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Comment les ingénieurs en structure bénéficient des modèles constructibles

Les modèles constructibles aident les ingénieurs à identifier et éviter les obstacles avant que les équipes de travail débutent la construction sur le site. Découvrez comment l’utilisation du logiciel Tekla pour produire des modèles constructibles peut aider votre firme d’ingénierie en structure à réduire le temps de conception et de révision, contrôler les coûts, améliorer la collaboration entre les parties prenantes, et produire des structures de qualité supérieure. 

La constructibilité, parfois appelée « capacité à construire », représente une technique de gestion des projets d’ingénierie. Son principe consiste à revoir tous les processus de construction, du début à la fin, pendant la phase de pré-construction.  

L’objectif de la constructibilité vise à identifier les obstacles avant même qu’un projet soit construit. Ceci permet de réduire et prévenir les erreurs, les délais et les dépassements de coûts.  

Les ingénieurs produisaient traditionnellement des modèles conceptuels à des niveaux de développement relativement élevés. Les concepteurs tendaient à visualiser les détails comme les joints, placements et connexions en tant que « moyens et méthodes », et ils reportaient leur conception en détail à plus tard au cours du cycle de vie du projet. 

Une modélisation plus complexe plus tôt dans le processus de conception

De nos jours, les conceptions de barres d’armature et de connexions en acier requièrent toutefois une modélisation plus complexe, plus tôt dans le processus de conception. 

Par exemple, la Tour Leadenhall de 225 mètres à Londres, conçue par la firme ARUP à l’aide du logiciel Tekla, impliquait la disposition et la connexion de 9 000 éléments individuels en acier. La portée du projet exigeait une modélisation à un niveau quasi-fabrication de tous les nœuds et connexions architecturales. 

De même, Bechtel et CMC ont conçu le réservoir de gaz naturel liquéfié (GNL) dans la ville de Corpus Christi au Texas. Cette installation constitue un énorme réservoir en acier spécialement conçu avec une capacité de stockage totale d’environ dix millions de mètres cubiques de GNL.  

L’équipe de conception a tiré profit de la fonctionnalité de modélisation BIM de Tekla pour l’estimation, le dessin détaillé et la coordination des barres d’armature. Cette approche a permis d’économiser du temps et de réduire le risque en planifiant la modélisation des barres d’armature en simultané avec la coordination des travaux par les ingénieurs avec les autres corps de métier, assurant des gains de temps et facilitant l’identification et la prévention de problèmes potentiels. 

La compagnie Thornton Tomasetti s’est fiée sur Tekla pour réaliser l’ingénierie des structures de plusieurs bâtiments dans le cadre du projet immobilier de Hudson Yards à Manhattan. Leur projet impliquait l’installation et la connexion de plus de 72 000 tonnes d’éléments en acier. 

Les membres de l’équipe ont affirmé que leur travail se serait avéré impossible sans le niveau de détail fourni par Tekla dès le début du cycle de vie du projet. Ils ont conclu que l’approche du modèle constructible a permis de réduire l’étendue des travaux d’au moins six mois. 

Ces avantages s’appliquent également aux projets conventionnels

Pour les projets semblables à ceux décrits ci-haut, la géométrie complexe exige normalement des modèles constructibles. Cependant, ces avantages s’appliquent aussi aux projets plus conventionnels. 

Par exemple, le positionnement de boulons d’ancrage peut poser tout un défi en termes de planification et coordination. Une équipe peut se référer à une grille de semelle, tandis qu’une autre peut travailler à partir du dessin détaillé d’une platine de base. 

Ceci peut engendrer des interférences dans lesquelles la taille ou la profondeur d’une semelle ne correspond pas au design du boulon d’ancrage, empêchant ainsi le bon enchâssement de ce dernier. De même, le dessin en coupe d’une poutre de fondation peut demander une longueur développée d’armature trop longue pour la semelle. 

Puisque quelqu’un effectuera tôt ou tard la modélisation de ces détails, pourquoi ne pas y procéder de manière proactive au tout début du processus ? Travailler à partir d’un modèle constructible commun prévient des types d’interférences courantes sur le site.  

De nos jours, les modèles de construction structurelle se basent trop souvent sur des hypothèses et des suppositions. Ceci mène fréquemment à des conflits et à des demandes d’information, en plus de causer de la confusion et des délais. 

Cette mauvaise communication a gravement affecté la réputation de la profession d’ingénieur auprès des corps de métier et des équipes sur le chantier. Maintenant que de meilleurs outils sont disponibles, ne devrions-nous pas nous conformer à des normes plus élevées ? 

L’évolution de la conception structurelle

Les méthodes de conception structurelle évoluent depuis les cinquante dernières années. Les ingénieurs ont remplacé leur planche à dessin par des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO), puis par des modèles de données du bâtiment (BIM) en 3D. 

Toutefois, la plupart des intervenants produisent et utilisent toujours des dessins 2D pour construire des structures. Nous devons nous demander quelle est la raison, outre que par simple habitude, derrière cette confiance à l’égard des plans papier. 

À travers le cycle de vie des projets d’architecture, d’ingénierie et de construction (AEC), les équipes produisent et publient une série de dessins 2D indépendants. L’inconvénient de ce processus est qu’au lieu d’ajouter de l’information, on observe une perte de données avec chaque nouvelle version de dessin. 

D’autre part, lorsque toutes les parties prenantes se partagent le même modèle BIM en 3D, les équipes ajoutent de l’information à un modèle commun, améliorant ainsi l’uniformité, l’efficacité et la collaboration. Voilà pourquoi Tekla, BuildingPoint et plusieurs de nos clients croient que les dessins 2D deviennent de plus en plus désuets. 

Les modèles structurels permettent d’économiser du temps et de l’argent

Une partie de l’hésitation actuelle envers l’utilisation de modèles constructibles comme Tekla provient des échéanciers et des budgets serrés auxquels font face les équipes de conception. Cette réticence ne prend pas en compte que les modèles BIM en 3D permettent effectivement d’économiser du temps et de l’argent, aidant les équipes à livrer des projets selon les délais et budgets prévus, avec un niveau de qualité supérieur. 

Les tâches comme la modélisation de connexions ne sont pas chronophages lorsque les équipes tirent profit des fonctionnalités automatisées des logiciels Tekla. Les conceptions de connexions sont paramétriques, permettant aux concepteurs de rapidement les réutiliser, alors que le système concilie des positions et des contextes différents à l’intérieur de la structure. 

Le modèle BIM en 3D peut facilement générer des dessins 2D plus précis, à toute étape du processus. La différence est que, puisque ces dessins sont également paramétriques, ils s’actualisent automatiquement. 

À chaque fois qu’un intervenant met à jour des détails comme les connexions, tous les dessins futurs tiendront compte de la nouvelle géométrie créée par les modifications, avec un suivi de toutes les mises à jour. Les équipes peuvent ainsi être confiantes qu’elles travaillent à partir d’information précise et actualisée. 

Travailler avec des modèles BIM en 3D, tout en générant des listes de matériel et des dessins 2D à jour pour les parties qui en ont besoin, s’avère plus rapide, moins dispendieux et plus précis comparativement aux méthodes traditionnelles. Cela ne signifie pas nécessairement que les ingénieurs n’ont plus besoin de travailler avec les dessinateurs, mais la collaboration entre les parties prenantes s’améliore considérablement. 

Une intégration harmonieuse avec Revit et des normes ouvertes

Tekla Structures s’intègre harmonieusement avec l’application Revit d’Autodesk. Les intervenants peuvent partager des modèles en utilisant le format de fichier ouvert « Industry Foundation Classes » (IFC). 

Trimble offre également l’extension logicielle « Export to Revit » sur son site Web Tekla Warehouse. Trimble et BuildingPoint soutiennent fortement les normes ouvertes BIM. 

Travailler à partir d’un modèle réellement constructible confère aux concepteurs la confiance que leur modèle fonctionnera parfaitement dans le contexte réel du chantier. Cela permet une coordination basée sur une géométrie concrète, en plus d’assurer une vérification des interférences à un niveau de détail plus élevé, plus tôt dans le processus de conception. 

Par exemple, dans le cadre du projet immobilier Port Canaveral Welcome Center, la firme Thornton Tomasetti a travaillé avec MEP pour résoudre les interférences du modèle avant la fabrication. Par l’entremise d’un modèle créé selon la norme LOD 350, l’équipe de conception a détaillé les connexions majeures. L’équipe sur le chantier n’a ensuite procédé qu’à dix demandes d’information pour compléter les travaux. 

Pour le projet d’un hangar sur la base militaire de Quantico, l’équipe de Thornton Tomasetti a utilisé le logiciel Tekla pour modéliser toutes les connexions nécessaires pour une structure énorme impliquant 760 tonnes d’acier. Une seule demande d’information n’a été nécessaire pour compléter la construction. 

La compagnie FLUOR a récemment utilisé Tekla pour modéliser un autre projet structurel, puis elle a tranféré le modèle à un dessinateur de détails. Le modèle constructible a permis de réduire de six à deux semaines le temps requis pour compléter le cycle de détaillage.  

Pour leur plus récent projet, FLUOR a simplement transmis une page de couverture et un modèle Tekla au dessinateur de détails.  L’équipe sur le chantier n’a eu recours qu’à huit demandes d’information pour compléter la construction. 

Les avantages en aval

Les bénéfices en aval liés au travail avec des modèles constructibles incluent des temps de révision et de conception plus courts. L’équipe sur le chantier construit également des structures de qualité supérieure. 

L’utilisation d’un modèle constructible en tant que source unique d’information améliore la collaboration en aval, comprimant ainsi le calendrier de construction. Les dessinateurs de détails peuvent aussi débuter leur travail plus tôt et le compléter avec plus d’assurance. 

Tous les intervenants bénéficient des modèles constructibles

En conclusion, les modèles constructibles ne bénéficient pas uniquement aux ingénieurs en structure. Ils s’avèrent profitables pour tous les intervenants d’un projet, améliorant la réputation de votre équipe et attirant davantage de contrats répétitifs et de recommandations pour votre entreprise.  

Pourquoi ne pas communiquer avec BuildingPoint dès aujourd’hui pour découvrir comment votre entreprise peut utiliser les solutions Tekla afin de créer des modèles constructibles pour vos projets en génie civil ? 

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