie en télé-relève représentant 72 millions de données de consommation par jour
20 millions d’objets qui ont leur propre comportement en maintenance et suivi réglementaire
Etat, région, collectivités, Universités, établissements de santé, foncières,…
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Resultats et Projets
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Laboratoire LE2I – UMR CNRS 6306 – Université de Bourgogne
BIM et Web Sémantique
