Qu'est-ce que la précision de maquette LOD et la classification usuelle des niveaux et phases

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Texte : Zhang Xinfang (pseudonyme en ligne : Newhouse)

Qu’est-ce que la précision de modèle LOD ?

LOD est l’abréviation de « Level of Detail » et de « Level of Development ». Dans le domaine du BIM, LOD doit être compris comme « Level of Development ».

1. LOD (Level of Detail)

Le Level of Detail, ou niveau de détail (également appelé « technique de niveaux de détail »), a été proposé pour la première fois par J. Clark en 1976 dans « Hierarchical Geometric Models for Visible Surface Algorithms ». Il s’agit d’un terme technique du domaine de l’infographie. Avec le développement continu des technologies informatiques, de nombreux systèmes de visualisation ont vu le jour dans divers secteurs. Afin d’utiliser plus efficacement les ressources de calcul et d’obtenir de meilleurs effets visuels et une vitesse de traitement accrue dans des conditions équivalentes, une série de techniques de traitement ont été développées. Le LOD (Level of Detail) en est une.

Les détails perçus par l’œil humain dépendent de la distance par rapport à l’objet observé, de la vitesse de mouvement et de la position dans le champ de vision. Par ailleurs, étant donné que les systèmes de visualisation sont nécessairement présentés par le biais d’un écran d’affichage, la capacité de l’œil humain à observer les détails est également liée à la « fréquence d’images ». Le contenu des « détails » est principalement composé de trois types d’informations : l’éclairage, les textures et les faces géométriques. Comme l’unité de base de l’« éclairage » et des « textures » est la « face géométrique », on peut simplement comprendre que : plus un modèle 3D comporte de faces géométriques, plus il contient de détails, et plus le niveau LOD correspondant est élevé. Il s’agit évidemment d’une conclusion conforme à la perception intuitive de l’être humain.

Fig. 1 Maillage d’image

2. LOD (Level of Development)

Le Level of Development, ou niveau de développement de la précision (généralement appelé « niveau de précision »), a été proposé pour la première fois par l’American Institute of Architects (AIA) en 2008 dans le document « E202–2008, Building Information Modeling Protocol Exhibit ». Il s’agit d’un terme technique du domaine du BIM. Dans une certaine mesure, le LOD peut être considéré comme l’« unité de mesure » du domaine du BIM. Le cycle de vie complet d’un projet de construction comprend la phase de décision, la phase de mise en œuvre et la phase d’utilisation (également appelée « phase d’exploitation »), chacune pouvant être subdivisée en plusieurs étapes.

Dans le domaine du BIM, le modèle est devenu le principal support et mode de présentation des informations d’ingénierie, et le LOD est ainsi né. Dans la pratique, lorsque la précision évolue du LOD 100 au LOD 400 (selon les niveaux définis par l’AIA), les détails du modèle BIM augmentent considérablement.

Fig. 2 Exemple de niveaux de précision d’un modèle BIM

À mesure que le niveau LOD augmente, le modèle contient davantage d’informations. Par rapport au LOD 200, le LOD 300 intègre les informations principales sur les matériaux ; par rapport au LOD 300, le LOD 350 comporte des informations plus détaillées sur la conception détaillée des structures secondaires (poteaux de construction, linteaux) ; par rapport au LOD 350, le LOD 400 contient des informations très précises sur la maçonnerie et les armatures.

Tab. 1 Comparaison des définitions du LOD

3. Définitions du LOD

Le BSI (British Standards Institution) a aidé le gouvernement britannique à élaborer, à partir de 2011, une série complète de normes de gestion BIM : les normes PAS 1192. Celles-ci ont été reconnues par le gouvernement britannique et l’Organisation internationale de normalisation, devenant ainsi la norme internationale ISO 19650 pour la gestion BIM. Dans le document « BSI_PAS_1192_2_2013 », deux dimensions sont utilisées pour évaluer le niveau du modèle : le niveau de détail du modèle LOD (Levels of Detail) et le niveau d’information du modèle LOI (Levels of Information). Le BSI n’a pas fourni directement de définitions spécifiques pour chaque niveau.

Les États-Unis précisent à la section 2.4.7.1 du document « NBIMS-US_V3_2.7_LOD_Specification_2013 » que : pour plus d’informations sur le LOD, veuillez consulter le BIM Forum.

Singapour n’a pas défini le LOD dans le « Singapore-BIM-Guide_V2 », mais a fourni des éclaircissements dans le document « faq-asbar ». LOD 200 : conception préliminaire, le modèle des éléments comporte des informations approximatives sur l’orientation, la quantité, la forme, les dimensions et la position. LOD 300 : conception d’exécution, le modèle des éléments présente une précision supérieure avec des informations exactes sur l’orientation, la quantité, la forme, les dimensions et la position. LOD 350 : estimation pré-appel d’offres / phase d’appel d’offres, le modèle contient les interfaces entre les différents systèmes et composants.

La Chine a défini la « classification des niveaux de base de précision du modèle » dans le tableau 4.2.2 de la norme « GB/T 51301-2018 – Norme de livraison de la conception de modèle d’information du bâtiment ».

Tab. 2 Classification des unités de modèle

Tab. 3 Classification des niveaux de base de précision du modèle

Le LOD (ou LOI) international est dérivé de l’abréviation des mots correspondants et existe en tant que terme technique sous forme d’acronyme ; le « LOD » chinois est quant à lui un code dont l’équivalent anglais est « Level of Model Definition », qui selon les conventions d’abréviation devrait être « LOMD » ou « LMD ».

4. Classification des niveaux de précision du modèle par l’American Institute of Architects (AIA)

L’American Institute of Architects (AIA) divise la précision de modélisation BIM (Level of Detail, LOD) en cinq niveaux : LOD 100, LOD 200, LOD 300, LOD 400 et LOD 500. Le contenu du modèle LOD à chaque niveau doit satisfaire aux exigences de précision établies.

(1) LOD 100

Le LOD 100 sert d’étude d’évaluation volumétrique importante du projet, évaluant la superficie, la hauteur, le volume, la position et l’orientation. À ce stade, aucun détail réel du projet n’est pris en compte ; seul le développement volumétrique est considéré, comme illustré dans la figure ci-dessous montrant le schéma de précision du modèle LOD 100. Ce niveau de précision est généralement utilisé pour la planification préliminaire du projet, l’étude visuelle des solutions et l’estimation de base du coût de construction. Lors du travail au LOD 100, le projet de construction comporte peu d’informations, contenant uniquement quelques annotations permettant au maître d’ouvrage d’avoir une idée approximative de la superficie, du volume ou de la forme du projet.

(2) LOD 200

Le LOD 200 comprend la plupart des composants de construction du projet, regroupant des informations approximatives sur la quantité, les dimensions, l’apparence, la position et l’orientation. Ce niveau de précision du modèle permet d’ajouter des données non graphiques aux composants et d’intégrer au projet les objets principaux tels que les murs, les planchers, les plafonds, les toitures et les ouvertures. Les matériaux et les styles utilisés pour les composants ne sont pas clairement définis à ce stade. Dans certains cas, les dimensions de certains composants sont déterminées tandis que d’autres ne le sont pas encore. Par exemple, les ouvertures dans les murs ou sur le toit ne sont pas encore définies au LOD 200 comme étant des portes, des fenêtres ou des lanterneaux. L’épaisseur des composants est approximativement connue, ainsi que la configuration spatiale plus précise et les dimensions du projet. Les composants représentent uniquement leur position dans le projet. À ce niveau de précision, il est possible d’analyser le rendu de chaque composant, de déterminer l’utilisation optimale des composants et d’effectuer une estimation du coût de construction en fonction de la superficie, du volume et du nombre de composants.

(3) LOD 300

Les composants présentés au LOD 300 comportent des paramètres précis tels que la quantité, les dimensions, l’apparence, la position et l’orientation. Ce niveau de précision peut ne pas inclure les objets exacts ou les matériaux internes, mais il permet d’ajouter aux objets des données spécifiques, des annotations de référence, des contraintes ou des tableaux de spécifications afin de générer les documents d’exécution correspondants. La précision offerte par le LOD 300 fournit suffisamment de données pour effectuer une analyse systémique plus détaillée des objets du projet ; des estimations de coûts spécifiques et des documents d’exécution peuvent être générés à partir du modèle LOD 300. Actuellement, la plupart des travaux BIM sont présentés au LOD 300, ce qui en fait un excellent point de référence pour la modélisation : les détails des objets individuels peuvent être affichés dès le départ, mais aucune donnée plus détaillée n’est disponible concernant le levage et la maintenance des objets.

(4) LOD 400

Niveau de détail supérieur au LOD 300, les objets BIM au LOD 400 doivent contenir ou disposer d’informations détaillées telles que les vues en plan 2D, la séquence d’assemblage et la fabrication. Les composants du modèle doivent présenter une précision suffisante pour produire des documents d’exécution pouvant servir de référence pour la construction, effectuer des analyses plus précises du modèle et inclure des données de prix unitaires exactes. La principale différence entre le LOD 300 et le LOD 400 réside dans la quantité d’informations contenues dans un même objet et dans le fait que l’objet intègre ou non des vues en plan 2D incorporées ou liées, comme illustré dans la figure ci-dessous pour le niveau de précision du modèle LOD 400.

(5) LOD 500

Le LOD 500 représente le niveau de détail le plus précis des composants du modèle. Cependant, un modèle standard n’a généralement pas besoin d’atteindre ce niveau de détail ; en dehors de la présentation des détails de composants, il est rarement utilisé ailleurs. Habituellement, les composants à ce niveau de précision sont intégrés au modèle du projet et utilisés dans les vues de détail nécessitant une telle précision. Dans la plupart des cas, la création d’un modèle LOD 500 n’est pas nécessaire, car de nombreuses informations contenues dans un modèle LOD 500 ne sont pas utilisées par la plupart des architectes. Les composants BIM du modèle de projet sont fournis par les architectes ou les fabricants d’équipements, et ils sont donc construits selon les besoins des architectes et non ceux des fabricants d’équipements.

(6) Tableau comparatif des niveaux LOD

Tab. 4 Tableau comparatif des niveaux LOD (classification AIA)

Références :

[1] China BIM Training Network. Comment classer la précision du modèle BIM ? Quels sont les niveaux LOD ? 22 janvier 2019

[2] Compte Qie’e – BIM Ke Wang. Classification des niveaux de précision du modèle (que signifie réellement le LOD ?)

[3] Sicheng – Ingénieur BIM. Le concept de LOD (partie 1)

[4] Sicheng – Ingénieur BIM. Le concept de LOD (partie 2)

[5] Piaoshi Data Visualization Digital Twin Master. Processus de modélisation BIM et précision – Classification des niveaux LOD. 9 janvier 2023

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