UN SUP P LÉMENT THÉMATIQUE DE S MART MEDIA
6 Brandreport INGPHI SA
Concepteurs d'ouvrages d'art Le bureau INGPHI, fondé en 2004, est basé à Lausanne et compte 41 collaborateurs. La croissance du bureau a atteint ces dernières années plus de 20%, ce qui a valu à INGPHI de rejoindre le programme Scale’Up d’Innovaud. Le bureau est certifié ISO 9001 et ISO 14001, notamment pour ses réalisations remarquables en termes d’écologie et de durabilité. TEXTE INGPHI SA
En 13 ans, le bureau a contribué à une grande variété de ponts et bâtiments. En particulier, le bureau s’appuie sur une solide expérience dans les projets innovants (Rolex Learning Center, gares du projet CEVA ou Musée National du Qatar). Pour améliorer continuellement la qualité de ses projets, le bureau s’est spécialisé dans le domaine de la simulation numérique des structures porteuses, de la représentation tridimensionnelle selon BIM, de la résistance des matériaux et de l’application d’innovations à la construction. INGPHI est très actif dans la formation d’apprentis dessinateurs, de sorte qu’il est labellisé Entreprise Formatrice depuis 2007. Il est aussi engagé activement dans de nombreuses associations telles que l’IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering) le GPC (Groupe spécialisé des Ponts et Charpentes de la SIA) et la CUB (Fondation pour la Culture du Bâti). Le pavillon ArtLab, dernière construction de l’EPFL, est un des projets phares du bureau. Ce bâtiment est entièrement dédié à la rencontre entre la science, le public et les arts. Le projet a été développé par l’architecte japonais Kengo Kuma, lauréat du concours organisé en 2012. INGPHI a, de son côté, développé la structure porteuse et la matérialisation du concept architectural. La force du projet est son toit unificateur qui s’étend sur une longueur de plus de 230 m.
Cette toiture est recouverte d’ardoise noire pour rappeler les constructions vernaculaires en pierre. Elle est étendue sur une telle longueur qu’elle atteint presque une dimension dramatique. Cette exagération proposée par l’architecte crée un contraste entre tradition des toitures en pierre et image contemporaine, encore amplifié par les divers pans inclinés de la toiture. Ce contraste caractérise également la structure porteuse qui est composée de 56 cadres espacés de 3.80 m. Cette structure de cadres, simple d’aspect, a cependant nécessité une conception très pointue. En effet, chacun des cadres a une forme différente à cause des divers pans inclinés de la toiture d’une part et pour s’adapter à la largeur des pavillons qui varie entre 6 et 16 m d’autre part. Par souci de respect de l’architecture proposée, une structure porteuse hybride a été développée. Son comportement est influencé par celui d’un cadre central en bois lamellé-collé recouvert d’un cadre en acier composé de tôles perforées. Tous deux sont liés par collage et à l’aide d’ergots métalliques soudés sur les tôles métalliques. L’intérêt de cette structure hybride réside dans le fait que la largeur des cadres reste constante. C’est donc l’épaisseur des plaques métalliques qui varie suivant la portée du cadre; plus la portée augmente, plus l’épaisseur des tôles métalliques augmente. À l’extrême, pour les cadres les plus
sollicités – soit sur les passages extérieurs –, les structures sont principalement en acier. Cela permet d’avoir depuis l’intérieur des pavillons une vision homogène des cadres. Par ailleurs, tous les éléments de toiture et de façade situés entre les cadres ont la même dimension, ils sont standardisés et donc économiquement intéressants. La toiture nord est particulière, car elle constitue la porte d’entrée. Elle est conçue comme un avant-toit en porte-à-faux qui est biais et asymétrique: une structure tridimensionnelle plissée en bois massif renforcée de tiges filetées en acier scellées par une résine époxy. Ce projet, novateur par son programme et sa structure porteuse, l’est également du point de vue de la gestion de la géométrie, du calcul et des plans. Ainsi, la méthodologie BIM a été suivie et l’ensemble de la structure a été généré pour suivre l’intention architecturale. Cette géométrie a été reprise dans un premier temps pour le calcul du bâtiment aux éléments finis. Dans un deuxième temps, le modèle a été transmis à l’entreprise de construction qui a pu l’exploiter pour la fabrication et la découpe des éléments de charpente. Le modèle de la structure complexe a été généré par l’équipe d’ingénieurs et de dessinateurs. Il a été développé par échanges successifs de données, des résultats de calcul et des propositions de matériaux. Le processus BIM de ce projet est devenu le moyen de communication technique et visuel liant les équipes en Suisse et au Japon.
Brandreport Leica Geosystems
Seul un véritable BIM est réellement utile Les secteurs de la construction de l’architecture connaissent une mutation profonde: les nouvelles technologies numériques doivent désormais permettre de réaliser des projets de construction plus efficaces, plus transparents et donc plus avantageux. Cependant, cela fonctionne uniquement lorsque les données utiles correspondantes sont collectées de manière aussi exacte que possible dans le monde réel. Nous avons souhaité savoir comment cela fonctionne avec les experts en techniques de mesure chez Leica Geosystems. TEXTE SMA
BIM: trois lettres qui révolutionnent actuellement l’ensemble du secteur du bâtiment. Cet acronyme désigne les mots «Building Information Modeling» (soit en français «modélisation des données du bâtiment»); il définit une conception 3D, permettant aux participants d’un projet de construction d'accéder au même modèle de conception numérique en temps réel. Celui-ci peut être associé avec différentes caractéristiques spécifiques, comme par exemple les prix unitaires et les dimensions des éléments de construction nécessaires. Cette technique est avantageuse à divers égards: Grâce à BIM, tous les collaborateurs travaillent sur le même modèle et se retrouvent constamment au même niveau d'avancement du projet. Ce gain obtenu en termes de transparence évite ainsi toute surprise déplaisante, comme par exemple une explosion des coûts imprévue durant la phase de construction. «En effet, BIM est le symbole d’un changement de paradigme», souligne également Gilbert Roulier, ingénieur géomètre et expert BIM chez Leica Geosystems. Cependant, afin de véritablement exploiter le potentiel de cette technologie, il est nécessaire de fournir des données précises «du terrain» au modèle BIM tridimensionnel pour ensuite établir les fondements de ce modèle. «On tire pleinement profit de ce modèle uniquement lorsque ce dernier est associé
aux valeurs de référence réelles du chantier» indique M. Roulier. Malheureusement, dans de nombreux bureaux d'études, il est encore d’usage de nos jours de simplement transposer les plans en 2D existants en modèle BIM. Le motif de cette pratique est lié à la crainte du surcroît des dépenses engendrées par la modélisation et la numérisation BIM. «À dire vrai, il s'agit d’une erreur de raisonnement», déclare M. Roulier. Ainsi, on manque l’opportunité de représenter la réalité effective et en effet, il est possible de continuer à travailler aussi bien avec des plans en papier. En comparaison, le niveau de précision est plus faible. «Dans ces cas là, nous parlons de pseudo BIM», explique l’expert. PRÉCIS, TRANSPARENT, SIMPLE À quoi ressemble cependant le «véritable» BIM ? «Dans un flux de travail BIM optimal, en particulier lors des rénovations, les données des chantiers sont recueillies avec exactitude en amont avant d’être ensuite intégrées au modèle», indique l’expert. Durant la phase de construction, ces données seront régulièrement comparées et vérifiées directement sur l’objet du modèle BIM. Leica Geosystems propose à ce sujet de nombreuses technologies. Celles-ci vont du balayage laser, du radar à pénétration de sol (indique la consistance du terrain à bâtir) et des outils de rendu aux divers systèmes de tracé. Pour terminer, voici l’exemple du logiciel de tracé de construction Leica iCON build 3D. Les outils de cette ligne de produits permettent un tracé novateur des lignes et des points ainsi qu’une collecte de données sur le chantier. Les systèmes étant également disponibles sous forme de stations totales motorisées, les mesures individuelles en elles-mêmes effectuées sur le terrain ne posent aucun problème. «Grâce au logiciel intuitif et à la simplicité d’utilisation sur tablette, l’utilisation des données collectées sera minimisée autant que faire se peut», explique M.Roulier.
La technologie s’inscrit également de façon continue dans le cheminement des techniques de mesure. L’évidence des moyens de Leica BLK 360 est particulièrement impressionnante: Le balayage scanner de haute technologie convainc par son design simple et élégant et, à travers ses dimensions de 100 par 165 millimètres, présente une maniabilité jusqu’à présent inégalée. «Il n’y a pas si longtemps, des appareils similaires étaient aussi gros qu'un vieil ordinateur» souligne Gilbert Roulier. Naturellement, le BLK 360 ne convainc pas uniquement avec ses arguments esthétiques. Il contient surtout une technique qui fait de lui un outil indispensable pour les maîtres d’ouvrage:
Sur simple pression d’un bouton, le BLK 360 pesant un kilogramme propose une imagerie sphérique HDR à 360 degrés, combinée avec un nuage de points laser précis en 3 dimensions. La surface intérieure d’un projet de construction est conçue rapidement et avec une précision extrême. Pour illustrer ce propos: Les données brutes d’une résolution de balayage moyenne, comme celles couramment utilisées pour la surface intérieure, s'élèvent à 360 MB par station.
Leica Geosystems - when it has to be right Depuis près de 200 ans, Leica Geosystems révolutionne le monde de la mesure, grâce à des solutions complètes pour les professionnels du monde entier. L’entreprise est reconnue pour ses produits haut de gamme ainsi que pour le développement de solutions novatrices en termes de conception, d’analyse et de présentation de données spatiales. Pour plus d’informations, rendez-vous sur www.leica-geosystems.com