Évaluation du niveau de développement des maquettes numériques du BIM pour les

Évaluation du niveau de développement des maquettes numériques du BIM pour les entrepreneurs spécialisés de la construction au Québec par Valentin MARCHIONI MÉMOIRE PRÉSENTÉ À L’ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE COMME EXIGENCE PARTIELLE À L’OBTENTION DE LA MAÎTRISE AVEC MÉMOIRE EN GÉNIE DE LA CONSTRUCTION M. Sc. A. MONTRÉAL, LE 05 SEPTEMBRE 2018 ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE UNIVERSITÉ DU QUÉBEC Valentin Marchioni 2018 Cette licence Creative Commons signifie qu’il est permis de diffuser, d’imprimer ou de sauvegarder sur un autre support une partie ou la totalité de cette œuvre à condition de mentionner l’auteur, que ces utilisations soient faites à des fins non commerciales et que le contenu de l’œuvre n’ait pas été modifié. PRÉSENTATION DU JURY CE MÉMOIRE A ÉTÉ ÉVALUÉ PAR UN JURY COMPOSÉ DE : M. Daniel Forgues, directeur de mémoire Génie de la construction à l’École de technologie supérieure Mme Danielle Monfet, présidente du jury Génie de la construction à l’École de technologie supérieure M. Gabriel Lefebvre, membre du jury Génie de la construction à l’École de technologie supérieure IL A FAIT L’OBJET D’UNE SOUTENANCE DEVANT JURY ET PUBLIC LE 28 AOÛT 2018 À L’ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE REMERCIEMENTS Je tiens tout d’abord à remercier mon directeur de recherche, M. Daniel Forgues, professeur à l’École de Technologie Supérieure, pour m’avoir guidé et donné l’opportunité de mener à bien ce projet grâce à ses conseils avisés et au partage de son expertise et de son temps. Je tiens également à remercier la Corporation des Entrepreneurs Généraux du Québec (CEGQ) et l’organisme MITACS pour le soutien financier accordé, avec une attention particulière à M. Luc Martin, vice-président exécutif de la CEGQ jusqu’au 2 Juin 2017, pour sa collaboration et son implication dans l’avancement du projet. Je souhaite exprimer toute ma gratitude envers les intervenants issus des différentes entreprises ayant participés aux entrevues qui ont acceptés de partager leur expérience et leur temps, sans qui ce projet n’aurait été possible. Enfin je remercie toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à la réalisation de ce projet par leurs conseils, leurs contacts et leurs informations. ÉVALUATION DU NIVEAU DE DÉVELOPPEMENT DES MAQUETTES NUMÉRIQUES DU BIM POUR LES ENTREPRENEURS SPÉCIALISÉS DE LA CONSTRUCTION AU QUÉBEC Valentin MARCHIONI RÉSUMÉ L’industrie de la construction est décriée pour ses processus inefficaces, les dépassements de coûts et de budgets fréquents et les relations conflictuelles entre les acteurs des projets. La modélisation des données du bâtiment (BIM pour Building Information Modeling), avec l’utilisation d’outils technologiques au centre de pratiques collaboratives, semble s’imposer comme la solution à l’ensemble de ces problèmes. Cependant, son intégration récente dans un domaine empreint à la résistance aux changements pose de nombreuses difficultés. Dans ce mémoire, il est question d’approfondir la notion clé pour la création et le partage d’informations : les niveaux de développement (LOD pour Level of Development) et de comprendre quels sont les bénéfices d’une collaboration précoce entre les concepteurs et les entrepreneurs spécialisés. L’objectif de cette recherche est d’identifier les besoins des entrepreneurs spécialisés, en termes de contenu des maquettes numériques, pour améliorer les processus liés au BIM lors de la communication entre les différents acteurs et l’exploitation des maquettes pour la réalisation de la construction. L’étude est menée en deux phases. Une première phase exploratoire consiste à rencontrer une série d’entrepreneurs spécialisés de domaines variés afin de recueillir et d’exposer les enjeux auxquels ils font face, leurs connaissances sur certains concepts du BIM, leur collaboration avec les autres parties prenantes et leurs attentes en lien avec les maquettes numériques des concepteurs. De ce premier volet se dégage dix-huit points clés à approfondir pour avoir une meilleure compréhension des processus de collaboration et de partage de maquettes numériques. Pour se faire, la deuxième partie de la recherche consiste à discuter de ses notions clés avec un architecte, un ingénieur, un entrepreneur général et un entrepreneur spécialisé reconnus pour leur implication et leur expertise en BIM dans une même discipline : la mécanique, électricité, plomberie (MEP). Trois enjeux majeurs sont identifiés à partir de ces discussions : l’absence de contrats adaptés aux pratiques collaboratives préconisées par le BIM, la difficulté d’adaptation au déplacement de la charge de travail plus tôt dans le projet et le manque de maturité BIM dans l’industrie de la construction québécoise. Pour conclure, des pistes de recherche sont proposées pour combler ces lacunes, identifier d’autres problématiques sur le sujet et combler le manque de documentation, notamment au niveau du BIM pour les utilisateurs finaux. Mots clés : MDB, Niveau de développement, Niveau de détail, Entrepreneur spécialisé, Maquette numérique, Collaboration. EVALUATION OF BIM DIGITAL MODEL LEVEL OF DEVELOPMENT FOR SPECIALIZED CONSTRUCTION CONTRACTORS IN QUÉBEC Valentin MARCHIONI ABSTRACT The construction industry is criticized for inefficient processes, frequent cost and budget overruns, and conflicting relationships among project stakeholders. Building Information Modeling (BIM), with the use of technology tools at the center of collaborative practices, seems to be the answer to all these problems. However, its recent integration in a field marked by common resistance to change pose many difficulties. In this thesis, it is question of deepening key concepts for the creation and the sharing of information: the Levels of Development (LOD) and to understand the benefits of early collaboration between designers and specialized contractors. The objective of this research is to identify the needs of specialized contractors, in terms of digital mock-ups content, to improve the processes related to BIM during the communication between the various actors and the exploitation of the models for the realization of construction. The study is conducted in two phases. A first exploratory phase consists of a series meeting with specialized contractors from various fields in order to gather and expose the issues they face, their knowledge of BIM concepts, their collaboration with other stakeholders and their expectations about designers’ digital models. From this first step, eighteen key points to explore are identified to achieve a better understanding of the processes of collaboration and digital model sharing. To provide that, the second part of the research involves discussing these key points with an architect, an engineer, a general contractor and a specialized contractor recognized for their involvement and expertise in BIM in the same discipline: mechanics, electricity, plumbing (MEP). Three significant issues are identified from these discussions: the absence of contracts adapted to the collaborative practices recommended by the BIM, the difficulty of adapting to the shift of the workload earlier in the project and the lack of BIM maturity in the Quebec construction industry. To conclude, some research prospects are proposed to fill these gaps, to identify other problems about the subject and to fill the lack of documentation, in particular at the level BIM for end users. Keywords : BIM, Level of development, Level of detail, LOD, Specialized contractor, Digital model, Collaboration. TABLE DES MATIÈRES Page INTRODUCTION .....................................................................................................................1 CHAPITRE 1 REVUE DE LITTÉRATURE ............................................................................5 1.1 Building Information Modeling : origine et définition ..................................................5 1.1.1 Difficultés en construction .......................................................................... 5 1.1.2 BIM : technologie, organisation et processus ............................................. 7 1.2 Plan de gestion BIM : un cadre pour le changement. ....................................................8 1.2.1 Identification des buts et des usages BIM ................................................. 10 1.2.2 Définition des processus pour l’exécution du projet et les échanges d’informations .................................................................. 13 1.3 Niveaux de développement (LOD) ..............................................................................15 1.3.1 Définition des LOD................................................................................... 15 1.3.2 LOD, LOd, et autres acronymes ............................................................... 16 1.3.3 Critiques et limites .................................................................................... 19 1.3.4 LOD et entrepreneurs spécialisés .............................................................. 23 1.4 Raisons pour l’intégration des entrepreneurs spécialisés dans la gestion du BIM ................................................................................................24 1.5 Synthèse .......................................................................................................................26 CHAPITRE 2 MÉTHODOLOGIE DE RECHERCHE ...........................................................29 2.1 Phase 1 : Phase exploratoire auprès des entrepreneurs spécialisés ..............................30 2.1.1 Diagnostiquer : Identification du problème .............................................. 30 2.1.2 Planifier les actions : questionnaire et structure du rapport ...................... 31 2.1.3 Appliquer les actions : Collecte des données, analyse et rédaction du rapport .............................................................................. 31 2.1.4 Évaluer le contenu : Validation ................................................................. 34 2.2 Phase 2 : Précisions autour des échanges d’information en MEP ...............................34 2.2.1 Portrait des entreprises .............................................................................. 35 2.2.2 Analyse des données ................................................................................. 36 CHAPITRE 3 RÉSULTATS ET DISCUSSION .....................................................................39 3.1 Phase exploratoire ........................................................................................................39 3.2 Analyse des échanges d’information autour des maquettes numériques en MEP .......44 3.2.1 Présentation des thèmes d’analyse ............................................................ 44 3.2.2 Organisation .............................................................................................. 46 3.2.3 Processus de gestion de l’information ...................................................... 50 3.2.4 Processus de gestion de la maquette ......................................................... 52 3.3 Analyse ........................................................................................................................54 3.4 Discussion ....................................................................................................................55 XII CONCLUSION ........................................................................................................................57 ANNEXE I RAPPORT : ÉVALUATION DU NIVEAU DE DÉVELOPPEMENT DES MAQUETTES NUMÉRIQUES DU BIM POUR LES SOUS- TRAITANTS DE LA CONSTRUCTION AU QUÉBEC .........................61 ANNEXE II RÉSULTATS DES ENTREVUES CONDENSÉS ............................................97 ANNEXE III QUESTIONNAIRE D’ENTREVUE SEMI-DIRIGÉE - PHASE 1 ................128 ANNEXE IV FORMULAIRE DE CONSENTEMENT .......................................................131 ANNEXE V PROTOCOLE D’ENTREVUE ENTREPRENEUR SPÉCIALISÉ – PHASE 2................................................................................................................135 ANNEXE VI PROTOCOLE D’ENTREVUE ENTREPRENEUR GÉNÉRAL, INGÉNIEUR ET ARCHITECTE – PHASE 2 ...............................................................139 ANNEXE VII RÉSULTATS DES ENTREVUES PHASE 2 CONDENSÉS .......................143 BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................170 LISTE DES TABLEAUX Page Tableau 2.1 Entreprises contactées ..........................................................................................32 Tableau 3.1 Variables dégagées de la phase exploratoire ........................................................41 Tableau 3.2 Catégories et thématiques d'analyse de la seconde phase d'entrevues .................45 LISTE DES FIGURES uploads/Ingenierie_Lourd/ marchioni-valentin.pdf

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