Bureau d’études Borreman, un cabinet de conseil néerlandais spécialisé dans le génie civil, dispose d’une solide expérience dans l’analyse structurelle des bâtiments résidentiels et non résidentiels (bâtiments industriels ou commerciaux, bureaux et entrepôts). Étant donné que de nombreux aspects nécessitent un suivi rigoureux ou peuvent évoluer au cours d’un projet immobilier, Bureau d’études Borreman travaille en collaboration étroite avec les clients, les architectes et les entrepreneurs tout au long du processus, de la conception à la construction.

Bureau d’études Borreman (ou Borreman) est en activité depuis 2006 et emploie actuellement 6 ingénieurs. Devant le monde de possibilités qu’ouvre la collaboration autour d’un modèle BIM, Borreman a décidé de développer son offre de services et d’adopter une approche intégrée de l’analyse et de la conception structurelles.

Une approche intégrée qui assure la réussite de tous

BuildSoft BIM Expert joue un rôle essentiel dans l’approche intégrée adoptée par Borreman en matière d’analyse et de conception structurelles. BIM Expert est une solution unique qui permet d’échanger des modèles entre des logiciels d’analyse structurelle et des logiciels BIM (Building Information Modeling, modélisation des informations du bâtiment). Grâce aux modules d’extension de BIM Expert pour Diamonds, PowerConnect et Tekla Structures, Borreman a pu mettre en place une approche intégrée, en reliant Diamonds et PowerConnect avec Tekla Structures en toute transparence.

Toute modification proposée par l’analyse structurelle peut ensuite être traduite en modification du modèle BIM. Une fois ce processus terminé, nous partageons le modèle BIM mis à jour avec l’entrepreneur via un fichier IFC. L’entrepreneur peut ainsi fournir plus facilement des dessins de construction précis et parfaitement synchronisés avec la conception structurelle, tandis que nous pouvons vérifier ces dessins plus rapidement.

« Une approche intégrée reposant sur la collaboration de tous les intervenants autour d’un modèle BIM simplifie le processus de construction », explique Edwin Borreman, « tout en offrant à nos clients un gain de temps et des économies considérables. L’architecte, l’ingénieur structure et l’entrepreneur ne travaillent plus chacun de son côté, sur des modèles et dessins séparés. Nous utilisons Tekla Structures pour créer un modèle BIM à partir du fichier IFC envoyé par l’architecte. Puis nous utilisons BuildSoft BIM Expert pour convertir ce modèle BIM vers Diamonds (notre logiciel d’analyse structurelle en 3D) et PowerConnect (le logiciel que nous utilisons pour concevoir les assemblages en acier).

Cette approche intégrée implique un changement profond dans le processus de conception structurelle. Cependant, le temps supplémentaire consacré initialement à la création et au partage d’un modèle BIM est largement rattrapé par la suite. »

Une vue globale grâce au modèle BIM

« La meilleure façon d’illustrer les avantages d’une approche intégrée de l’analyse et de la conception structurelles est d’expliquer notre méthode de travail dans le cadre d’un projet », indique Jaap Wim Riphagen, ingénieur projet chez Borreman. « Prenons l’exemple de l’agrandissement d’un bâtiment industriel existant et de bureaux attenants pour Van Dijk Transport (Kampen, Pays-Bas).

Plus particulièrement, intéressons-nous aux nouveaux étages de bureaux qu’il était prévu d’ajouter au bâtiment administratif existant. La structure existante n’était pas conçue pour supporter des étages supplémentaires. Il était donc nécessaire de concevoir la structure en acier des nouveaux bureaux indépendamment de celle du bâtiment existant.

Het BIM-model biedt een totaaloverzicht van het gehele project, waardoor het veel makkelijker wordt om de opdrachtgever duidelijk te informeren over het ontwerp voor de staalconstructie van het nieuwe kantoorgedeelte.

Nous avons tout d’abord créé un modèle BIM à l’aide de Tekla Structures, à partir d’un fichier IFC fourni par l’architecte. Ce modèle BIM comportait la structure intégrale aussi bien des bâtiments existants que de ceux à construire. Ce modèle avait pour avantage d’offrir une vue complète de l’ensemble du projet. Il était ainsi beaucoup plus facile de discuter des différentes conceptions avec notre client et d’identifier celle qui était la plus adaptée aux nouveaux bureaux.

Une fois la conception approuvée par notre client, nous avons utilisé le modèle BIM pour détailler la structure en acier du nouveau bâtiment, en réalisant des analyses structurelles à l’aide de Diamonds. »

Conversion du modèle BIM en un modèle d’analyse structurelle intelligent

« Il est plus facile d’intégrer l’analyse et la conception structurelles en adoptant une approche rigoureuse et méthodique », explique Jaap Wim. « Nous commençons systématiquement par une série de vérifications préalables du modèle dans Tekla Structures, avant d’utiliser BuildSoft BIM Expert pour échanger les informations du modèle avec notre logiciel d’analyse structurelle Diamonds. Selon le projet, nous réalisons ces vérifications sur tout ou partie du modèle BIM. Dans Tekla Structures, il est possible de sélectionner une partie du modèle BIM et de créer un modèle d’analyse structurelle intégrée pour cette partie uniquement.

Dans ce projet, les vérifications du modèle ont également commencé par un contrôle visuel de la structure en acier en représentation filaire. Le modèle filaire permet de visualiser les poutres, les colonnes, les tirants, etc. de la structure en acier via leurs lignes de référence définies dans le modèle BIM. Pour une conversion correcte du modèle BIM en un modèle d’analyse structurelle entièrement fonctionnel, toutes les lignes de référence doivent être reliées à leurs extrémités. Un contrôle visuel de la représentation filaire nous permet de détecter et de corriger rapidement les assemblages manquants ou erronés.

Een visuele inspectie van het draadmodel in Tekla Structures laat toe om ontbrekende of foutieve aansluitingen van de referentielijnen te corrigeren, en om een correct werkend rekenmodel op te bouwen.

Les lignes de référence jouent un rôle clé dans une approche intégrée de l’analyse et de la conception structurelles, car toute modification apportée aux éléments structurels doit être interprétée en fonction de ces lignes. Prenons l’exemple des poutres en acier supportant un étage du nouveau bâtiment de bureaux. La ligne de référence d’une telle poutre est généralement placée sur sa face supérieure. Si la hauteur d’une ou de plusieurs poutres doit être ajustée à l’issue de l’analyse structurelle, cette définition des lignes de référence garantit la traduction correcte des modifications de hauteur en adaptations du modèle BIM : la face supérieure de chaque poutre reste inchangée, tandis que sa face inférieure est déplacée vers le haut ou vers le bas.

Une définition adéquate des lignes de référence garantit donc la bonne interprétation, par le modèle BIM, des modifications apportées au modèle d’analyse structurelle. Par ailleurs, les lignes de référence permettent également une conversion intelligente du modèle BIM en un modèle d’analyse structurelle entièrement fonctionnel, prenant en compte l’excentricité entre la ligne centrale et la ligne de référence de chaque élément de type barre dans le modèle d’analyse. »

Un flux de travail BIM en aller-retour

« Nous avons ensuite vérifié le modèle d’analyse Tekla Structures du nouveau bâtiment de bureaux », poursuit Jaap Wim. « Nous avons ainsi complété le modèle filaire avec les informations requises par l’analyse structurelle. Par exemple, nous avons défini des assemblages articulés entre les poutres (si nécessaire), les éléments du système de contreventement (qui doivent être considérés comme des tirants durant l’analyse structurelle), ainsi que les supports de la structure en acier.

Une fois le modèle d’analyse Tekla Structures complété, nous avons utilisé BuildSoft BIM Expert pour le convertir en un modèle d’analyse structurelle Diamonds. Durant cette conversion, BIM Expert effectue toute une série de vérifications importantes – comparaison et mise en correspondance des propriétés des sections et des matériaux entre le modèle d’analyse Tekla Structures et les bibliothèques de sections et de matériaux de Diamonds.

Tijdens de omzetting van het Tekla Structures analysemodel naar een Diamonds rekenmodel voert de BuildSoft BIM Expert de nodige controles uit, en worden profielen en materialen gematcht.

À partir de là, nous avons pu procéder exactement de la même manière que pour toute analyse structurelle avec Diamonds. Nous avons tout d’abord complété le modèle Diamonds avec les charges permanentes ainsi que celles dues au vent, à la neige, etc., et nous avons généré toutes les combinaisons de charges selon l’Eurocode. Après une analyse 3D initiale et les vérifications de conception des éléments structurels en acier, nous avons modifié le modèle d’analyse Diamonds, jusqu’à ce que les vérifications de conception confirment que la résistance des sections ainsi que la résistance au flambement des éléments en compression et en flexion étaient conformes aux exigences de l’Eurocode 3.

In de round-trip BIM-workflow van Borreman Constructie Adviesbureau zorgt de BuildSoft BIM Expert voor de synchronisatie van het Diamonds rekenmodel met het Tekla Structures BIM-model, en worden de nodige aanpassingen vanuit het rekenmodel meegenomen in het BIM-model.

Durant la phase finale de notre flux de travail BIM en aller-retour, nous avons synchronisé le modèle d’analyse structurelle Diamonds avec le modèle BIM à l’aide de BuildSoft BIM Expert. BIM Expert a dressé la liste des modifications géométriques apportées aux éléments existants par rapport au modèle BIM initial et nous a demandé si nous souhaitions appliquer automatiquement ces modifications au modèle BIM. D’autre part, Tekla Structures a reconnu les nouveaux éléments structurels, ainsi que les modifications apportées aux propriétés et à l’orientation des sections et aux propriétés des matériaux. Cette méthode de travail très flexible nous permet de gagner un temps considérable. »

Une approche intégrée inégalée

« Notre histoire d’analyse et de conception structurelles intégrées ne s’arrête pas là », conclut Jaap Wim. « La structure en acier du bâtiment de bureaux comporte de nombreux assemblages poutre-colonne, que nous avons détaillés à l’aide du logiciel PowerConnect. Nous pouvons le faire directement depuis le modèle d’analyse structurelle Diamonds, en sélectionnant le nœud structurel correspondant et en démarrant automatiquement PowerConnect. PowerConnect reconnaît non seulement la géométrie de l’assemblage, mais importe aussi les charges calculées par Diamonds.

Cela permet de détailler la conception structurelle de ces assemblages poutre-colonne (notamment les composants tels que les plaques d’extrémité, les raidisseurs, les soudures, les boulons, etc.) et de calculer le diagramme de rigidité rotationnelle correspondant. Grâce à l’intégration étroite entre Diamonds et PowerConnect, la rigidité du nœud correspondant dans le modèle Diamonds peut être automatiquement mise à jour en fonction du diagramme de rigidité rotationnelle calculé par PowerConnect. Il s’agit d’un processus itératif : chaque modification nécessite une nouvelle analyse 3D pour prendre en compte la redistribution favorable des moments de flexion dans l’ensemble de la structure en acier.

L’avantage de cette approche ? Grâce à BuildSoft BIM Expert, il est désormais possible de traduire, dans le modèle BIM, tous les assemblages en acier calculés par PowerConnect. Tekla Structures reconnaît automatiquement ces assemblages en tant que composants, des outils intelligents que vous pouvez utiliser pour relier des parties dans le modèle BIM. Les composants permettent d’automatiser des tâches et de regrouper des objets. Ainsi, Tekla Structures les traite en tant qu’unité unique et les adaptations peuvent être appliquées très rapidement.

In de round-trip BIM-workflow van Borreman Constructie Adviesbureau neemt de BuildSoft BIM Expert ook de detaillering van de stalen verbindingen (zoals berekend met PowerConnect) mee in het BIM-model.

Résultat : un modèle BIM précis, complet et parfaitement synchronisé avec le modèle d’analyse structurelle. Ce modèle BIM peut facilement être partagé avec l’entrepreneur, qui peut l’utiliser pour fournir des dessins de construction actualisés. Il est difficile d’imaginer une approche de l’analyse et de la conception structurelles plus intégrée que celle-ci. »

Une collaboration plus efficace

« Cette approche intégrée de l’analyse et de la conception structurelles alliant Tekla Structures, BIM Expert, Diamonds et PowerConnect est en effet très performante », conclut Edwin Borreman. « Elle nous offre l’opportunité de renforcer notre collaboration avec l’ensemble des partenaires participant au processus de construction. Comme tout notre travail est organisé autour d’un modèle BIM central que nous pouvons partager avec tous les intervenants, il est plus facile pour nous de nous impliquer dès le début du projet. Nous pouvons ainsi piloter la conception structurelle dès les phases initiales, en étroite collaboration avec l’architecte..

En outre, le modèle BIM constitue une mine d’informations pouvant être partagées avec l’entrepreneur. Les quantités de matériaux peuvent être déduites du modèle, ce qui simplifie considérablement le processus d’estimation des coûts, et les dessins de construction peuvent être réalisés bien plus rapidement. Comme je l’ai mentionné précédemment, avec une telle approche intégrée, le temps supplémentaire que nous consacrons à la création et au partage d’un modèle BIM initial est plus que compensé par la suite. En fin de compte, notre client obtient un résultat optimal à moindre coût et dans un délai réduit. »

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