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Bepos, passif et bas carbone : approche globale par le Bim

De l’augmentation de la qualité au raccourcissement des délais en passant par la réduction des coûts, on connaît les bénéfices attendus de la démarche Bim. Prochaine étape : qu’elle devienne la référence de la construction de bâtiments positifs, passifs et bas carbone. Trois conditions à cela : formation, interopérabilité et possibilité de calculer le bilan énergétique
avant construction.

La maquette numérique se révèle un excellent outil d’aide à la conception et à la décision dans la construction des bâtiments passifs. Elle permet par exemple d’effectuer simplement des simulations d’isolation thermique avant travaux ou des calculs de consommation d’énergie. Si architectes et bureaux d’études s’entendent pour dire qu’il n’y a pas davantage de complexité à construire un bâtiment passif en Bim, ils rencontrent en revanche des difficultés inhérentes au déploiement du Bim, sur les plans organisationnel et technique ; mais le frein principal est sans doute le manque de formation, notamment des maîtres d’ouvrage. Les outils logiciels sont en effet difficiles à prendre en main et les formations, coûteuses.
Des améliorations sont toutefois en cours. C’est le cas avec le projet européen BimEET (Bim-based EU-wide Standardized Qualification Framework for achieving Energy Efficiency Training). Lancé en 2017, il réunit plusieurs organismes de cinq pays (France, Angleterre, Luxembourg, Grèce et Finlande), dont le CSTB et l’Ines en France. Financé par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020, il est consacré à la formation à l’efficacité énergétique dans une démarche Bim et cherche à associer tous les métiers de la construction, en particulier les techniciens et les ouvriers de chantier. Son objectif : améliorer les compétences et les qualifications des professionnels du secteur du bâtiment en démontrant son utilité dans la construction durable et écoénergétique.

Passivhaus et Bim
Les premiers retours d’expériences de bâtiments passifs conçus avec le Bim démontrent l’efficacité de la méthodologie : gain de temps, faible nuisance sur le chantier, haute performance énergétique, mais aussi faible impact carbone. C’est le cas des « Jardins Clemenceau », un ensemble de maisons situées à Saint-Étienne et labellisées Passivhaus. L’Atelier d’architecture Rivat est à la fois promoteur et architecte de cette opération qui comprend 13 habitations déjà livrées en octobre 2017 (phase 1) et 5 maisons supplémentaires en cours de construction qui seront livrées fin 2019 (phase 2 en construction bois et paille). « Le Bim est un outil naturel pour nous, car nous travaillons avec le logiciel Allplan depuis 23 ans. Nous avons adopté la 3D renseignée ; nous dessinons nos ouvrages en Bim, détaille Julien Rivat, architecte à la direction de l’Atelier Rivat. Il est d’un réel apport pour les simulations d’ensoleillement. La maquette Bim se substitue à l’héliodon. Nous pouvons facilement regarder sur la maquette numérique comment se comportent les ombres en février ou en juin. Ainsi, le Bim embarqué dans une construction de bâtiment passif permet de faire des simulations en avance de phase sur toute la partie bioclimatique. Dans le meilleur des mondes, nous pourrions être 100 % Bim. Nous aurions par exemple des synthèses fluides améliorées. Mais il faudrait que tous les acteurs du projet de construction s’investissent avec la même intensité dans le projet Bim, que tout le monde parle Bim et, par conséquent, que nous disposions d’une maquette numérique parfaitement renseignée sur l’intégralité du projet. »

Un extrait depuis le logiciel Allplan de la maquette numérique des « Jardins Clemenceau » à Saint-Étienne. Doc. : Atelier d’architecture Rivat
Maquette numérique du gymnase universitaire de Strasbourg. Doc. : Terranergie

Calcul de bilans énergétiques
L’apport ultime du Bim serait de pouvoir extraire le calcul de la consommation du bâtiment et de ses déperditions à partir de la maquette numérique. « Un gain de temps important », note Julien Rivat. Mais c’est pour l’heure encore expérimental. Juliette Lavisse, cheffe de projet chez Novabuild, assure que pour transformer l’essai, « il faut davantage d’informations dans la maquette, condition sine qua non pour permettre au Bim de concourir à une véritable performance environnementale ». En attendant, le Passivhaus Institut a pris une certaine avance en développant un nouvel outil nommé Bim2PH qui permet de saisir des données dans un logiciel Bim 3D (Revit 2017, Archicad 20…) et de transférer des informations pour le calcul du bilan énergétique et la conception de l’efficacité dans un progiciel de planification de la maison passive (PHPP). Le convertisseur Bim2PH a été créé dans le cadre du projet européen Built2Spec et a reçu un financement du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne. Il est actuellement compatible IFC (IFC2x3 et IFC4). Il permet d’identifier et d’extraire de nombreux paramètres dans le package PHPP : longitude, latitude et altitude, géométrie de la surface de l’enveloppe du bâtiment, ponts thermiques ou encore propriétés d’ombrage… Un nouveau pas vers le Bim vert et la 6e dimension du Bim (6D).

©Terranergie

AVIS D’EXPERT : VINCENT COLIATTI, INGENIEUR THERMICIEN – TERRANERGIE

« Optimiser l’enveloppe budgétaire. »

« L’intérêt du Bim pour les bâtiments passifs est surtout notable dans les grands projets et dans la vie ultérieure de l’ouvrage. Il permet de gagner du temps, il est censé faciliter la collaboration, mais ce n’est qu’un outil. Il n’y a de collaboration que si les différents acteurs du projet ont la volonté de collaborer. Par ailleurs, la prise en main des outils informatiques est complexe, notamment pour la maîtrise d’ouvrage. Des formations aux logiciels sont nécessaires et il convient d’être vigilant quant à la compatibilité des logiciels entre eux. Nous avons déjà rencontré des problèmes d’échange de fichiers avec les architectes. L’utilisation du Bim dans un bâtiment passif optimise l’enveloppe budgétaire du projet, ce qui évite la surenchère technologique tout en maximisant l’efficacité énergétique. On utilise le matériau où il faut, quand il faut et juste ce qu’il faut. Les économies réalisées permettent alors d’améliorer la qualité des matériaux nécessaires ultérieurement. Ainsi, dans une école de Strasbourg, nous avons simulé la conservation de certains bâtiments existants, plutôt que tout reconstruire, ce qui aurait été plus coûteux. »

© Image à la Une : Les « Jardins Clemenceau », un ensemble de maisons situées à Saint-Étienne et labellisées Passivhaus.
Photo : Atelier d’architecture Rivat

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