Dimensions du BIM (2D, 3D, 4D, 5D, multi-D)

Qu’appelle-t-on les dimensions du BIM ?

Un modèle BIM peut être utilisé à des fins spécifiques prédéfinies, communément appelées cas d’utilisation. Selon les exigences de l’étape du projet et la complexité du projet, des paramètres spécifiques sont ajoutés aux informations existantes contenues dans le BIM. Ces ajouts de cas d’utilisation prédéfinis peuvent être décrits comme des dimensions BIM.

Quelles sont les différentes dimensions du BIM (2D,3D,4D etc.) ?

Dimension 2 (2D)
Une démarche numérique et collaborative en Bim n’impose pas systématiquement de travailler en 3D. Il est essentiel d’adapter le format d’un plan qu’il soit papier ou digital en fonction des usages, du lieu, des capacités de lecture des utilisateurs et des outils disponibles.

Les plans 2D dans un format digital ou physique ne portent que des informations dites géométriques dans un plan dit vectoriel. Ils sont un assemblage de « traits ». Dans le cadre d’une démarche de projet en Bim, les plans 2D sont encore régulièrement utilisés notamment en phase d’exécution.

Certains de ces rendus en 2D peuvent être définis comme livrables prioritaires, en particulier pour les missions de contrôle réglementaire qui se font encore massivement en 2D.

Dimension 3 (3D)
Les Plans 3D dans un format digital sont constitués de « briques individuelles » elles mêmes porteuses de 3 dimensions : Hauteur, Longueur, Largeur. Chacune est décrite comme un « Elément » unitaire venant s’accrocher et communiquer avec un « Elément » voisin. Exemple : un tronçon de tuyaux est un élément unitaire venant s’emboiter dans un autre tronçon. Les deux éléments sont communicants grâce à leur géométrie (ils s’emboîtent), mais ils partagent des caractéristiques, des attributs en commun : le débit, la composition des matériaux, etc.

Ces éléments unitaires sont chacun rattachés à une famille : poteau, poutre, tuyau peuvent ainsi être dénombrés et servir de base à l’élaboration de quantitatifs. Ces éléments unitaires sont parfois appelés « Objets Bim ». Depuis quelques années de nombreux industriels et fournisseurs de solutions techniques pour les TP ont édité avec leurs propres moyens des catalogues d’objets Bim ou ont confié ces développements à des tiers réalisant des bibliothèques d’Objets Bim. Ces objets Bim sont utilisés comme support de prescription pour en faciliter l’intégration dans la maquette numérique. Cette démarche de pure prescription consiste à intégrer des détails géométriques et des données techniques sous la forme d’attributs.

Les modèles 3D peuvent également être directement exportés sous la forme de fichiers destinés à la préfabrication, l’impression 3D, l’usinage des pièces sur des machines à commandes numériques.

Dimension 4 (4D)
Ajoutons une donnée temporelle aux trois dimensions géométriques et le projet entre dans une quatrième dimension. La démarche consiste à lier les éléments géométriques avec une information  de planification, ce qui doit permettre à chaque acteur de visualiser dans le temps la durée d’un événement ou la progression d’une phase de construction. Cette gestion différentiée est particulièrement intéressante dans le cadre d’un projet de déconstruction/reconstruction ou réhabilitation afin d’identifier comment l’accessibilité des infrastructures par les usagers pourra être affectée et comment le planning pourra être optimisé afin de choisir le scénario le moins impactant. Cette planification structure le déroulé du projet, l’organisation du chantier et peut par exemple permettre d’optimiser les temps de location d’engins de chantier.

Dimension 5 (5D)
Ajoutons un paramètre de « coût » aux 4 dimensions précédentes pour atteindre la cinquième dimension. La démarche consiste à lier les éléments géométriques et la contrainte « temps » à un « coût » charges financières ou un investissement produit, matériel, équipement, matériaux, ainsi que le coût de la prestation de mise en œuvre et de maintenance que cela représente. En détaillant chaque unité de produit, les concepteurs peuvent établir des scenarii financiers (aménagement de parkings souterrains ou aériens). Ils peuvent choisir celui qui répond le mieux aux contraintes budgétaires ou qui produit la valeur patrimoniale la plus élevée grâce aux services et aux fonctions rendus par un projet d’infrastructure.

Le suivi budgétaire est un enjeu majeur pendant la durée du projet en phase de conception et d’exécution. Les maitres d’ouvrages ont besoin de visibilité s’agissant des évolutions financières potentielles d’un projet et ainsi en estimer les coûts de construction ou obtenir un aperçu de la situation financière d’un projet à un moment donné.

Les Autres dimensions
D’autres dimensions sont évoquées pour prendre en compte des spécificités métiers tel que l’impact environnemental, l’empreinte carbone ou la maintenabilité qui peut être moins appropriée au domaine des TP. Certaines externalités liées aux impacts et bénéfices environnementaux sont d’ailleurs assez mal transcrites à ce jour car difficilement modélisables et interprétables en unité monétaire par exemple. Des analyses de cycle de vie sont cependant réalisées sur la base des attributs dont peuvent être porteurs certains objets Bim : énergie grise consommée, quantité d’eau consommée/volume de produit fabriqué, émissions de CO₂, etc.