workshop bâtiment - batiment-numerique.fr · workshop batiment – 2016/2017 4 ......

LECESNE Martin

GALMARD Julien

JUTIER Pierre

WORKSHOP – Bâtiment

Le BIM (Building Information Modeling)

au profit de la prévention

WORKSHOP BATIMENT – 2016/2017 1

Contenu Table des figures............................................................................................................. 3

Remerciements ............................................................................................................... 4

I. Introduction .............................................................................................................. 5

II. Le PPSPS actuellement ........................................................................................ 6

a) Qu’est-ce qu’un PPSPS ? ................................................................................. 6

b) A qui est confié l’établissement du PPSPS ? .................................................... 6

c) Dans quel cas établit-on un PPSPS ? ................................................................ 7

d) Qui utilise le PPSPS ? ............................................................................................ 8

e) Retour de différents interlocuteurs sur le PPSPS actuel......................................... 8

III. Aperçu de l’utilisation de la VR/AR à l’heure actuelle ..................................... 10

IV. Usage actuel de la VR/AR (Réalité virtuelle/Réalité augmentée) dans le BTP . 13

a) Point de vue formation ................................................................................... 13

b) Point de vue conception .................................................................................. 13

c) Point de vue commercial ...................................................................................... 14

d) Point de vue organisationnel ................................................................................ 15

e) Point de vue sécurité............................................................................................. 15

V. Usage du BIM dans la prévention ...................................................................... 16

a) Le BIM au profit de la prévention aujourd’hui .............................................. 16

b) Gains potentiels du BIM au profit de la prévention ....................................... 17

Gain humain .................................................................................................................................. 17

Gain économique .......................................................................................................................... 18

c) Attentes des entreprises .................................................................................. 19

VI. Pistes d’innovations pour intégrer les documents de prévention et sécurité dans

la maquette BIM ....................................................................................................................... 21

a) Niveau 1 : liens directs PPSPS depuis la maquette BIM ................................ 22

Avec Tekla BIMsight ...................................................................................................................... 22

Avec Navisworks ............................................................................................................................ 23

b) Niveau 2 : Intégration d’un mode opératoire animé ....................................... 28

i. Objectif .................................................................................................................................. 28

ii. Réalisation d’un clip vidéo adapté à une situation du chantier ............................................ 28

iii. Dans Tekla BIMsight .............................................................................................................. 29


iv. Avec le logiciel Navisworks .................................................................................................... 31

v. Perspective d’utilisation ........................................................................................................ 33

c) Niveau 3 : Immersion dans la maquette BIM à l’aide de la réalité virtuelle .. 35

i. Objectif .................................................................................................................................. 35

ii. Réalisation d’un démonstrateur à partir d’une situation à risque ........................................ 35

iii. Utilisation du démonstrateur ................................................................................................ 36

iv. Interopérabilité ..................................................................................................................... 37

v. Réalisation du démonstrateur ............................................................................................... 38

vi. Analyse du démonstrateur .................................................................................................... 38

Conclusion .................................................................................................................... 40

Entretiens réalisés : ....................................................................................................... 41

ANNEXES ................................................................................................................... 42


Table des figures FIGURE 1: IMAGE D'UN CASQUE DE REALITE VIRTUELLE ...................................................................................................... 11 FIGURE 2: SALLE DE REALITE VIRTUELLE .......................................................................................................................... 11 FIGURE 3 REPRESENTATION D'UN ESPACE DE TRAVAIL GRACE A LA REALITE VIRTUELLE .............................................................. 12 FIGURE 4: VISUALISATION DE L'ETAT FUTUR SUR SITE A L'AIDE D'UNE TABLETTE ...................................................................... 14 FIGURE 5 : EXEMPLE D'UNE INCOHERENCE MIS EN EVIDENCE PAR LA SUPERPOSITION DU CALEPINAGE DES ETAIS DE STABILISATION DES

VOILES ET TOURS D'ETAIEMENT PLANCHER ............................................................................................................. 16 FIGURE 6:ILLUSTRATION DES GAINS LIES A LA SECURITE ...................................................................................................... 18 FIGURE 7 CONSTAT ACTUEL DANS UNE BASE VIE, AVEC L’ENSEMBLE DES PLANS 2D AFFICHES ..................................................... 19 FIGURE 8 : MODELE REVIT DE BASE POUR NOTRE ETUDE .................................................................................................... 21 FIGURE 9: AJOUT D'UN LIEN VERS UN FICHIER PDF SUR TEKLA BIMSIGHT ET VISUALISATION DIRECTE DU DOCUMENT SUR LA DROITE . 22 FIGURE 10 : MODELE AVANT D'OUVRIR LE FICHIER PDF JOINT ............................................................................................. 23 FIGURE 11 : MODELE APRES AVOIR OUVERT LE FICHIER JOINT ............................................................................................. 24 FIGURE 12: MODELE AVANT INTERVENTION DANS LA ZONE ................................................................................................ 25 FIGURE 13 : REALISATION DU MUR EXTERIEUR DE GAUCHE ................................................................................................. 25 FIGURE 14 : REALISATION DU MUR EXTERIEUR DE DROITE .................................................................................................. 26 FIGURE 15 : REALISATION DU PRE-MUR .......................................................................................................................... 26 FIGURE 16: REALISATION DU PLANCHER ......................................................................................................................... 27 FIGURE 17 : VIDEO METTANT EN LUMIERE L'IMPORTANCE DES GARDE-CORPS ET LEUR MISE EN PLACE EN VUE DE RECEPTIONNER UN

PRE-MUR ........................................................................................................................................................ 28 FIGURE 18 : LIEN VERS LA VIDEO DANS TEKLA BIMSIGHT ................................................................................................... 29 FIGURE 19 VISUALISATION DES LIENS A L'AIDE DE L'APPLICATION BIM 360 TEAM .................................................................. 33 FIGURE 20 CAPTURE D’ECRAN DU MENU DES PROPRIETES DONNANT ACCES AUX LIENS, VU DEPUIS UN SMARTPHONE ..................... 34 FIGURE 22 REPARTITION DES ARRETS DE TRAVAIL DANS LE BTP SUIVANT L'ORIGINE DE L'ACCIDENT (SELON L'ASSURANCE MALADIE) 35 FIGURE 23 EXTRAIT DU SCENARIO PRODUIT ..................................................................................................................... 36 FIGURE 24:APERÇU 3D DE LA SITUATION APPLIQUEE AU CHANTIER ABV, DEPLACEMENT DES GARDE-CORPS PROVISOIRE POUR POSE DU

PRE-MUR ........................................................................................................................................................ 37

https://esitccaen-my.sharepoint.com/personal/martin_lecesne_esitc-caen_net/Documents/Workshop/Rapport%20final/Rapport%20final.docx#_Toc478388695












Remerciements

Nous tenions à remercier l’ensemble des personnes nous ayant aidé à la réalisation de

ce projet.

Tout d’abord, le projet ABV, par le biais de Christian HERRERIA, qui nous aura

transmis la base de travail de notre projet à travers tous les documents, maquettes et contacts

transmis.

Ensuite, les différentes entreprises et interlocuteurs qui ont accepté de partager leur

expérience et de témoigner, en particulier les équipes d’EIFFAGE Construction Basse-

Normandie, et l’entreprise CMEG avec Emmanuel CLAIRIN, conducteur de travaux, qui

nous a ouvert plusieurs fois, et avec plaisir, les portes de son chantier à Caen.

Egalement l’équipe de PRISTI MANTIS qui nous a accompagnée pendant ses quatre

semaines et a contribué au développement de notre démonstrateur, tout cela dans un temps

très réduit.

Un remerciement tout particulier à Christian ANDRU qui s’est investi

personnellement dans notre projet, et dont les conseils et avis auront été écoutés et précieux.


I. Introduction

Le BIM (Building information modeling) est une maquette numérique qui fonctionne

sur un principe simple. L’objectif est d’amener les différents acteurs de la construction à

échanger leurs savoirs sur un même document collaboratif pour centraliser l’information. On

y retrouve donc plusieurs informations sur la conception du bâtiment, son phasage voire

l’intégration du planning et des coûts. Cependant l’aspect de la sécurité n’est pas encore

réellement intégré à la maquette numérique. En effet il existe toujours des pièces écrites à coté

tel que le PPSPS ou le PGC. Notre sujet s’articule donc autour de l’intégration du facteur

sécurité dans le BIM.

Les objectifs que nous nous sommes fixés sont les suivant :

- Faire un état de l’art de l’usage de la maquette numérique en prévention de risques et

sur la base d’un chantier en cours ou récemment fini, à savoir le chantier de construction en

lots séparés de 30 logements collectifs, 2 Place Olof Palme (Quartier Saint Eloi), à La

Rochelle.

- Réaliser un démonstrateur « PPSPS BIM » pour mettre en évidence les apports

potentiels de la réalité virtuelle dans la prévention des risques

Dans un premier temps, nous définirons le PPSPS tel qu’il est actuellement, ensuite

nous effectuerons un état de l’art VR/AR, puis nous analyserons l’usage AR/VR dans le BTP

pour enfin expliquer l’usage du BIM dans la prévention.


II. Le PPSPS actuellement

a) Qu’est-ce qu’un PPSPS ?

Le plan particulier de sécurité et de protection de la santé (PPSPS) est issu du plan

général de coordination sécurité protection de la santé (PGCSPS) et des mesures de

prévention prises par l’entreprise au regard de l’évaluation des risques transcrite dans son

document unique.

Le PPSPS est un document pratique fondamental qui explique à l’opérateur les

mesures de prévention à prendre pour pallier les risques particuliers liés à ses tâches. Il est

fondé sur la réglementation Sécurité Protection de la Santé et permet de créer un outil

d’organisation opérationnel pour l’entreprise et ses sous-traitants.

Le PPSPS établit donc par écrit les modes opératoires envisagés, à l’aide de plan,

dessins et croquis. Il renseigne également sur les différentes dispositions applicables à

l’opération c’est-à-dire l’intervention sur chantier, l’hygiène des conditions de travail, le

secours et évacuations. Il indique enfin les mesures spécifiques prises pour prévenir les

risques de l’opération dus à la coactivité, ainsi que les risques propres de l’entreprise encourus

par ses salariés.

b) A qui est confié l’établissement du PPSPS ?

L’établissement du PPSPS est confié de préférence à la personne qui a la

responsabilité de l’exécution des travaux, c’est donc par le responsable opérationnel

(conducteur de travaux, chef d’équipe), ou tout du moins sous son contrôle direct, qu’est

établi le PPSPS.

Néanmoins, d’autres personnes de l’entreprise peuvent être amenées à collaborer à

divers titres tels que :

• L’animateur sécurité ou le correspondant prévention afin de conseiller sur la

prévention

• Les représentants du service « Méthode » pour donner un avis sur les modes

opératoires

• Les représentants du service « Matériel » pour l’adéquation des équipements

de travail

• Le responsable du bureau d’étude ou ingénieur étude pour optimiser la

conception des ouvrages en vue d’une mise en œuvre sécurisée

• Les opérateurs eux-mêmes, pour que le point de vue de l’activité du travail soit

pris en compte lors des choix organisationnels

La consultation de personnes extérieures à l’entreprise est également possible.


c) Dans quel cas établit-on un PPSPS ?

• Premier cas

Toute entreprise, y compris les entreprises sous-traitantes, appelée à intervenir à un

moment quelconque des travaux sur un chantier faisant l’objet d’une déclaration préalable.

Si plusieurs entreprises interviennent dans une opération :

Opération soumise à déclaration préalable de 1re ou 2e catégorie correspondant à :

■ Plus de 30 jours, effectif supérieur à 20 personnes à un moment quelconque ou

■ Un volume supérieur à 500 hommes-jour.

Le maître d’ouvrage, ou l’entrepreneur principal s’il y a sous-traitance, mentionne

dans les documents remis aux entrepreneurs que le chantier, sur lequel ils sont appelés à

travailler en cas de conclusion d’un contrat, est soumis à l’obligation de Plan général de

coordination sécurité et protection de la santé (PGC SPS), et de Plan particulier de sécurité et

de protection de la santé (PP SPS).

Le PGC SPS, établi par le coordonnateur SPS, est joint aux documents du dossier de

consultation, remis par le maître d’ouvrage aux entrepreneurs.

Dès la conclusion du contrat avec l’entreprise, le coordonnateur SPS communique à

chacun des entrepreneurs qui en font la demande les PP SPS établis par les autres

entrepreneurs.

Dans le cas d’opérations de construction de bâtiment, le coordonnateur SPS

communique obligatoirement aux autres entrepreneurs les PP SPS des entrepreneurs chargés

du gros œuvre ou du lot principal et de ceux ayant à exécuter des travaux comportant des

risques particuliers.

• Second cas

Toute entreprise appelée à exécuter seule des travaux dont la durée et le volume

dépassent les seuils suivants :

■ durée des travaux > 1 an et 50 salariés plus de 10 jours.

C’est l’entrepreneur lui-même qui prend l’initiative de l’établissement du PP SPS, car

il est le seul à connaître les effectifs qu’il entend engager dans l’opération.


d) Qui utilise le PPSPS ?

Le PPSPS est un outil de travail de chantier qui concerne les différents opérateurs du

chantier pour une bonne exécution de leurs tâches respectives.

Le responsable de l’exécution dans l’entreprise, auteur du PP SPS, utilise ce document

comme référence pendant les travaux.

Les cadres ou les personnels de maîtrise chargés de la réalisation des travaux

l’utilisent comme un guide décrivant l’ensemble des moyens à mettre en œuvre pour chaque

phase du chantier.

Les opérateurs eux-mêmes trouvent dans le document une aide à l’accomplissement de

leurs tâches.

Le PPSPS constitue un support utile et opérationnel pour la formation du personnel.

e) Retour de différents interlocuteurs sur le PPSPS actuel

Afin d’étayer nos propos, nous avons interrogé des acteurs de la construction à

différents niveaux sur l’utilisation du PPSPS actuellement:

• Olivier VALLEE, maître d’œuvre • Vincent GIRAUDEAUX, responsable d’une société de service à la prévention

et sécurité, • Adeline DAVID, responsable QHSE dans une entreprise de Gros Œuvre

régionale (ZANELLO) • Emmanuel CLAIRIN, conducteur de travaux d’une entreprise de GO régionale

(CMEG) • Emilie LEGATHE, responsable du bureau d’études chez EIFFAGE

Construction Basse Normandie, accompagnée de Emmanuel JAMES pour la

Prévention et Cyrille MARTIN pour la partie Méthodes.

Pour la majorité de ces entreprises, le PPSPS est un document de travail et de

management qui sert de support pour faire appliquer et contrôler la sécurité sur le chantier.

Pour d’autres intervenants, la forme actuelle du document et son utilisation n’est pas des plus

adaptée et n’apporterait aucune réelle plus-value car il n’est pas entièrement réalisé dans le

but d’avoir une réflexion poussée sur les moyens de prévention à mettre en place par rapport à

un chantier précis. Réalisé en copié-collé, il reste parfois perçu comme un document

obligatoire à fournir, notamment pour que l’entreprise puisse commencer son intervention sur

chantier alors qu’il est nécessaire de penser la sécurité en amont du chantier et non pas de la

voir comme une contrainte.

De manière générale, les PPSPS sont réfléchis autour de deux parties :


- Une partie administrative (dont la trame restera identiques selon les chantiers,

seules les informations changent)

- Une partie méthodologique spécifique aux procédés retenus

Cependant, il existe une certaine hétérogénéité suivant la taille des entreprises qui

s’observe dans la rédaction de la partie méthodologique. Une grande entreprise du BTP aura

tendance non seulement à bien détaillé ses modes opératoires à l’aide de photos mais surtout

de les adapter aux contraintes du chantier. Pour certaines étapes très complexes,

l’établissement de vues 3D sont réalisées par les services méthodes.

Au contraire, une PME aura tendance à fournir les mêmes procédés généraux de

sécurité pour chaque chantier. Ceci va à l’encontre de l’objectif du document qui comme son

nom l’indique doit être particulier au chantier. Il en résulte une perte de l’attractivité du

PPSPS pour tous les acteurs de la sécurité et notamment les coordonnateurs SPS. Au besoin,

des avenants au PPSPS peuvent être transmis en complément si un changement dans la

réalisation intervient en cours de chantier, mais de l’aveu même de certaines entreprises ceci

n’est que très rarement effectué.

Le PPSPS regroupe la plupart du temps des informations trop généralistes par rapport

à un chantier ou une tâche précise. Certains préfèreraient l’apport d’illustrations pour mieux

visualiser les propos, même si certaines entreprises en fournissent en description des modes

opératoires. D’autres regrettent le manque de transmission de l’information jusqu’à l’ouvrier

qui devrait être le destinataire principal du document, or de l’aveu majoritaire des personnes

interrogées, il n’est pas consulté par ces derniers. Les ouvriers consultent principalement le

livret d’accueil de chantier car il est fournis par la plupart des entreprises en début de chantier,

lors des réunions de présentation.

Par ailleurs, les ouvriers possèdent un droit de retrait qu’ils peuvent exercer à tout

moment lorsqu’ils estiment que la situation de travail ne correspond pas à celle décrite dans le

PPSPS. Le PPSPS fait donc foi dans ces situations.

L’utilisation de la maquette numérique au service de la prévention est par conséquent

bien vue par les personnes interrogées. Une utilisation en phase de conception permettrait

d’ajouter à la maquette numérique l’aspect sécurité qui est très peu pris en compte jusqu’à ce

jour. Un clic sur un élément du projet permettrait de centraliser toutes les informations

nécessaires à sa conception et sa réalisation en sécurité sur le chantier. Il serait donc

envisageable d’intégrer une visualisation 3D de la tâche.

La notion d’une maquette 4D d’un projet, évolutive dans le temps et donc phasée, est

une technologie qui revient souvent dans les souhaits des interlocuteurs, aussi bien au niveau

SPS que pour les entreprises elle-même : cela permettrait de se projeter à court terme sur

l’avancement d’un chantier, et donc d’apercevoir en amont les éventuels problèmes liés

notamment à la co-activité.

Pour certains, la maquette 4D serait un outil de management qui permettrait de

visualiser en temps réel le matériel utilisé et celui qu’il faut affecter pour les jours suivants. Il

faudrait alors répertorier l’ensemble du matériel pour que son utilisation soit traçable sur la


maquette numérique. Le BIM deviendrait un outil pour optimiser aussi bien les flux de

matériel opérationnel que de matériel de sécurité.

En revanche, il s’avère difficile d’intégrer la réalité virtuelle dans le processus. En

effet sur un chantier il existe énormément de paramètres qui chaque jour vont influencer les

méthodes sur le chantier (Avancement par rapport au planning, conditions climatiques, co-

activité des entreprises). Il est très difficile de réaliser une simulation proche de la réalité tant

les facteurs évoluent au jour le jour. Ainsi chaque vue 3D intégrée à la maquette numérique

serait généraliste et reprendrait les principes de bases de la prévention pour chaque tâche.

III. Aperçu de l’utilisation de la VR/AR à l’heure actuelle

La réalité virtuelle est une technologie qui permet d’immerger une personne dans un

univers virtuel créé numériquement. Elle permet de toucher plusieurs sens comme la vue ou

l’audition. En effet, la réalité virtuelle apporte une vision d’un environnement mais elle ouvre

également la possibilité d’entendre voire d’éprouver la sensation de toucher en utilisant des

équipements adéquats. Elle permet d’interagir en temps réel avec l’environnement 3D. Ceci

représente la plus-value de cette technologie par rapport aux logiciels 3D classiques.

3D Outils

Interaction

Réalité virtuelle


Plusieurs grandes entreprises s’intéressent au développement de cette nouvelle

technologie. Ceci se traduit par l’apparition de technologie à diverses échelles. A l’échelle

personnelle, on retrouve les casques de réalité virtuelle. Le principe consiste à afficher une

image de synthèse en captant les mouvements de la tête de l’utilisateur.

Figure 1: Image d'un casque de réalité virtuelle

A l’échelle collective, on retrouve les salles de réalité virtuelle. L’image est projetée

sur des écrans situés autour de l’utilisateur. Le système capte alors le mouvement pour ajuster

l’image visualisée en fonction des déplacements.1

Figure 2: Salle de réalité virtuelle

En allant plus loin, la réalité virtuelle permet de faciliter l’échange de

l’information. En effet la société française CLARTE a développé un espace de travail virtuel

Improov3 où différents utilisateurs interagissent par le biais d’un avatar. Elle permet

d’anticiper toute opération dans le processus de fabrication et d’utilisation du produit dans son

cycle de vie. Chaque utilisateur accède à un espace de travail collectif en utilisant un casque

de réalité virtuelle.

1 Futura sciences, Réalité virtuelle, http://www.futura-sciences.com/tech/definitions/technologie-realite-

virtuelle-598/


La technologie de la réalité virtuelle ouvre donc une perspective sur la collaboration et

le partage de l’information par différents acteurs au service d’un projet.

Figure 3 Représentation d'un espace de travail grâce à la réalité virtuelle


IV. Usage actuel de la VR/AR (Réalité virtuelle/Réalité

augmentée) dans le BTP

Le secteur du BTP entend bien intégrer ces nouvelles technologies pour améliorer non

seulement les conditions de travail des collaborateurs mais également de garantir la sécurité et

la qualité des ouvrages.

En effet la réalité virtuelle trouve des applications concrètes dans le secteur du BTP

que l'on peut regrouper autour de quelques points :

a) Point de vue formation

Certaines entreprises se lancent dans la formation à la conduite d'engins pour les

ouvriers en passant par un simulateur d'entrainement. Installé dans un simulateur qui

recrée les conditions réelles, l'utilisateur est amené à manipuler un engin de chantier. La

réalité virtuelle devient alors un outil pédagogique qui permet d'assurer une formation de

qualité tout en supprimant les risques de la manipulation d'un engin sur le chantier par un

débutant. Le collaborateur peut alors corriger ses gestes et adopter les bons réflexes avant

d'être envoyé sur le terrain. 2

b) Point de vue conception

L'utilisation d'une maquette numérique permet aux équipes de conception de visualiser

plus facilement les points bloquants et de formuler des solutions adaptées aux problèmes plus

rapidement. En effet, il est par exemple possible d'étudier la luminosité d'un espace intérieur

ou encore les textures et finitions. En allant plus loin on pourrait même étudier l'ambiance

sonore du projet en reproduisant l'environnement de travail. Par conséquent, la réalité virtuelle

permet d'apporter un réel gain de productivité pour les équipes de conception en amont du

chantier.

Le groupe Bouygues Construction a ainsi développé une salle de réalité virtuelle qui

recrée les locaux de son siège social en 3D à la première personne où l’on peut modifier et

mettre en évidence l’impact de la luminosité, de vitrages différents, modifier les différents

revêtements, agencement mobilier etc à partir de la maquette numérique du projet. Grâce à la

réalité augmentée, il est également possible de pouvoir visualiser l’état futur d’un projet à

l’instant t sur le site même par le biais d’une tablette, et en phase de maintenance du

bâtiment, cela peut permettre de visualiser les réseaux fluides à travers les différents éléments

de structure.

2 Piloter des engins de chantier grâce à la VR, https://www.360natives.com/chantier-vr-25082016/

https://www.360natives.com/chantier-vr-25082016/


Figure 4: Visualisation de l'état futur sur site à l'aide d'une tablette

L’entreprise COTEREV, spécialisée dans les applications de VR/AR et que nous

avons interrogée, a notamment participé à la reproduction de la grotte Chauvet avec Vinci

Construction en recréant une version VR de la grotte pour que les ouvriers s’imprègnent de

l’environnement et recréent avec précision les reliefs, textures etc de la grotte.

c) Point de vue commercial

Jusqu’à ce jour, lors de la conception d'un bâtiment, le client pouvait ressentir une

difficulté pour visualiser le choix de matériaux ou les finitions de l'aménagement intérieur. La

réalité virtuelle permet aux entreprises de rassurer les maîtres d'ouvrages sur la future

apparence du bâtiment et de l’agencement de l’espace intérieur. De plus, une visite virtuelle

du projet dans son ensemble permet de corriger des erreurs de conception perçues par le client

et ainsi d'ajuster le projet au plus près de ses besoins. Le client peut ainsi se projeter dans son

futur ouvrage et valider les solutions de l'équipe de conception. On réduit alors

considérablement les risques de modification à gérer dans l’urgence sur le chantier et qui

conduisent souvent à des risques au niveau de la sécurité. De même, l’utilisation de la réalité

virtuelle peut s’avérer très efficace pour visualiser des tâches aux méthodologies très

complexes notamment lors de travaux de réhabilitation. Visualiser les méthodes retenues par

l’entreprise permet au maître d’ouvrage de vérifier si l’entreprise a bien pris la mesure du

chantier, et donc de la sécurité à prévoir.

Enfin, la réalité virtuelle peut être utilisée à des fins de communication avec le public.

En effet, en rendant libre de service cet outil aux abords du chantier, le public pourrait accéder

à une vue 3D du bâtiment. Cela permet de se projeter sur le futur environnement que les

riverains pourront observer.3

Pour Jean-Yves Dutheil de l’entreprise COTEREV, l’utilisation à des fins de

marketing et de communication de la VR/AR reste la plus importante aujourd’hui, donnant

une réelle plus-value à la représentation d’un projet, contrairement à l’utilisation

opérationnelle et sur terrain qui reste actuellement encore limitée et marginale.

3 Bouygues Construction, la réalité virtuelle : une innovation numérique au service du bâtiment,

http://blog.bouygues-construction.com/nos-innovations/realite-virtuelle-innovation-numerique-au-service-du-

batiment/b

http://blog.bouygues-construction.com/nos-innovations/realite-virtuelle-innovation-numerique-au-service-du-batiment/b

http://blog.bouygues-construction.com/nos-innovations/realite-virtuelle-innovation-numerique-au-service-du-batiment/b


d) Point de vue organisationnel

Pour les équipes sur le terrain, la réalité virtuelle peut permettre d'améliorer

l'organisation d'un chantier et de faciliter la communication. En effet, le recours aux méthodes

classiques (plans, coupes, détails, PIC) peut parfois induire en erreur les collaborateurs. La

visualisation de la zone de chantier en 3D avec ses accès, zones de stockage et vue du projet

rend la communication plus efficace. De plus, par le biais d'applications sur tablettes, il est

possible de renseigner l'évolution du chantier ou les besoins en matériaux. Par exemple,

chaque équipe au sol peut envoyer ses besoins en matériaux au grutier par le biais de la

tablette. Si chaque matériel est référencé et localisé sur la zone de stockage, on réduit les

temps de manutention et ainsi augmente la productivité.

Le chef de chantier peut alors collecter les informations en fin de journée et voir en

temps réel l'évolution de son chantier. Il peut alors facilement préparer la journée du

lendemain et suivre l'avancement en rapport avec le planning initial. La réalité virtuelle

deviendrait donc un réel outil pour la gestion d'un chantier au quotidien.4

e) Point de vue sécurité

Enfin, la réalité virtuelle permet de réaliser des supports pour la prévention et la

formation à la sécurité des compagnons. En effet, ces derniers peuvent être laissés en

immersion dans un chantier virtuel afin qu’ils identifient les situations à risques. Ceci

permettrait, par une mise en situation ludique, de mieux visualiser les zones à risques et

d’adopter automatiquement les bons réflexes pour prévenir tout danger.

4 Bouygues Construction, le chantier de construction à l’ère du numérique,

https://www.youtube.com/watch?v=aboEpOC2NWk

https://www.youtube.com/watch?v=aboEpOC2NWk


V. Usage du BIM dans la prévention

a) Le BIM au profit de la prévention aujourd’hui

A l’heure actuelle, selon Vincent GIRAUDEAUX de la société YSEIS, spécialisée en

services de prévention et sécurité, le BIM n’intègre pas, ou si ce n’est trop peu, la notion de

prévention et sécurité en elle-même : l’objectif actuel du BIM serait déjà d’atteindre (ce qui

n’est pas encore le cas) un travail collaboratif des entreprises impliquées dans un projet,

permettant de réaliser une synthèse pertinente de leurs travaux différents sur une seule et

même maquette et que le client puisse avoir une connaissance précise de son ouvrage une fois

celui-ci achevé. Et c’est seulement une fois cet objectif atteint que les entreprises pourraient

cibler pleinement et intégrer le thème de la sécurité (qui est de l’ordre du provisoire

contrairement à l’ouvrage réalisé) dans le BIM, d’après des collaborateurs d’Eiffage

Construction Basse-Normandie (ECBN) que nous avons rencontrés. Cette finalité du BIM

visant plus, pour l’instant, les besoins du client se traduit par le fait qu’à l’heure actuelle, 75%

des maîtres d’œuvres disent utiliser le BIM contre 50% des constructeurs seulement.5

Cependant, cela ne signifie pas que la notion de prévention n’a pas été encore abordée

grâce au BIM. On peut d’ores et déjà identifier à l’avance, en travaillant sur la maquette

numérique, des points bloquants et situations à risques bien en amont, notamment, par

exemple, lorsque l’entreprise de gros-œuvre commencera à réfléchir et appliquer sur la

maquette ses choix méthodologiques : dans ce sens, la prévention vient par l’anticipation et la

préparation en amont, en identifiant les nœuds complexes et donc les bons choix

méthodologiques à effectuer, pour éviter de se retrouver face à un problème sur chantier qui

impliquerait de la précipitation ou de l’improvisation, facteur important de risques potentiels

en terme de sécurité.

5 Transition digitale : un BTP à deux vitesses, 01/03/2017, http://www.lemoniteur.fr/article/transition-

digitale-un-btp-a-deux-vitesses-34284317

Figure 5 : Exemple d'une incohérence mis en évidence par la superposition du calepinage

des étais de stabilisation des voiles et tours d'étaiement plancher

http://www.lemoniteur.fr/article/transition-digitale-un-btp-a-deux-vitesses-34284317

http://www.lemoniteur.fr/article/transition-digitale-un-btp-a-deux-vitesses-34284317


Comme illustré avec la figure précédente, l’équipe méthodes d’ECBN s’est

notamment aperçue qu’en superposant sur leur maquette BIM du projet leurs plans

d’étaiement d’un plancher avec celui des étais tirant-poussant des voiles en périphérie, le

calepinage prévu à l’origine allait devoir être modifié afin de trouver une solution pour

corriger l’interférence. Pour être plus général, la visualisation dans la maquette BIM des

éléments de chantiers (PTE, tour d’étais, banches …) permet rapidement de répondre à des

interrogations telles que « la banche préconisée va-t-elle passer à cet endroit ? », en anticipant

les problèmes de sécurité autour de la bonne circulation et de l’emprise spatiale des différents

outils.

La simple modélisation 3D du projet en elle-même va pouvoir servir de support de

communication au profit de la prévention également. C’est notamment le cas au sein d’ECBN

où pour certains nœuds complexes sur un chantier, des vues 3D ont été extraites de la

maquette avec les objets ajoutés en phase méthodes, pour venir compléter en additif le PPSPS

afin d’assurer la méthodologie de mise en place en toute sécurité.

Toujours dans ce sens, l’aspect visuel de la maquette BIM sera un véritable atout pour

la communication avec les opérationnels sur chantier. Pour illustrer un quart d’heure sécurité

avec les compagnons, les équipes d’ECBN avaient projeté la visualisation 3D de la

méthodologie à suivre pour le coffrage des longrines à proximité d’une cage d’ascenseur, tout

en étant en sécurité. Ce qui aurait été fastidieux à expliquer avec des plans 2D pour les

compagnons qui allaient devoir réaliser ces travaux rapidement.

b) Gains potentiels du BIM au profit de la prévention

Gain humain

Sur le plan humain l’utilisation de la maquette numérique apportera un gain de temps

au niveau de la compréhension et de la visualisation. En effet, si elle entre en application sur

le chantier, elle permettrait d’illustrer concrètement une situation avant de la réaliser. Par

exemple, le chef de chantier peut faire visualiser la maquette 3D du chantier en fonction de

l’avancement réel du chantier. En cliquant sur un objet précis, le mode opératoire serait

rappelé sous la forme d’un clip vidéo qui illustre les points clés de sécurité à adopter.

L’utilisation ludique de la maquette numérique pourrait pousser les compagnons à s’impliquer

encore plus dans le chantier. Une image étant beaucoup plus parlante que des instructions

orales, ceci diminuerait les problèmes de communication entre les différents acteurs du

chantier et donc les risques d’accidents.

De plus, l’utilisation en phase conception de la maquette numérique permet d’anticiper

les contraintes sur le chantier. Il en résulte une plus grande pertinence dans le choix des

modes constructifs et donc une réduction de la pénibilité des tâches des compagnons sur le

terrain. L’apport de la réalité augmentée pourrait même permettre aux ouvriers de réduire les

erreurs. Dans le cas de l’aéronautique, on retrouve la réalité augmentée lors des phases de


production de morceaux de l’A3806. Les ouvriers équipés d’une tablette, visualisent une

image réelle de l’avion superposée aux éléments de la maquette numérique. Ils peuvent ainsi

interagir avec les composants de l’avion et obtenir une liste de points de contrôle associés. Il

en résulte une augmentation du niveau de la qualité, de la productivité et de la sécurité.

Gain économique

L’amélioration de la sécurité à également des effets positifs sur la productivité d’une

entreprise. En effet, en facilitant la réalisation des tâches et en apportant les méthodes et

moyens pour la sécurité, on réduit de manière significative les possibilités de perturbations.

Même si la sécurité passe par certains investissements, ceux-ci sont rapidement amortis grâce

au gain de productivité et de qualité des travaux comme l’explique une étude de l’OPPBTP

par le biais du diagramme ci-dessous7.

C’est pourquoi dans la continuité du gain humain, la maquette numérique apporterait

une plus-value sur le chantier. La visualisation d’un élément précis ainsi que le rappel du

mode opératoire réduit les risques et par conséquent augmente la productivité ainsi que la

qualité des prestations : plus un problème (en terme de sécurité ou autres) est réglé en amont

d’un projet, moins il sera coûteux pour l’entreprise. C’est justement toute l’ambition du BIM.

6 Airbus, la réalité augmentée dans l’atelier, Fréderic PARISOT, 26/03/14,

http://www.usinenouvelle.com/article/airbus-la-realite-augmentee-dans-l-atelier.N251188 7 Une approche économique de la prévention, OPPBTP

Figure 6:Illustration des gains liés à la sécurité

http://www.usinenouvelle.com/article/airbus-la-realite-augmentee-dans-l-atelier.N251188


c) Attentes des entreprises

Après avoir rencontré plusieurs interlocuteurs d’entreprises dont CMEG notamment,

nous avons pu constater diverses attentes. Côté terrain, l’apport de la maquette numérique est

vu comme un élément positif ouvrant des possibilités.

Le BIM pourrait avoir des débouchés comme outil d’aide à la gestion et au suivi du

chantier. Ce serait une base d’informations accessible à tous ou chacun retrouverait

l’ensemble des coordonnées des sous-traitants acceptés avec leur PPSPS. De plus, l’accès à la

maquette numérique leur permettrait de bien appréhender l’avancement du chantier au niveau

de la sécurité collective. L’ajout d’information de l’ensemble des acteurs lors de la phase

provisoire du chantier permettrait à chaque conducteur de travaux de mieux visualiser

l’avancement. Ainsi il serait possible d’anticiper sur les besoins à venir et notamment sur les

protections collectives à approvisionner pour la semaine suivante. La maquette numérique

serait alors un fichier évolutif et dynamique pour la phase chantier. L’ajout de dossiers photos

par une entreprise de gros œuvre qui livre un étage complet permettrait d’attester que la

sécurité des trémies est bien mise en place par exemple. Une fois ajouté à la maquette

numérique, chaque sous-traitant pourrait avoir accès à cette information et prévoir en fonction

ses propres protections.

L’accès à la maquette numérique se ferait par un grand écran placé ou projeté dans la

base vie. Cela permettrait d’avoir toujours à l’écran toutes ces informations ainsi que les plans

aux derniers indices et supprimerait ainsi tous les plans papiers accrochés aux murs.

La maquette servirait alors également de support aux ouvriers lors des quarts d’heure

sécurité pour rappeler les risques des tâches de la journée à venir. Le retour d’expérience

d’EIFFAGE Construction va dans ce sens puisque certains chefs de chantiers maîtrisant

Sketchup n’hésitent pas à dessiner un élément en 3D pour expliquer la tâche à réaliser.

Figure 7 Constat actuel dans une base vie, avec l’ensemble des plans 2D affichés


Cependant, du côté du bureau d’études, la maquette numérique a pour objectif final de

répertorier les informations nécessaires à la maintenance de l’ouvrage par le client dans le

futur. Par conséquent, les informations provisoires que ce soit les modes opératoires, ou les

outils de prévention des risques sur le chantier n’apporte pas de plus-value pour le client. Ces

deux points de vue soulèvent une limite sur l’utilisation d’une seule et même maquette

numérique comme cela est défini dans le BIM de niveau 3. Il faudrait envisager de dissocier

la maquette numérique livrable au client de la maquette numérique utilisée par les

opérationnels sur le chantier traduisant l’avancement de celui-ci en regroupant toutes les

informations clés et notamment la sécurité.


VI. Pistes d’innovations pour intégrer les documents de

prévention et sécurité dans la maquette BIM

En constatant ces attentes des entreprises, nous avons souhaité orienter notre étude

autour de trois grands axes. Le premier consiste à intégrer en commentaire dans la maquette

numérique un lien vers le PPSPS en fonction de l’ouvrage concerné. Le second consiste à

insérer en lien un clip du mode opératoire reprenant les bons gestes de sécurité. L’utilisation

de la réalité virtuelle comme moyen immersif dans la maquette représente le troisième point.

Nous allons, dans la suite de ce rapport, nous attacher à démontrer la faisabilité de ces trois

axes d’innovation.

Figure 8 : Modèle Revit de base pour notre étude


a) Niveau 1 : liens directs PPSPS depuis la maquette BIM

Une des premières avancées qui pourrait être mise en place serait de filtrer le PPSPS

avec seulement les informations dont on aurait réellement besoin à l’instant t, et de voir ces

documents directement en étant sur la maquette BIM d’un projet : par exemple, en

sélectionnant un objet donné de la maquette, voir intuitivement les documents de prévention

et sécurité dans lesquels il y est fait référence comme le mode opératoire ou les plan de pose

spécifiques par exemple.

Techniquement, cela consisterait à lier des documents multimédia (pdf, fichier texte,

image, vidéo etc) à un objet précis de la maquette dans un format ifc, données qui seraient

compatibles quel que soit le logiciel avec lequel il est ouvert.

D’après nos recherches, il existe au moins deux logiciels grâce auxquels nous pouvons

ajouter des commentaires, liens vers documents externes d’après les données ifc d’une

maquette : Tekla BIMsight de l’éditeur TEKLA et Navisworks de l’éditeur AUTODESK.

Pour effectuer nos tests, nous avons pris en compte le modèle REVIT du projet ABV.

Avec Tekla BIMsight

Ce logiciel permet d’affecter un lien (entouré en jaune sur l’image) à un composant

précis de la structure. Par exemple on peut voir ci-dessous que lorsqu’on sélectionne le mur

de façade, on peut avoir accès au mode opératoire en format PDF ou au plan de pose sur la

droite de l’écran.

Figure 9: Ajout d'un lien vers un fichier pdf sur Tekla BIMsight et visualisation directe du document sur

la droite


Il est possible d’intégrer la pièce jointe pdf au fichier. Par conséquent lorsqu’un autre

utilisateur lit le fichier, il conserve l’accès aux pièces ajoutées. Cela peut s’avérer être

intéressant pour les opérationnels sur le chantier.

Cependant il est impossible d’exporter au format IFC comme il s’agit d’un

visionneur. La donnée ajoutée dans le fichier ne peut donc pas être réutilisée dans la maquette

numérique par la suite ce qui constitue une réelle limite : la maquette enregistrée avec les

documents annexes est exportable au format propre de Tekla BIMsight (format .tbp). Il ne

peut donc être lu que par ce logiciel. Un point positif à souligner est que les documents

rajoutés sont directement enregistrés avec le format tbp et donc directement transportables

avec ce seul format (pas besoin d’être connecté à internet pour réaliser une synchronisation, le

fichier prend en compte l’ensemble des ajouts). Dans l’objectif d’avoir un outil sur chantier,

nous allons devoir réaliser un test sur tablette.

Avec Navisworks

A partir du logiciel Navisworks, nous pouvons également ajouter un lien vers un

document pdf associé à un ouvrage précis dans le modèle.

Figure 10 : Modèle avant d'ouvrir le fichier pdf joint


Pour y accéder, il suffit de cliquer sur l’icône matérialisant le lien. On retrouve donc

les informations liées au mode opératoire défini par l’entreprise.

Figure 11 : Modèle après avoir ouvert le fichier joint

L’avantage du logiciel Navisworks est l’intégration du planning à chaque élément de

l’ouvrage (modélisation 4D). En effet, il est possible de simuler l’avancement du chantier.

Cela permet de visualiser les réelles contraintes que l’on retrouvera sur le chantier et qui n’ont

pas été décelées en phase conception. On imagine facilement l’intérêt que peut représenter ce

genre d’outil s’il est consultable sur le chantier. Un chef de chantier peut l’utiliser comme

support de communication pour la réalisation des tâches de la journée et insister sur la

sécurité à mettre en place.

En revanche le problème est qu’il n’est pas possible d’exporter ce fichier sous format

IFC. Par conséquent, l’ajout de données par le biais de ce logiciel ne peut être utilisé dans la

maquette numérique centrale par la suite.


Figure 12: Modèle avant intervention dans la zone

Figure 13 : Réalisation du mur extérieur de gauche


Figure 14 : Réalisation du mur extérieur de droite

Figure 15 : Réalisation du pré-mur


Figure 16: Réalisation du plancher


b) Niveau 2 : Intégration d’un mode opératoire animé

i. Objectif

Le second niveau de l’intégration de l’aspect sécurité dans la maquette numérique est

d’intégrer un clip vidéo reprenant les principes de sécurité appliqué à une situation donnée.

L’objectif ici est d’intégrer la vidéo directement dans la maquette numérique et analyser

comme précédemment si dans un premier temps la manipulation fonctionne et surtout si on a

une conservation de la donnée.

ii. Réalisation d’un clip vidéo adapté à une situation du chantier

Nous avons donc été amenés à réaliser un clip vidéo en utilisant le logiciel Sketchup.

Nous l’avons utilisé car ce logiciel permet de dessiner facilement des volumes 3D. De plus il

est possible d’importer la maquette numérique de Allplan dans Sketchup ce qui évite de

devoir redessiner entièrement le bâtiment. Enfin, nous avons pu constater un réel manque du

côté des fournisseurs de matériel à modéliser leurs produits en format IFC. Très peu sont à la

disposition des entreprises. Cela est pourtant un des prérequis indispensable si l’on veut

représenter les situations sur un chantier précis. C’est pourquoi nous avons été contraints de

dessiner par nous même les étais ou les garde-corps sur Sketchup afin de proposer une

démonstration cohérente.

Ainsi, nous avons pu créer une vidéo mettant en lumière l’importance de la procédure

de manipulation des garde-corps avant la pose du prémur de façade. Ces manipulations vers

ces logiciels prennent tout leur sens car elles nous permettent de créer une vidéo appliquée

directement au chantier ABV.

Figure 17 : Vidéo mettant en lumière l'importance des garde-corps et leur mise en place en vue de réceptionner un pré-mur


iii. Dans Tekla BIMsight

Comme on peut le voir ci-dessous, il est possible de relier la vidéo que nous avons

réalisée à la paroi concernée dans le projet ABV. Après avoir ouvert la maquette numérique

en format IFC, nous pouvons importer notre fichier et le lier avec le point singulier que l’on a

choisi. En cliquant sur l’icône, la vidéo s’ouvre et l’utilisateur peut découvrir l’information

que l’on a voulu transmettre.

Figure 18 : Lien vers la vidéo dans Tekla BIMsight

Un des avantages de Tekla BIMsight est qu’une fois que l’on a apporté un document

multimédia à la maquette numérique, on peut enregistrer le tout sous forme de package. Ainsi

lorsque que l’on veut consulter ce document sur un autre PC, on retrouve bien la vidéo et la

visualisation se passe sans problèmes. En revanche ce logiciel ne permet pas d’enregistrer

sous format IFC. Le fichier est sauvegardé en un format TBP, propre à Tekla BIMsight. On

ne peut donc pas réutiliser cet apport de donnée sur les logiciels de conception classique tel

que Revit ou Allplan.


Tekla BIMsight

.IFC Doc multimédia

PDF, Word, Vidéo ...

.IFC Documents lisibles sur tout

logiciel avec .IFC

Objectif à atteindre :

Tekla BIMsight



. TBP Documents externes transportés

avec ce format mais seulement

lisibles sur logiciels Tekla

Observé actuellement :


iv. Avec le logiciel Navisworks

Nous avons réalisé le même travail en utilisant le logiciel Navisworks. On observe sur

l’image ci-dessous qu’on retrouve le lien vers la vidéo voulue. Ce lien est annexé directement

à la paroi souhaitée.

Après avoir enregistré le fichier avec le lien vers la vidéo en format .nwd, nous avons

tenté de lire ce même fichier à l’aide d’un autre ordinateur. Il s’avère que le fichier s’ouvre

bien dans Navisworks et qu’on y voit bien le bâtiment ainsi que l’icône indiquant la présence

d’un lien sur le mur choisi. Cependant en cliquant sur le lien, il est impossible de lire cette

vidéo car l’ordinateur ne retrouve pas le chemin d’accès vers celle-ci. On a donc une perte

d’information que l’on n’a pas observée avec Tekla BIMsight. La vidéo n’est pas intégrée

dans le fichier. De plus, ce logiciel ne permet pas d’enregistrer le fichier sous format IFC. Il

est donc impossible de réutiliser le fichier dans Revit ou Allplan.

Navisworks serait donc plus utile pour visualiser le bâtiment en 3D mais très peu pour

un travail collaboratif.


C:// ou

http://

Navisworks



.IFC Documents inclus et

lisibles sur tout logiciel

avec .IFC


Navisworks



.NWD Seulement des liens hypertexte

externes vers les documents



v. Perspective d’utilisation

L’utilisation de ce niveau d’intégration de la sécurité dans le BIM peut apporter une

plus-value pour les opérationnels sur le chantier. En effet, imaginons que les équipes sur le

terrain disposent dans la base vie d’un écran de projection. Le conducteur de travaux pourrait

alors intégrer les vidéos qu’il souhaiterait en fonction de l’avancement de son projet sur des

points singuliers qui vont être traités dans la semaine. Ainsi la maquette deviendrait un

support d’explication lors du quart d’heure sécurité. Chaque ouvrier serait alors amené à

mieux se représenter sur son espace de travail et connaître à l’avance quels sont les éléments

de sécurité ou les modes opératoires à adopter en fonction de l’avancement du chantier ce qui

serait plus pédagogique qu’un ensemble de plans 2D affichés au mur.

Cependant il est difficilement envisageable de réaliser ces vidéos pour chaque ouvrage

élémentaire d’un chantier. Il reviendrait alors au conducteur de travaux ou au chef de chantier

de cibler des points clés qui seraient développés par le biais de la maquette numérique.

Malgré tout, dans l’optique d’une maquette centralisant les informations d’un projet, il

est possible de visualiser les liens que nous avons vus dans les deux premiers niveaux

d’intégration du PPSPS dans le BIM directement sur tablette (Support qui serait pertinent sur

le chantier). En effet, en affichant les propriétés de l’élément, on retrouve les liens vers des

documents clés tels que fiche sécurité, plan de pose, mode opératoire que ce soit en version

pdf ou une vidéo comme le montre l’image ci-dessous.

Pour arriver à ce résultat, nous avons dû contourner certaines barrières. Nous avons

téléchargé l’application BIM 360 Team d’Autodesk (Editeur de Autocad, Revit ou encore

Navisworks). L’avantage de cette application réside dans sa compatibilité avec Navisworks.

Nous avons réutilisé le fichier Navisworks contenant les liens vers pdf ou la vidéo précédente

pour ensuite pouvoir le visualiser sur l’application. L’un des problèmes que nous avons

rencontré réside dans l’accès aux documents. Comme Navisworks n’intègre pas directement

Figure 19 Visualisation des liens à l'aide de l'application BIM 360 Team


les liens dans le fichier, nous avons contourné cela en hébergeant les fichiers pdf sur un

hébergeur en ligne et posté la vidéo sur Youtube. Ainsi en disposant d’une connexion internet,

nous sommes redirigés vers les documents sans soucis. L’idéal serait de ne pas avoir à passer

par ces étapes. L’emploi du fichier IFC devrait pouvoir centraliser à terme l’ensemble de ces

documents et les rendre accessibles sans avoir recourt à une connexion internet.

Figure 20 Capture d’écran du menu des propriétés donnant accès aux liens, vu depuis

un smartphone


c) Niveau 3 : Immersion dans la maquette BIM à l’aide de la réalité virtuelle

i. Objectif

Le troisième niveau d’intégration du PPSPS et des modes opératoires à la maquette

numérique pourrait être réalisé grâce à la réalité virtuelle. Son objectif serait de pouvoir

visualiser à l’échelle 1, par le biais d’un outil issu de la VR/AR, une situation à un

avancement précis du chantier, qui permettrait aux acteurs de la prévention, conducteurs de

travaux notamment, d’avoir une vision qui se rapprocherait le plus de la réalité, lui permettant

d’ajuster sa méthodologie en terme de sécurité en fonction.

L’intérêt d’un tel démonstrateur par rapport à la maquette BIM serait donc de créer un

outil qui traduirait chaque mode opératoire classique en une simulation VR/AR, qui serait

transportable et applicable pour n’importe quelle maquette BIM d’un projet, et qui permettrait

donc de voir si les moyens de prévention de bases sont suffisants ou si une adaptation par

rapport à une situation précise doit être prévue en amont.

ii. Réalisation d’un démonstrateur à partir d’une situation à risque

Pour toucher du doigt et démontrer tout le potentiel que pourrait avoir cette utilisation

de la VR/AR au service de la prévention, nous avons choisi de nous concentrer sur une

situation à risques, qui serait applicable sur le chantier du projet ABV.

Afin d’appuyer notre choix, nous avons décidé d’analyser les principales sources de

risques d’accidents de travail, et de recueillir des témoignages d’entreprises pour déterminer

quelles étaient pour eux les tâches les plus risquées. Généralement, les accidents constatés par

les entreprises interviennent en cas de non-respect du mode opératoire défini au préalable. De

plus, les statistiques d’accidents de travail dans le BTP en 2015 montrent que la manutention

manuelle et les chutes de hauteur représentent à elles seules 79% du nombre total d’AT.

Suivant la visite d’un chantier de Gros-Œuvre en cours et avec le témoignage d’un

conducteur de travaux sur ces deux principales sources d’accidents, nous avons décidé de

porter notre étude sur la pose d’un prémur en RDC, avec un talutage au niveau du mur en

sous-sol, sur lequel il viendra se plomber.

Figure 21 Répartition des arrêts de travail dans le BTP

suivant l'origine de l'accident (selon l'Assurance Maladie)


En vue de l’utilisation de cette tâche pour notre démonstrateur VR/AR, nous avons

décidé d’établir un scénario complet, sous la forme d’un organigramme logique, en

décortiquant tout le processus en micro tâches simples (cf annexe Scénario).

Si l’action (un test dans l’organigramme) n’est pas réalisée en suivant les règles de

sécurité, une boucle empêche de passer à l’étape suivante : le fait que l’utilisateur atteigne la

fin de l’organigramme implique que tous les risques potentiels ont été identifiés et

appréhendés et que la tâche devrait être réalisée en toute sécurité, sans que l’utilisateur n’ait à

prendre d’initiatives.

L’utilisation du démonstrateur en VR/AR, qui suivra cette logique, viendra ensuite

confirmer, ou non, que ce sera également le cas dans le cadre d’un chantier précis ayant des

contraintes spécifiques, en l’intégrant dans la maquette numérique.

Pour illustrer le potentiel d’un tel démonstrateur, nous avons choisi de cibler une étape

qui nécessite de prendre en compte les contraintes provisoires du chantier à un instant t. Il

s’agirait d’amener l’utilisateur du démonstrateur à réfléchir dans un contexte précis au

matériel ainsi qu’à toutes les opérations nécessaires avant de pouvoir élinguer et positionner

les différents prémurs qui vont constituer le voile ci-dessous. En l’occurrence, l’utilisateur

aurait déjà réalisé tous les tests de la tâche préparation de la zone de pose (cf Annexe

Scénario) sauf le déplacement de la ligne de garde-corps (qui l’empêche donc de passer à

l’étape suivante).

iii. Utilisation du démonstrateur

L’utilisation du démonstrateur est illustrée dans la vidéo jointe au rapport, le résultat

étant difficile à transmettre par de simples mots.

On se rend alors très bien compte du potentiel d’un tel outil par l’immersion, qui va

rendre compte d’interactions qui prendront tout leur sens ici (exemple de la chute de

l’utilisateur sur un étais en place, chute depuis le haut du mur etc).

Figure 22 Extrait du scénario produit


iv. Interopérabilité

De même que pour la création de la vidéo dans la partie précédente de ce rapport, nous

avons dû modéliser certains éléments à l’aide de Sketchup pour pouvoir disposer d’une

situation provisoire la plus réelle et précise possible. Le passage de Sketchup vers Allplan est

nécessaire pour transformer le fichier en format IFC. Contrairement à Revit, il est possible

d’importer un modèle Sketchup sur Allplan. En revanche les outils que nous avons dessinés

ne sont en aucun cas normés. Cela soulève encore une fois le manque qu’il existe dans le

domaine de la part des fournisseurs.

En effet Sketchup étant un logiciel de dessin, on ne peut en aucun cas y ajouter de la

donnée concernant la résistance ou les caractéristiques des étais par exemple. L’idéal serait de

disposer de ces éléments provisoires de chantier modélisé par les fournisseurs en format IFC.

Ceci permettrait d’avoir un ajout de données utile à la maquette numérique puisqu’on pourrait

par exemple sélectionner les étais en fonction de leurs capacités réelle de reprise des efforts et

non simplement les représenter comme c’est notre cas. Par conséquent, le conducteur de

travaux pourrait se charger d’approvisionner le matériel adéquat sur le chantier et ainsi éviter

toute mégarde quant à la mauvaise utilisation du matériel sur le chantier.

Il serait donc préférable de disposer de ces éléments pour avoir recours directement

aux logiciels de CAO (Revit, Allplan), plutôt que d’ajouter de la donnée de DAO qui

n’apporte qu’une représentation visuelle.

En important le modèle Sketchup sur Allplan, nous sommes censés pouvoir exporter le

fichier en format IFC. Cependant nous avons eu un souci sur cette étape mais nous n’avons

Figure 23:Aperçu 3D de la situation appliquée au chantier ABV, déplacement des garde-corps provisoire pour pose du

pré-mur


pas réussi à identifier la source du problème. Nous sommes donc passé par le format 3ds qu’il

est possible d’importer sur Navisworks pour ensuite transformer le fichier en format fbx,

utilisable pour réaliser le démonstrateur de réalité virtuelle. Comme on peut le constater, pour

arriver à nos fins il est nécessaire de passer par plusieurs logiciels. Ceci démontre le problème

d’interopérabilité entre ceux-ci à l’heure actuelle, et que nous sommes encore loin de ne

pouvoir travailler qu’avec un fichier au format ifc.

En résumé, voici un schéma récapitulant les étapes que nous avons suivies pour

fournir un fichier exploitable par la société PRISTIMANTIS en vue de réaliser le

démonstrateur en réalité virtuelle :

v. Réalisation du démonstrateur

Afin de transmettre clairement nos attentes concernant la réalisation de ce

démonstrateur, nous avons réalisé un cahier des charges pour PRISTIMANTIS (cf Annexe

Cahier des Charges).

vi. Analyse du démonstrateur

L’avantage que représente la réalité virtuelle réside dans la facilité de mise en situation

à un moment donné dans un environnement précis. L’utilisateur va pouvoir interagir avec

différents éléments comme s’il était sur le chantier. D’un point de vue pédagogique cela

représente un gros potentiel puisqu’il est possible de simuler les chocs avec des objets (chute

causée par un étais au sol, chute de hauteur) ou les interactions du vent lors de la manutention

Navisworks .FBX

Logiciel réalité

virtuelle

Allplan

.SKP .IFC

.3DS



Allplan Logiciel réalité

virtuelle .IFC


de prémurs. En captant les mouvements de l’utilisateur, ceux-ci sont recréés dans

l’environnement virtuel. Cela permet de corriger ses gestes. Par exemple, dans notre

démonstrateur, nous avons placé les réservations pour les garde-corps trop loin ce qui permet

de mettre en avant l’importance de leur implantation avant le coulage de la dalle.

Il est reconnu d’après une vidéo de promotion de la réalité virtuelle dans le BTP par

Bouygues Construction que 20% des ouvriers auront tendance à retenir après un délai de 15

jours des informations expliquées à partir de plans alors que 80% seront capables de

retranscrire ces même informations en ayant pratiqué la situation.


Conclusion

En conclusion, le PPSPS à l’heure actuelle n’est pas intégré dans la maquette

numérique. Nous avons donc mis en avant trois axes d’amélioration pour pallier cette

situation. L’intégration de rappels de sécurité sous forme de lien vers un fichier pdf ou des

modes opératoires animés, semble être une solution envisageable à court terme, facile à mettre

en place, et pertinente dans l’esprit d’une maquette collaborative, qui serait également une

base de données pour tous les acteurs d’un projet. L’utilisateur bénéficiera des informations

particulières au chantier à portée de main grâce à ces liens sur des éléments de la maquette,

pouvant être utiles au management sur chantier notamment grâce l’utilisation de la tablette.

En revanche à long terme, le format IFC devra être le support pour une maquette

numérique (BIM niveau 3) intégrant l’ensemble des aspects de l’acte de construire et

notamment la prévention des risques. Il devra permettre de fluidifier le workflow. En allant

plus loin, le recours à la réalité virtuelle pourrait permettre à l’usager de s’immerger

directement dans celle-ci en visualisant en amont les éventuels risques liés aux modes

opératoires retenus et de s’adapter aux contraintes particulières d’un chantier. A terme, un tel

démonstrateur VR/AR devrait pouvoir s’adapter sur chaque maquette IFC ce qui n’a pas été

notre cas. Ceci nécessite une normalisation de l’ensemble de la profession pour fournir

l’ensemble des pré-requis (Matériel provisoire de chantier sous format IFC, interopérabilité

entre les différents logiciels ...).

La VR/AR serait donc en somme un très bon outil essentiellement pour la formation,

afin de sensibiliser les différents acteurs d’un projet sur l’adaptation de mode opératoires sur

un projet spécifique avec toutes ses particularités.


Entretiens réalisés :

• Mardi 28 Février : Vincent GIRAUDEAUX, YSEIS, société de service en

prévention sécurité et Olivier VALLEE, maître d’œuvre SARL CARRE

D’AIRE.

• Jeudi 2 mars : Jean-Baptiste DOUSSET, Conducteur de travaux COLAS

Centre Ouest, Agence Saint Herblain

• Vendredi 3 Mars : Jean-Luc DUTHEIL, société en VR/AR COTEREV et

Adeline David, responsable QHSE de l’entreprise ZANELLO

• Lundi 6 Mars : Pascale COMMUN, directeur Département BIM de Vinci

Construction Grands Projets

• Mercredi 8 Mars : Emmanuel CLAIRIN, conducteur de travaux de l’entreprise

CMEG

• Mercredi 8 Mars : Emilie LEGATHE, responsable du bureau d’études de

l’entreprise EIFFAGE Construction Basse-Normandie, accompagné

d’Emmanuel JAMES pour la prévention et Cyril MARTIN pour les méthodes


ANNEXES

Organigramme logique de la pose d’un

prémur en sécurité

Légende :

Tâch

e p

rin

cip

ale

Test logique avec

comme réponses

OUI ou NON

Tant que TOUS les différents tests d’une

tâche principale ne seront pas réalisés par

l’utilisateur du démonstrateur, il ne

pourra pas accéder à la tâche principale

suivante

Action à effectuer

NON

OUI

Les tests représentent (dans une

grande majorité) un risque, et

permettent de tester si l’utilisateur a

bien appréhendé ce risque et effectué

les actions de prévention adéquates

Dépôt du RACK sur la zone

de stockage prévue

Zone dégagée ?

(2.50 x 20m) Enlever objet gênant

OUI

NON

Sol stable ?

Horizontal ? Aplanir la zone

NON

OUI

Stabilisation du RACK

Préparation de la zone de pose avant

manutention du prémur : effectuer

toutes les actions pour préparer la pose

du prémur

Plan de préconisation

fournisseur lu ? (nombre

d’étais, longueurs ?)

Lire préconisation

Port des EPI ?

NON

OUI

Traçage de l’implantation

du produit ?

Traçage à effectuer

Armatures d’attente

présentes ? Verticales ?

Alignées ? Non crossées ?

Scellement chimique,

Redressage, Pas

d’extrémité libre NON

OUI

Outillage présent en nbre

suffisant sur la zone de pose ?

(étais, plateforme, cales,etc)

S’assurer de la présence

de l’ensemble des outils

nécessaires

Mettre ses EPI

OUI

NON

OUI

NON

NON

Pré

par

atio

n p

réal

able

D

éch

arge

me

nt

des

pré

mu

rs s

ur

site

P

rép

arat

ion

de

la z

on

e d

e p

ose

des

pré

mu

rs

Coupures, empalement

Renversement de l’ouvrage, écrasement

Garde-corps déplacés hors de

la zone de pose du prémur ?

Couvrant toute la zone de

pose ?

OUI

NON

Déplacer les garde-corps

du mur N-1 sur toute la

longueur de la zone de

pose

NON

OUI

Cales placées en zone de pose ? Placer les cales

correctement (surface

plane)

NON

Elingage du prémur

Utilisation d’un moyen d’accès

en hauteur adapté et sécurisé ?

Arrêt de la tâche et utilisation

d’un échafaudage roulant ou

plateforme MCI

NON

OUI

OUI

Elingues formant un angle de

60°

OUI

Longueur élingues ≥ longueur

prémur NON

Capacité max des élingues

supérieure au poids du prémur ?

Longueur élingues ≥ longueur

prémur NON

OUI

Présence de cordes pour guider le

prémur lors de la manutention ?

Installation de cordes aux extrémités NON

OUI

Vitesse du vent < 50 km/h ? Arrêt de la tâche

OUI

NON

Etais fixés dans la

dalle ? Fixer les étais dans la dalle

Pré

par

atio

n à

la m

anu

ten

tio

n d

es p

rém

urs

Heurts, écrasements


Rupture de l’élingue, heurts, écrasements

Rupture de l’élingue, heurts, écrasements

Chutes de hauteur


Chutes de hauteur


Chef d’équipe dans champs de

vision du grutier ?

Si impossibilité,

communication par

talki walkie

OUI

NON

Positionnement du prémur au

niveau de son emplacement

avec utilisation des cordes

Compagnons en sécurité par rapport

aux chutes de hauteur (constamment

derrière garde-corps) ?

Retour à la sécurité NON

Etais fixés en nombre suffisant ?

Ancrés au bon endroit ?

Se référer au plan de

préconisation du fabricant +

Fixation dans les douilles prévues

dans le prémur

OUI

NON

Arase haute correctement

alignée ? Aplomb du mur

respecté ?

Réglage étais

NON

OUI

Mise en place des

calfeutrements + arrêt

bétonnage

Déselingage prémur

OUI

Utilisation plateforme adaptée et

sécurisée ?

Arrêt de la tâche en attendant

l’utilisation de la plateforme

adaptée

NON

OUI

Utilisation de

ventouses

Positionner des

ventouses sur le

prémur

OUI

NON

Man

ute

nti

on

et

po

siti

on

ne

me

nt

de

s p

rém

urs

Fe

rrra

illag

e

Chutes de hauteur



Chutes de hauteur



Mise en place du ferraillage de

liaison

Bétonnage du prémur


sécurisée ?



adaptée

Mouiller l’intérieur des prémurs ?

NON

OUI

OUI

Mouiller NON

Remplissage uniforme sur toute la

longueur ?

Ne pas bétonner sur toute la

hauteur mais en couches

successives

OUI


sécurisée ?



adaptée

NON

Température > 15 °C OUI

Hauteur de coulage > 70 cm ?

NON

Hauteur de coulage > 50 cm ?

Continuer

OUI

NON

Continuer

NON

OUI

Arrêt de coulage,

attente de la prise du

béton

Bétonnage effectué sur toute la

hauteur du mur ? NON

OUI

OUI NON

Bé

ton

nag

e d

es p

rém

urs

Ruine de l’ouvrage

Ruine de l’ouvrage

Chutes de hauteur

Chutes de hauteur

Mise en place des

attentes en U en tête de

mur

Arrêt de la tâche en

attendant l’utilisation

de la plateforme

adaptée

Utilisation d’une plateforme

adaptée ?

Potelet de garde-corps mis en

place dans les fourreaux

métalliques intégrés en tête de

prémur ?

OUI

NON

OUI

Mettre en place la

sécurité NON

Eléments structurels permettant

d’assurer du contreventement de

l’ensemble du prémur ? (Plancher

N+1)

OUI

Désetaiement

NON

Attendre la mise en

place du plancher

supérieur

Dé

seta

ime

nt

Chutes de hauteur

Chutes de hauteur

Ruine de l’ouvrage écrasement

Cahier des charges démonstrateur

La tâche principale du scénario où le démonstrateur évoluera sera Préparation de la zone de

pose du prémur (cf Scénario détaillé) : on supposera que 5 des 6 micro-tâches permettant de passer

ensuite à la tâche principale Préparation à la manutention des pré murs auront déjà été effectués

par l’utilisateur, sauf celle du déplacement des gardes corps. Un message contextuel devrait donc

expliquer cela à l’utilisateur : la liste des 5 tâches déjà remplies serait affichée, informant donc à

l’utilisateur qu’il lui reste une action préventive à effectuer afin de passer enfin à la tâche principale

suivante. Une interaction (bouton affiché ?) permettrait à l’utilisateur de soumettre sa volonté de

passer à la tâche suivante : à cet instant donc, s’il essaye, un message lui indiquerait qu’il lui reste

une action à effectuer.

L’objectif du démonstrateur sera donc d’amener l’utilisateur à réfléchir sur la bonne position

des gardes corps installés en zone de pose des pré-murs, c’est à dire par lui-même :

qu’il ait le réflexe d’apercevoir que ces garde-corps sont toujours positionnés dans

les réservations du pré mur inférieur,

qu’il faut donc installer une nouvelle ligne de garde-corps dans les réservations du

plancher,

pour ensuite enlever ceux du pré mur inférieur, permettant ainsi d’installer et de

positionner les nouveaux pré-murs correctement et en toute sécurité.

Pour compléter cette micro-tâche, l’utilisateur, en vue première personne, devra :

implanter une nouvelle série de gardes corps, dans les réservations prévues dans le

plancher, en interagissant depuis un stock de gardes corps précédemment amené

dans la zone de travail vers ces réservations dans le plancher (on pourra placer

directement des trames potelets+lisses d’une longueur égale à celle entre les

réservations du plancher). Une condition de succès sera notamment d’en poser sur

toute la longueur de pose de pré murs prévue.

Interagir avec les gardes corps existant dans les pré-murs inférieurs afin de simuler le

fait de les retirer, en veillant bien à rester en sécurité derrière la nouvelle ligne de

garde-corps

Figure 1 Visualisation 3D de la zone où s'effectuera la pose des pré murs (et donc la zone du démonstrateur)

Les dangers et risques mis en avant par ce démonstrateur (au-delà de l’aspect formateur d’un

point de vue méthodologique) seront :

Les chutes de hauteur de l’utilisateur depuis la zone, soit parce qu’il a enlevé une partie des

garde-corps déjà présents avant d’avoir implantés les nouveaux, soit parce qu’il a basculé de

l’autre côté des gardes corps en voulant en enlever

Chutes de plain-pied en heurtant un objet présent (ex : reculer dans un étai pré fixé au sol)

Des pièges pourraient être présents dans le démonstrateur :

Justement par rapport aux étais présents dans la zone de pose où l’utilisateur pourrait chuter

Emettre l’hypothèse, pour cet exemple-ci, que les réservations dans le plancher ont été

prévues trop éloignées du pré mur (et donc retranscrites comme tel dans la maquette) et

que l’utilisateur se rende compte physiquement de ce problème en essayant de retirer, sans

succès, l’ancienne ligne de garde-corps depuis la nouvelle ligne implantée dans ces

« mauvaises » réservations (mettrait en avant le fait que le démonstrateur puisse déceler ces

problèmes pratiques à partir de la maquette, et bien avant l’implantation réelle de ces

réservations).