La place du BIM dans l’Industrie 4.0

Avec une trentaine de professionnels, Jean Brangé* – a participé à la réalisation d’un Mooc sur l’openBIM réalisé par bSFrance avec le Cnam (inscription ici https://www.fun-mooc.fr/courses/course-v1:CNAM+01050+session01/about). Il est intervenu dans la session « BIM et continuité numérique » pour expliquer le rôle du BIM dans l’Industrie. Nous lui avons posé quelques questions pour mieux comprendre comment le BIM participe à l’Industrie 4.0 et quels enseignements pouvons-nous tirer d’un parallèle entre construction et aéronautique par exemple. 

Quelle industrie tire le plus partie du BIM ?

« Un réacteur nucléaire est un assemblage compliqué d’une structure de génie-civil très complexe – mêlant béton armé, acier, tuyauterie, câbles électriques, équipements de taille importante – dans des espaces confinés et non accessibles pendant le fonctionnement du réacteur. On ne peut donc pas venir y prendre des mesures, vérifier la position d’un équipement ou lire une étiquette au débotté. De plus, il faut régulièrement intervenir sur les réacteurs tous les 18 mois (arrêt de tranche) pour changer le combustible, ou effectuer de la maintenance. Ces opérations doivent être minutieusement préparées et coordonnées pour pouvoir être réalisées dans les meilleurs délais. Cette préparation nécessite de disposer d’une connaissance parfaite des composants présents dans le réacteur, leur positionnement et leur état fonctionnel ou structurel. Or, le BIM sert à produire un jumeau numérique de l’installation et de pouvoir avoir toutes les informations à jour concernant l’état d’un réacteur et de ses composants. Cela permet aux intervenants de pouvoir être sûr de ce qu’ils vont trouver à l’intérieur quand le bâtiment sera ouvert pour les arrêts de tranche.

Pour l’aéronautique, le BIM est utile pour la conception des usines d’assemblage en permettant une optimisation de l’espace et de la construction par rapport à l’avion.

Pour un chantier naval, le BIM peut jouer un rôle sur la conception de l’aménagement des cabines et espaces de vie des navires de croisière : un bateau est avant tout géré comme un système complexe avec une coque, une machinerie, des systèmes de fluides et de ventilations et l’aménagement. »

Quel est le facteur qui différencie les chaines de valeur du BTP et celle de l’aéronautique dans une approche BIM ou PLM ?

« Concernant l’appropriation et le déploiement des méthodes de type BIM ou PLM, la principale différence entre une industrie comme l’aéronautique et le BTP n’est pas la production en moyenne série de l’aéronautique comparée à la production unitaire de bâtiment ou d’ouvrages d’art. D’ailleurs bien souvent les ouvrages d’art font aussi l’objet de petite série. La principale différence qui va influencer la maitrise de la gestion des données est la capacité à valoriser les données.

L’industrie s’est structurée pour produire, échanger et gérer les modèles numériques de l’avion sur son cycle de vie. Il se trouve que dans l’aéronautique l’acteur principal de la chaine de valeur, le constructeur de l’avion (Airbus ou Boeing) est présent tout au long du cycle de vie de l’avion. Il est ainsi à l’origine de la définition de l’avion, de sa construction et de sa maintenance. Il a donc – dès le départ – intérêt à optimiser la maintenance du l’avion. Un avion en service est reconstruit entièrement de l’ordre de 3 fois dans sa vie et les coûts associés sont plus importants que les coûts de fabrication initiale. Cette optimisation de la maintenance est aussi un avantage concurrentiel sur le marché. Les maquettes numériques et la gestion de l’ensemble des données d’ingénierie, de construction et d’exploitation sont donc mises en œuvre par l’avionneur, dès les phases amont des processus, et exploitées pendant tout le cycle de vie avec une valeur ajoutée importante pour le gestionnaire des données.

Dans le BTP le rôle des acteurs dans le cycle de vie d’un ouvrage est beaucoup plus segmenté et il n’y a pas cette continuité de la valeur de la donnée numérique au bénéfice d’un acteur particulier. Or la valorisation des données à un coût initial non négligeable qui aujourd’hui n’est pas pris en compte par la chaine de valeur du BTP. En effet, le maitre d’ouvrage initial n’est généralement pas l’exploitant final du bâtiment, et les concepteurs ne sont pas les constructeurs. Or les rôles de chaque acteur, la répartition des tâches et de la valeur sont en France soumis à une réglementation qui n’a pas pris en compte les apports de la chaine de valeur numérique. Ceci limite les investissements nécessaires au déploiement du BIM. »

Est-ce que l’interopérabilité est un enjeu central pour l’Industrie 4.0 ?

« Les enjeux de l’Industrie 4.0 consistent à orchestrer en temps réel l’ensemble du système productif. Celui -ci est composé de multiples sous-systèmes régis par des protocoles propriétaires ou normalisés par des communautés différentes. L’intégration de l’ensemble des sous-systèmes nécessite de définir un cadre d’interopérabilité des protocoles existants pour pouvoir contrôler l’ensemble et déployer les nouvelles capacités des objets connectés (IOT) et de l’intelligence artificielle (IA). Le cadre RAMI proposé par l’Allemagne est un des cadres de référence disponible pour l’Industrie 4.0. La France collabore avec l’Allemagne pour promouvoir ce cadre de référence en y intégrant les besoins des industriels français. Ces travaux sont aujourd’hui menés au sein de l’AFNOR et de l’Alliance pour l’Industrie du Futur (AIF). Les industriels comme Schneider Electrique jouent un rôle important dans ces négociations. Ce cadre de référence propose des méthodes d’analyse des processus et d’identification des standards pertinents aux cas d’utilisation industriels. C’est une approche similaire à celle de la Smart City pour laquelle nous avons besoin de faire communiquer de nombreux standards sur la construction, les systèmes industriels, les véhicules autonomes, l’efficacité énergétique, les smart grid, la géographie, l’environnement, etc. »

 Vous voulez en savoir plus en 13 min chrono ? Découvrez la séquence « BIM et Industrie » – complétée par une intervention d’Emmanuelle Galichet sur « BIM et nucléaire » – dans le Mooc « Etat de l’art de l’openBIM » : inscription gratuite ici https://www.fun-mooc.fr/courses/course-v1:CNAM+01050+session01/about.

*Jean Brangé est directeur R&D du cabinet Boost qui met en œuvre depuis 15 ans des solutions de plateformes de collaboration dans le cloud pour l’industrie aéronautique basée sur des standards internationaux. Il représente l’Afnet au Conseil d’administration de bSFrance – Mediaconstruct.