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HAL Id: tel-02049857 https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02049857 Submitted on 26 Feb 2019 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Contribution à la mise en œuvre du BIM en rénovation : Proposition d’un Modèle de Maturité BIM spécifique Laurent Joblot To cite this version: Laurent Joblot. Contribution à la mise en œuvre du BIM en rénovation : Proposition d’un Modèle de Maturité BIM spécifique. Génie des procédés. Ecole nationale supérieure d’arts et métiers - ENSAM, 2018. Français. NNT : 2018ENAM0039. tel-02049857 Arts et Métiers ParisTech CNRS, UMR 8201 – LAMIH 2018-ENAM-0039 École doctorale n° 432 : Sciences des Métiers de l’Ingénieur présentée et soutenue publiquement par Laurent JOBLOT le 30 Novembre 2018 Contribution à la mise en œuvre du BIM en rénovation : Proposition d'un Modèle de Maturité BIM spécifique Doctorat ParisTech T H È S E pour obtenir le grade de docteur délivré par l’École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers Spécialité “Génie industriel” Directeur de thèse : Samir Lamouri Co-Directeur de la thèse : Dominique Deneux T H È S E Jury M. Dimitrios Kyritsis (EPFL) Président du jury M. Robert Pellerin (Polytechnique Montréal) Rapporteur Mme Hind Bril-El Haouzi (Université de Lorraine) Rapporteure M. Kary Främling (Aalto) Rapporteur M. Samir Lamouri (ENSAM/LAMIH) Examinateur M. Dominique Deneux (LAMIH) Examinateur M. Thomas Paviot (ENSAM/LAMIH) Co-encadrant de la thèse « Patience et longueur de temps font plus que force ni que rage. » La Fontaine, « Le Lion et le Rat », Fables, Livre II. REMERCIEMENTS Le doctorat est parfois perçu comme une épreuve par certains chercheurs, mais il peut aussi constituer un moment privilégié de réflexion et une étape enrichissante dans une carrière ou dans un processus de formation. Ce fut le cas de cette thèse, mais pour cela il convient d’être entouré de personnes de confiance, toujours force de propositions constructives et possédant de grandes valeurs humaines. Pour toutes ces qualités, ainsi que pour leur disponibilité, les moyens et les encouragements qu’ils ont su m’apporter, je tiens donc à remercier très chaleureusement et très sincèrement, mes directeurs de thèse Samir Lamouri et Dominique Deneux, grâce à qui ce travail a toujours pu se dérouler très sereinement. Ce dernier n’aurait, par ailleurs, pas pu être aussi abouti sans Thomas Paviot, co-encadrant de cette thèse. Il a été l’un des initiateurs de la Recherche en BIM à l’ENSAM et a su me conseiller de manière très avisée. Je suis également reconnaissant envers ce même établissement qui m’a accordé sa confiance en acceptant d’aménager mon service d’enseignement, me fournissant ainsi des conditions de travail en cohérence avec l’ampleur de la tâche à relever. Merci par conséquent aux collègues de Cluny qui ont pallié à certaines de mes indisponibilités, ainsi que pour leurs nombreux encouragements. Les membres du jury m’ont, de plus, comblé en acceptant de traverser la France, l’Europe ou l’Atlantique et en formulant nombre de conseils et remarques qui me seront utiles pour la suite de ce travail. Merci également à mon collègue Thibaud Marcel pour son aide précieuse lors de l’élaboration du site internet ou encore à la quarantaine d’entreprises qui ont répondu à mon enquête ou qui m’ont plus particulièrement ouvert leurs portes comme le Beteg Léon Grosse (69), Architecture Studio (75) ou l’entreprise Bruno SAS (71. D’un point de vue plus personnel, j’aimerais souligner que je ne me serais pas attelé à ce défi sans mes parents qui m’ont transmis l’idée que par le biais du travail, d’une préparation et d’un entourage bien choisi, aucune difficulté n’est, après tout, infranchissable. Je n’oublie pas non plus l’intérêt que mon beau-père a toujours accordé à mon travail ni le soutien qu’il a pu m’apporter dans cette entreprise. Enfin et surtout, au terme de ce parcours, je remercie plus que tout Céline et Romane que j’ai quelque peu délaissées ces 36 derniers mois et qui ont pourtant toujours été à mes côtés. Leur patience, leur écoute constructive et stimulante mais aussi leurs conseils m’ont été extrêmement précieux pour réussir et parfois aussi pour "sortir" de ce travail très riche mais aussi très prenant. SOMMAIRE Introduction générale ............................................................................................ 1 Chapitre 1. Positionnement et enjeux : Le BIM en rénovation ....................... 7 1.1 Le BIM .......................................................................................................... 7 1.1.1 Vocabulaire ................................................................................................................. 7 1.1.2 Historique du BIM ...................................................................................................... 9 1.1.3 Principes généraux et enjeux .................................................................................... 12 1.2 Le secteur de la rénovation .......................................................................... 15 1.2.1 Éléments de vocabulaire ........................................................................................... 15 1.2.1.1 Spécificités françaises ..................................................................................... 16 1.2.1.2 Vocabulaire dans la littérature scientifique ..................................................... 16 1.2.2 Enjeu économique : le marché en France et à l’étranger .......................................... 18 1.2.3 Enjeu sociétal ............................................................................................................ 21 1.2.3.1 Typologie des entreprises ................................................................................ 21 1.2.3.2 Caractéristiques et comportements des acteurs principaux de ce secteur ........ 21 1.3 Problématique de la thèse ............................................................................ 23 Chapitre 2. Etat de l’art : Adéquation BIM/Rénovation ? Niveau d’avancement du secteur pour l’implantation et l’utilisation du BIM ? .... 25 2.1 Littérature scientifique du BIM pour la rénovation ..................................... 25 2.2 Nature et conséquences des investissements liés au numérique .................. 28 2.3 Pertinence du BIM en rénovation ? Analyse SWOT ................................... 30 2.4 Influence des processus métiers du secteur ................................................. 34 2.5 Aides à l’implantation du BIM .................................................................... 35 2.5.1 Bases de management de projet ................................................................................ 36 2.5.2 BIM Project Execution Planning (BEP), ou Conventions BIM ................................ 38 2.5.2.1 Définition d'une Convention BIM.................................................................... 38 2.5.2.2 Références ....................................................................................................... 38 2.5.2.3 Contenu ........................................................................................................... 39 2.5.2.4 Niveaux et nivellement des maturités BIM des contributeurs ......................... 42 2.5.3 Facteurs Clés de Succès (FCS) ................................................................................. 43 2.5.4 Le Lean Construction ............................................................................................... 47 2.5.5 Approche IPD ........................................................................................................... 49 2.5.6 Mise en place d’un modèle coopératif ...................................................................... 52 2.5.7 Modèles de Maturité (MM) ...................................................................................... 53 2.5.7.1 Concepts et définitions .................................................................................... 53 2.5.7.2 Attendus liés à l'utilisation d'un modèle de maturité ....................................... 57 2.5.7.3 Modèles, contenus et sources d’inspiration du BiM²FR proposé .................... 58 2.6 Synthèse de l’état de l’art ............................................................................ 61 Chapitre 3. Observation macroscopique du secteur de la rénovation française : profils, processus et usages des acteurs ....................................... 63 3.1 Enquête / Observation des usages ............................................................... 63 3.1.1 Mise en place d’une enquête ..................................................................................... 64 3.1.1.1 Moyens mis en œuvre ..................................................................................... 64 3.1.1.2 Représentativité de l’enquête .......................................................................... 64 3.1.1.3 Description de l’enquête .................................................................................. 66 3.1.1.4 Questions retenues .......................................................................................... 66 3.1.2 Principaux résultats ................................................................................................... 67 3.1.2.1 Le Groupe A (GRA) ........................................................................................ 67 3.1.2.2 Vision de la 3D et du BIM par les membres du GRA ..................................... 69 3.1.2.3 Le Groupe B (GRB) ........................................................................................ 69 3.1.2.4 Synthèse de l’enquête ...................................................................................... 70 3.1.2.5 Représentation du processus de rénovation le plus couramment décrit par les entreprises interrogées .................................................................................................. 72 3.1.3 Apports de l’enquête et synthèse partielle ................................................................ 75 Chapitre 4. Proposition d’un Modèle de Maturité ......................................... 76 4.1 Objectifs ...................................................................................................... 76 4.2 Méthodologie et orientations du MM proposé ............................................ 77 4.2.1 Principaux choix effectués ........................................................................................ 77 4.2.2 Méthodologie retenue ............................................................................................... 78 4.2.3 Choix d’orientation : le soutien aux entreprises et interentreprises........................... 79 4.3 Thèmes de maturité ..................................................................................... 79 4.4 Formalisme de présentation, échelles de mesure et restitution.................... 82 4.5 Élaboration du questionnaire ....................................................................... 84 4.5.1 Processus de démarrage (IPro) : Questions 1 à 5 ...................................................... 84 4.5.2 Index de Maturité de Convention BIM : Questions 6 à 25 ....................................... 85 4.5.3 Vision prospective : Questions 26 à 28 ..................................................................... 90 4.6 Précisions et exploitations des résultats....................................................... 91 4.6.1 Bloc de questions IPro .............................................................................................. 91 4.6.2 Index de Maturité de Convention BIM ..................................................................... 91 4.7 Synthèse et justifications des choix finaux .................................................. 92 4.8 Validation du modèle : trois profils d’entreprises ....................................... 94 4.8.1 Cas d’une entreprise artisanale ................................................................................. 94 4.8.2 Cas d’une entreprise en cours de réflexion ............................................................... 95 4.8.3 Cas d’une entreprise déjà en BIM ............................................................................. 95 4.9 Bilan détaillé : Exemple d’accompagnement d’une entreprise s’inscrivant dans la démarche BIM ................................................................................... 96 4.10 Déploiement du modèle............................................................................. 99 4.10.1 Développement d’une version web ........................................................................ 99 4.10.2 Diffusion restreinte d’une première version ......................................................... 101 4.11 Premiers retours et synthèse .................................................................... 101 Conclusions générales et perspectives .............................................................. 105 Réponses apportées ......................................................................................... 105 Pertinence et forces d’un Modèle de Maturité BIM spécifique à la rénovation : BiM²FR ................................................................................... 106 Évolutions du modèle ...................................................................................... 107 Perspectives de Recherche ............................................................................... 109 Bibliographie ...................................................................................................... 111 Index des figures ................................................................................................ 131 Index des tableaux ............................................................................................. 133 Glossaire ....................................................................................................... 135 Annexe 1 : La quatrième révolution industrielle : Industrie 4.0 ................... 138 Annexe 2 : Questions retenues pour l’enquête ................................................ 139 Annexe 3 : Liste des entreprises rencontrées .................................................. 146 1 Introduction générale Introduction générale Les nouvelles technologies ainsi que les outils numériques qui les accompagnent, ont progressivement envahi la sphère privée et bouleversé les habitudes de chacun : les enceintes connectées font actuellement, par exemple, leur apparition dans nombre de foyers et les applications domotiques connaissent uploads/Science et Technologie/ joblot.pdf