Rapport d'étude sur le développement du BIM + construction intelligente dans la filière bâtiment du Jiangsu !

L'article suivant provient de Beiming Youyu BIM Zhizao

En 2023, le département du Logement et du Développement urbain-rural de la province du Jiangsu a publié le « Plan de mise en œuvre du développement de la construction intelligente dans la province du Jiangsu (essai) », définissant clairement les objectifs des trois étapes de 2025, 2030 et 2035. Les différentes régions ont appliqué progressivement les exigences du plan de mise en œuvre, en particulier Nanjing et Suzhou, villes pilotes de la construction intelligente, qui ont été les premières à expérimenter et à prendre les devants. Afin de véritablement « disséquer le moineau, découvrir des cas typiques », d'identifier les problèmes rencontrés dans le développement des entreprises et de synthétiser les expériences créées à la base, l'Association de l'industrie de la construction du Jiangsu a créé un groupe de recherche sur le développement BIM + construction intelligente de l'industrie de la construction du Jiangsu, qui a mené ses travaux d'enquête en combinant tables rondes, visites sur site d'entreprises et questionnaires, visité sur le terrain quatre villes préfectorales — Yangzhou, Nantong, Changzhou et Suzhou —, tenu des tables rondes avec 41 entreprises de construction de taille réglementaire et reçu 194 questionnaires en ligne valides, fournissant des données détaillées pour cette enquête. Sur la base de l'ensemble des informations recueillies, le groupe de recherche a synthétisé, analysé et organisé les éléments pour produire le présent rapport d'enquête.—

 1 —État des lieux et analyse

Grâce à l'application des technologies BIM + construction intelligente, les concepts modernes de gestion d'entreprise des entreprises de construction se sont encore améliorés : la normalisation, la mise en processus et la numérisation de la gestion renforcent le développement commercial et la reproductibilité des projets de référence. Les informations de gestion, analysées et traitées scientifiquement, apportent un appui en données aux décisions commerciales des entreprises ; parallèlement, ces décisions suivent des processus établis, et les principes de mise en commun des intelligences, de transparence et de supervision mutuelle sont effectivement appliqués, améliorant ainsi l'efficacité et la justesse des décisions commerciales des entreprises.

▌1. Déploiement du BIM + construction intelligente

              

En établissant des normes et un système de gestion BIM au niveau de l'entreprise, le modèle de développement intégré recherche scientifique–conception–fabrication–achats–construction est activement promu. Des responsables BIM à temps plein et à temps partiel sont désignés ; des formations BIM et des applications BIM sur projet sont organisées, couvrant les domaines de l'arpentage, de la conception, de la construction, de l'O&M et du développement de systèmes (voir figure 1).

Figure 1 : orientations d'application intégrée du BIM

Phase de conceptionL'application de la technologie BIM permet de normaliser et de standardiser progressivement les processus. L'examen des plans détecte en amont les erreurs, omissions, conflits et manques dans les plans ainsi que les interférences entre disciplines, réduisant les modifications sur site en phase de construction et abaissant le coût de construction tout en améliorant la qualité et l'efficacité des travaux. Certaines entreprises tirent parti de leur propre institut de conception et expérimentent sur des projets EPC la collaboration interdisciplinaire basée sur le BIM.Phase d'appel d'offresL'entreprise de construction intervient en amont grâce au BIM et présente ses applications en matière d'optimisation des solutions, d'installation de chantier, d'estimation des intrants en matériaux et main-d'œuvre et de simulation des travaux, ce qui augmente la note de l'offre technique, renforce la compétitivité et améliore le taux d'attribution.Phase de constructionLes présentations visuelles basées sur le BIM normalisent l'installation du chantier et les procédés de construction. Autour des cinq facteurs clés — personnel, machines, matériaux, méthodes et environnement —, les quantités d'ouvrage sont calculées, les points difficiles font l'objet d'une conception détaillée BIM et d'une comparaison visuelle des solutions de construction, et la simulation des travaux permet de détecter et de résoudre en amont les problèmes potentiels. Les types et spécifications des composants préfabriqués standardisés sont modélisés virtuellement et viennent enrichir les bibliothèques de familles BIM standardisées, améliorant nettement l'efficacité de modélisation des composants de bâtiment préfabriqué. Les multiples parties prenantes communiquent et collaborent efficacement sur la base de la maquette BIM ; l'analyse et l'exploitation des données fournissent des informations précieuses, et l'intégration du BIM avec les logiciels de plateforme améliore également la gestion technique, qualité, sécurité, coûts et délais, favorisant l'excellence du projet dès la première réalisation (voir figures 2 et 3).    

Figure 2 : couverture des points d'application du BIM en phase de construction

Figure 3 : répartition des résultats des applications BIM en phase de construction    

Phase d'O&MDes projets pilotes d'O&M intelligente basée sur le BIM sont menés en priorité sur des projets médicaux et de grands bâtiments publics, avec l'application des technologies BIM + IoT + GTB pour une gestion intelligente des actifs numériques. La plateforme d'O&M BIM assure une gestion complète du fonctionnement des équipements, de la sûreté, de l'exploitation et de la consommation énergétique des bâtiments. Avec pour objectifs le bâtiment vert et l'attention portée à l'humain, l'introduction des concepts et méthodes d'information sur l'ensemble du cycle de vie du BIM permet un contrôle affiné des bâtiments, atteignant ainsi les objectifs de réduction des coûts, d'efficacité et d'économies d'énergie de l'entreprise.Actuellement, les applications liées aux chantiers intelligents couvrent pratiquement toute la province, avec l'introduction d'équipements intelligents et de capteurs permettant la surveillance en temps réel et la collecte de données du processus de construction et de l'état de fonctionnement des équipements, afin de détecter rapidement les problèmes et de prendre des mesures, rendant la gestion des travaux perceptible, prévisible et décisionnelle. Sont intégrés : sous-système de contrôle d'accès du projet, sous-système de gestion d'entrée des véhicules, système de formation sans fil par WIFI, système de détection du non-port du casque, système de surveillance des contraintes et déformations des fouilles profondes, système de surveillance des coffrages étayés de grande hauteur, système de surveillance et d'alarme des plateformes de déchargement, système de surveillance de la température des bétons massifs, système portable de protection périmétrique, système automatique de réception des matériaux, système de positionnement du personnel par zone, système d'alarme mobile pour garde-corps, système de surveillance des rejets d'eaux usées, système d'alarme anti-intrusion infrarouge, système de surveillance des gaz toxiques et nocifs, système d'alarme de détection de fumée, système de rappel pour la cure des éprouvettes, système de gestion par carte unique et système intelligent d'acceptation des matériaux. L'acquisition, l'analyse et l'alerte automatiques des données basées sur les équipements intelligents ont élevé le niveau d'intelligence des projets.Les entreprises privilégient l'intégration du BIM avec de nouvelles technologies telles que la 5G, l'intelligence artificielle, l'Internet des objets, les mégadonnées et l'informatique en nuage, Selon les données de l'enquête, 61,34 % des entreprises ont déjà recours à des robots de construction et des équipements intelligents, dont 68,56 % utilisent des équipements de mesure intelligents tels que règles intelligentes, scléromètres intelligents, détecteurs intelligents d'armatures et télémètres intelligents ; 58,76 % utilisent des engins de chantier intelligents via la location ou la transformation, et 42,27 % appliquent, par développement propre ou achat direct, des robots de construction tels que robots de soudage, robots de découpe d'armatures, robots de pose de panneaux, robots de relevés réels et de mesure.La production intelligente des pièces et composants, pilotée scientifiquement par des plateformes de gestion d'usines intelligentes, améliore l'efficacité de production et la qualité des composants, optimise les stocks et la configuration des parcs de stockage et réduit les coûts.71,13 % des entreprises interrogées estiment que la priorité de la pratique réside dans la construction d'une bibliothèque normalisée de pièces et composants basée sur le BIM, la formation de normes de données interopérables entre les parties et l'articulation des étapes de conception-sélection, production-transport et installation des pièces et composants, afin de réaliser une production modulaire et quantitative des composants de bâtiment conçus sur la base du BIM (voir figure 4).    

Figure 4 : priorités de la production intelligente des pièces et composants

▌2. Applications innovantes du BIM + construction intelligenteCertaines entreprises utilisent le BIM pour construire des modèles de calcul de l'empreinte carbone sur l'ensemble du cycle de vie du bâtiment selon une approche ACV ; en établissant le système B-UCM (BIM-UseCase Management), elles mettent en œuvre un concept de gestion numérique multidimensionnel, résument les processus des cas typiques d'application BIM selon une approche normalisée, et, en construisant des systèmes et bibliothèques de normes, forment des guides d'exécution reproductibles et diffusables, relient la chaîne de circulation des données sur tout le cycle du projet et valorisent pleinement les actifs informationnels, pour constituer un système technologique de construction intelligente « une plateforme, six axes de promotion », et ont créé des plateformes de gestion et d'exploitation de la construction intelligente au niveau du projet, réalisant une configuration optimale des ressources des six facteurs de la construction intelligente.Une entreprise a développé de manière autonome une plateforme de formation à la sécurité basée sur le BIM et une plateforme de création en ligne de vidéos de présentation technique, comprenant des courts métrages d'animation 3D de formation à la sécurité et à la qualité technique ; elle a développé un logiciel 3D de calepinage pour la conception des coffrages en aluminium ; un générateur automatique de schémas de démolition de ponts fondé sur le raisonnement à partir de cas ; une technologie d'évaluation dynamique de l'O&M verte des bâtiments publics basée sur l'intelligence artificielle ; un système de jumeau numérique de construction alliant le positionnement BeiDou et le BIM, réalisant la collecte numérique de la qualité, de la sécurité et de l'avancement sur l'ensemble du processus de construction et apportant un appui en retour à la gestion du chantier ; elle a expérimenté la conception BIM directe sur certaines disciplines avec le logiciel national BIMBase, et mène la conception BIM directe des ponts via la plateforme de conception MIDAS CIM. Certaines entreprises, s'appuyant sur l'Internet des objets et l'intelligence artificielle, ont développé des robots de chantier intelligents tels que le traitement automatique des armatures, le répandage-compactage sans opérateur, les rondes par drone, les surfaceuses automatiques, les robots de traçage, les robots de nivellement du béton de haute précision, les exosquelettes d'assistance aux membres supérieurs, les robots de lissage, les robots de projection, les robots de pose de panneaux muraux ALC et les robots de ponçage des murs intérieurs, et mènent des recherches sur un système de détection intelligent de la qualité des structures en béton préfabriqué, avec le développement d'équipements de détection intelligents tels que télémètres laser binoculaires et appareils de mesure de la rugosité des composants préfabriqués.Outre la R&D menée par les entreprises, certaines entreprises essaient aussi d'introduire des machines et équipements de construction intelligents. Le projet d'une entreprise de construction a introduit un système intelligent de commande et de dispatch de grues à tour en 5G, permettant aux grutiers d'assister les opérations depuis le bureau, améliorant l'efficacité des grues tout en réduisant la probabilité d'accidents. Par l'exploration active de méthodes de construction verte pour la nouvelle ère, elle a été la première à utiliser le photovoltaïque pour les installations provisoires de chantier et a développé un système automatisé de ciel filtrant anti-poussière et anti-bruit. Une plateforme intégrée a été mise en place, avec des modules fonctionnels couvrant la performance structurelle, l'environnement du chantier, l'hydrologie et la géologie, la consommation énergétique du projet et bien d'autres aspects, réalisant l'informatisation, la mise en données et la visualisation des émissions de carbone ; le déploiement d'applications de démonstration, couvrant la vérification carbone des entreprises et les services de gestion de la réduction du carbone, en fait un outil interne de gestion des émissions de carbone, offrant des outils intelligents d'analyse et d'aide à la décision. L'adoption d'un système d'O&M bas carbone fondé sur l'IA et le BIM permet une gestion O&M efficace, intelligente et bas carbone du bâtiment lui-même, avec pour objectif de conception l'un des premiers bâtiments santé à carbone quasi nul du pays certifié double platine LEED et WELL. Les ateliers de production intelligente des pièces et composants ont réalisé l'intégration des données multi-systèmes via une plateforme Internet industriel développée en interne ; les lignes de production de structures en acier, de béton, etc., sont connectées en temps réel à l'intérieur et à l'extérieur des ateliers, avec un contrôle automatique intelligent, mettant en œuvre le modèle d'activité « équipements de construction intelligente + ouvriers industriels », créant un modèle de sous-traitance de main-d'œuvre fondé sur la collaboration homme-machine et de nouveaux scénarios de co-construction homme-machine.—     

2 —Difficultés et défis          
Les politiques et dispositifs institutionnels doivent encore être améliorés. La plupart des maîtres d'ouvrage et des concepteurs n'ont pas de besoin pour les technologies BIM+ ou en ont une perception limitée, et le déploiement par la seule entreprise de construction est difficile. La mise en œuvre du BIM + construction intelligente exige l'achat de matériels et logiciels avancés, ainsi que des formations et mises à jour systématiques ; faire peser tout cet investissement sur l'entreprise de construction constitue une charge importante. Il faut perfectionner le régime de responsabilité conjointe des cinq acteurs — construction, conception, arpentage, contrôle technique et exécution des travaux — dans la promotion du BIM + construction intelligente, et renforcer les mesures d'orientation, de soutien et d'incitation des politiques.Le système de normes n'est pas encore complet. Le BIM + construction intelligente nécessite la collaboration de tous les maillons du secteur, mais le degré actuel de collaboration au sein de la chaîne industrielle reste faible. Des silos d'information existent entre secteurs et entre entreprises, les échanges et le partage de données sont difficiles et les performances ne peuvent être pleinement libérées. Les projets internes des entreprises sont également très personnalisés, et les résultats obtenus sur un chantier donné sont difficiles à transposer directement à d'autres projets, ce qui rend leur diffusion malaisée. La circulation et l'utilisation efficace de l'information nécessitent de parfaire encore le système de normes BIM + construction intelligente.La taille du marché s'est quelque peu réduite. Le déploiement du BIM + construction intelligente requiert des projets de taille réglementaire comme support d'application, mais le ralentissement économique et la contraction du marché accentuent la pression de survie de certaines entreprises, qui peinent à investir davantage de fonds dans les technologies BIM + construction intelligente. Certaines entreprises dissolvent ou fusionnent leur centre BIM, passant d'équipes internes à une coopération avec des tiers. Une certaine « inertie » apparaît chez certaines entreprises, avec un manque de motivation pour appliquer les nouvelles technologies.Le développement de produits ne forme pas encore un écosystème. Le BIM + construction intelligente touche à des technologies de multiples domaines ; les entreprises nationales font face au défi de la R&D et de l'innovation technologiques, les logiciels BIM étrangers sont insuffisamment localisés et l'écosystème de logiciels nationaux n'est pas encore mûr : autant de facteurs qui freinent le développement du BIM. Dans le secteur, les plateformes de déclaration des données de gestion de la sécurité ne sont pas partagées entre elles et les mêmes données doivent être déclarées plusieurs fois, ce qui suscite des résistances chez les utilisateurs ; les modules des systèmes intelligents manquent également d'intégration unifiée, et les plateformes intelligentes contiennent de nombreuses données de gestion de chantier et d'identité du personnel : la protection de ces données constitue un autre défi majeur.Les ressources en talents sont généralement insuffisantes. Les talents complets de haut niveau font défaut : le BIM + construction intelligente exige des professionnels aux compétences interdisciplinaires, tels qu'ingénieurs en construction, ingénieurs informatiques et analystes de données, mais les profils hybrides restent rares sur le marché et les entreprises peinent à constituer rapidement leurs équipes de mise en œuvre.Les mentalités et les perceptions doivent être renouvelées de toute urgence. Certaines entreprises sont habituées aux méthodes de construction et modes de gestion traditionnels et restent prisonnières de schémas de pensée pour la promotion des concepts et technologies du BIM + construction intelligente ; les dirigeants d'entreprise, en particulier les premiers responsables, connaissent mal le BIM et la construction intelligente, et n'ont pas encore de plan clair pour le déploiement du BIM + construction intelligente : les mentalités et les perceptions doivent impérativement évoluer.— 

3 —Contre-mesures et recommandations          
Renforcer les incitations politiques et jouer le rôle d'orientation du secteur. Encourager les entreprises à adopter les technologies BIM + construction intelligente en offrant un soutien financier, des avantages fiscaux et d'autres mesures incitatives, afin de réduire raisonnablement les coûts de mise en œuvre. Les projets publics ou à capitaux d'État de taille réglementaire devraient démontrer, dès la phase d'appel d'offres, la nécessité d'adopter pleinement le BIM + construction intelligente. Renforcer la conception de haut niveau et la supervision du processus, en déclinant à chaque niveau la responsabilité des acteurs dans l'application du BIM + construction intelligente. Garantir les perspectives de promotion des professionnels du BIM + construction intelligente : les certificats de récompense BIM + construction intelligente figurant dans un catalogue désigné pourront être pris en compte comme réalisations pour l'avancement professionnel.Renforcer la conception de haut niveau et parfaire le système de normes. Accélérer la construction du système de normalisation du BIM + construction intelligente, ainsi que la recherche et l'élaboration des normes. En s'inspirant de l'expérience de promotion des chantiers intelligents, préciser progressivement les normes et critères d'acceptation des résultats, et faire de l'application du BIM + construction intelligente l'un des critères des sélections de projets d'excellence. Le maître d'ouvrage, en tant que source, exprime le besoin le plus important en matière de BIM+ : il est plus rationnel qu'il initie la conception numérique intégrée « BIM+ » dès la phase de conception, en promouvant progressivement la conception BIM directe pour une application sur tout le processus — approbation de la planification, conception programmatique, examen des plans d'exécution, production-construction, réception de l'ouvrage et exploitation-maintenance. La maquette BIM doit être intégrée comme pièce obligatoire aux dossiers d'archivage de fin de travaux, servant de base au CIM urbain. La conception-réalisation (EPC) et le conseil en ingénierie sur tout le processus sont les tendances actuelles du secteur : dans le développement de la construction intelligente, les entreprises de conception-réalisation peuvent piloter l'intégration de toute l'organisation industrielle, percer les barrières de la chaîne industrielle, surmonter le cloisonnement des différents maillons de la construction, garantir un chantier hautement organisé et réaliser l'optimisation des ressources et la maximisation du bénéfice global de la chaîne industrielle. Créer des fonds dédiés d'orientation et de soutien, orientés vers les résultats, pour soutenir en priorité les entreprises de construction, d'arpentage, de conception, de travaux, de contrôle technique, de développement logiciel et de R&D d'équipements intelligents. Accompagner un groupe d'entreprises de développement Internet familiarisées avec les processus de production et de gestion du secteur de la construction, au service de la « transition intelligente et de la transformation numérique » du secteur. Sur la base de la chaîne industrielle de la construction, élargir encore les catégories d'entreprises de production intelligente de pièces et composants. Encourager les entreprises à créer des sociétés de haute technologie pour piloter par l'innovation le développement de la construction intelligente, participer activement à la construction de villes numériques et bâtir un écosystème numérique complet d'entreprise.Intensifier la promotion et assurer un rôle pilote exemplaire. Renforcer la communication et la promotion des technologies BIM + construction intelligente ; en s'appuyant sur des projets modèles, réaliser des projets de démonstration et des cas de succès qui illustrent les effets et avantages de ces applications, afin de créer une dynamique positive d'exemplarité et d'entraînement dans le secteur. Les associations professionnelles peuvent organiser les entreprises les plus solides en « alliances technologiques d'entreprises » pour mutualiser des ressources telles que les bibliothèques de familles BIM et réduire les investissements redondants. Promouvoir l'application des nouvelles technologies autour du thème de la réduction de la pénibilité du travail des personnels du secteur et de l'amélioration de l'efficacité opérationnelle. Perfectionner les mécanismes de supervision, d'évaluation et de performance de la construction intelligente, publier régulièrement la liste des entreprises les mieux classées et renforcer l'effet d'entraînement des modèles exemplaires.Persévérer dans l'innovation scientifique et technologique et promouvoir la R&D de produits et technologies. Le développement des logiciels BIM devrait tendre vers la centralisation et l'intelligence, réduire les coûts d'apprentissage des divers logiciels BIM du marché et améliorer l'interopérabilité des logiciels. Intégrer les plateformes de sécurité, les chantiers intelligents et les logiciels de gestion de projet, afin d'alléger la charge des déclarations répétitives des entreprises. Améliorer les capacités technologiques clés telles que l'analyse des mégadonnées de l'ingénierie et le développement de logiciels d'application, pour porter globalement la capacité d'innovation autonome en matière d'informatisation. Accélérer les cycles de test, retour d'expérience et itération des équipements intelligents tels que les robots de construction, renforcer les performances opérationnelles et l'efficacité des produits et accroître leur compétitivité sur le marché. Accélérer la construction de plateformes publiques de services de l'Internet industriel, clarifier les fonctions respectives des plateformes publiques et des plateformes d'entreprise et normaliser davantage les comportements des entreprises. Développer en priorité la gestion de la main-d'œuvre, de la qualité et de la sécurité, permettant aux autorités compétentes, aux maîtres d'ouvrage, aux organismes de contrôle technique et aux entreprises de construction une supervision à distance en temps réel et une alerte dynamique de la qualité et de la sécurité des travaux. Les plateformes d'entreprise doivent se concentrer sur la gestion des contrats, des coûts et des finances, aidant les entreprises à améliorer leur capacité et leur finesse de gestion.Normaliser les pratiques du marché et promouvoir un développement sain du secteur. Intégrer les exigences BIM + construction intelligente dans les dossiers d'appel d'offres, et inscrire les frais BIM + construction intelligente comme frais non soumis à la concurrence, sur une ligne distincte et affectés exclusivement à cet usage. Établir un mécanisme de bonification du crédit en cas de récompense BIM + construction intelligente lors des appels d'offres, et ajouter des experts BIM dédiés aux jurys d'évaluation. Le secteur de la construction est très sensible aux coûts : il convient de normaliser les prix du marché du BIM + construction intelligente, d'accélérer la transformation des résultats et leur commercialisation, et d'amortir raisonnablement les frais de R&D. Mettre en place un mécanisme équitable de répartition des bénéfices afin que des pratiques de marché normalisées libèrent la dynamique intrinsèque de la concurrence et favorisent un développement sain du secteur.Organiser concours et formations pour constituer une équipe de professionnels qualifiés. Tirer parti des atouts des associations professionnelles en matière d'organisation, de coordination et de ressources humaines ; poursuivre les concours et formations liés au BIM + construction intelligente ; inviter des experts à transmettre leur expérience et guider les applications sur le terrain ; et, par des visites d'observation et des échanges, ouvrir la voie à une formation conjointe des talents par les associations, les universités, les institutions et les entreprises. Le BIM + construction intelligente est un domaine hybride et interdisciplinaire qui exige à la fois la maîtrise des connaissances traditionnelles du secteur et l'intégration de technologies innovantes telles que l'intelligence artificielle, l'Internet des objets, les communications, l'informatique en nuage, les mégadonnées et la fabrication industrielle. Il convient de perfectionner les dispositifs de formation et de recrutement des professionnels concernés, afin d'attirer davantage de talents hybrides vers le domaine du BIM + construction intelligente.Multiplier les échanges et l'apprentissage mutuel pour élever le niveau de développement du secteur. Le BIM + construction intelligente dans le secteur de la construction du Jiangsu en est encore à un stade de développement rapide : le BIM y est relativement mûr et a déjà généré des bénéfices économiques et sociaux notables dans certaines entreprises, tandis que les technologies et produits clés de la construction intelligente sont encore en phase d'itération et de mise à niveau, avec un faible degré d'intégration des systèmes de gestion. Il faut intensifier les échanges intersectoriels, s'inspirer de l'expérience de l'industrie manufacturière et des industries technologiques numériques, mener conjointement des percées scientifiques et technologiques, accélérer la mise à niveau des technologies, des opérations et de la gestion, et élever sous tous les angles le niveau de développement du BIM + construction intelligente du secteur.

          

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