CSADI

Dans un secteur connu pour ses problèmes de productivité, l'équilibre entre innovation et efficacité n'est pas toujours facile à trouver. Pour autant, la construction est en train de prendre ses marques dans le monde numérique, elle repense entièrement la conception et la construction des bâtiments. Les entreprises d'architecture, d'ingénierie et de construction (AEC) vont au-delà de la simple modélisation des données du bâtiment (BIM).  Ils travaillent avec des jumeaux virtuels pour intégrer les savoir-faire en matière d'ingénierie et de construction dès la phase de conception, et connecter de manière transparente les personnes, les données et les processus.

La tour du radar météorologique nouvelle génération de Wuhan, conçue et développée par le CSADI (Central-South Architectural Design Institute) de Chine, en est un parfait exemple. Appelée à jouer un rôle essentiel dans le réseau national de surveillance des catastrophes météorologiques, cette tour météorologique en forme de cyclone concrétise la vision du CSADI, qui consiste à utiliser des technologies avancées pour réunir toutes les disciplines de la chaîne de valeur et affiner la conception et la construction dans le monde virtuel, avant la construction physique. L'ambition du CSADI est soutenue par une volonté plus large de la Chine d'adopter la construction intelligente.

« Notre objectif est de devenir une entreprise de haute technologie capable de gérer tous les éléments de la construction urbaine », explique Li Ting, président du CSADI. « Ces dernières années, l'industrie chinoise de la construction a soutenu le secteur de l'ingénierie, de l'approvisionnement et de la construction (EPC) avec une série de politiques dédiées. Dans le cadre de l'EPC, c'est le concepteur qui est à l'initiative du projet, et le maître d'œuvre intègre toutes les disciplines. En combinant conception du produit et du processus, la gestion de projet autrefois très fragmentée peut être véritablement intégrée.

Le CSADI a fait confiance à la plate-forme 3DEXPERIENCE pour donner vie à sa vision de la construction connectée et intelligente.

« Nous devons disposer des meilleurs outils pour réussir, c'est pourquoi nous avons choisi de collaborer avec Dassault Systèmes et d'utiliser la plate-forme 3DEXPERIENCE », affirme Li Ting. « Nous avions besoin d'un projet pilote pour tester ses fonctionnalités, et la tour radar météorologique nouvelle génération de Wuhan était la solution idéale. Cela nous a permis de voir, au travers du jumeau virtuel, comment nous pouvions réunir toutes les disciplines couvrant la structure, l'eau, le chauffage, l'électricité et l'ingénierie géotechnique, afin de parvenir à une conception véritablement collaborative. »

La clé du succès d'un projet à multiples facettes comme celui-ci réside dans la capacité à réunir tous les acteurs de la chaîne de valeur dans un environnement unique, afin que les exigences de chacun soient prises en compte et qu'aucune information ne se perde en cours de route.

« Par exemple, lorsque nous l'avons partagé avec le maître d'œuvre, le modèle 3D est devenu extrêmement complexe et détaillé, mais, fondamentalement, c'était le même modèle », déclare Li Ting. « Toutes les parties impliquées ont travaillé sur ce même modèle dans leur propre discipline. Nous avons ainsi réalisé l'intégralité de ce premier projet en nous basant sur un modèle unique. »

Le Dr Zhang Shen, directeur du centre de recherche et développement en ingénierie numérique du CSADI, présente les avantages de ce flux continu de données : « Avec la plate-forme 3DEXPERIENCE, notre principal objectif était d'axer le développement sur les données et de travailler à partir d'une source de données unique. Cela nous a permis de relier efficacement les données entre la conception, la construction, l'exploitation et la maintenance, afin de voir exactement comment se déroulait chaque étape. »

Le passage des dessins 2D à un modèle numérique 3D a été une véritable révolution pour le CSADI.

« La plate-forme 3DEXPERIENCE a été le catalyseur d'un changement radical de notre état d'esprit », affirme Li Ting. « Lorsque nous utilisions des outils de CAO 2D, chaque équipe travaillait de façon isolée et créait ses propres dessins. Cela se traduisait souvent par des erreurs et des priorités mal alignées. Avec la collaboration en temps réel, cela n'arrive plus.

Les concepteurs ont pu partager des images photoréalistes de la conception de la tour radar météorologique nouvelle génération de Wuhan avec le client avant la construction.

« Nous avons utilisé 3DEXCITE pour réaliser l'aménagement intérieur de la tour météorologique » explique Yang Hao, ingénieur du CSADI. « Nous avons ainsi pu produire des graphiques qui ont fourni une base pour sélectionner les matériaux et ont aidé notre client à comprendre clairement à quoi ressemblerait la structure une fois le projet terminé. »

La plate-forme 3DEXPERIENCE a également permis de rationaliser la gestion du projet et de s'assurer que toutes les parties impliquées se voyaient attribuer les bonnes tâches au bon moment, et pouvaient accéder aux fonctionnalités basées sur les rôles dont elles avaient besoin.  

« Nous avons utilisé ENOVIA sur la plate-forme 3DEXPERIENCE pour coordonner plus de 10 domaines d’expertise – eau/plomberie, chauffage, ventilation, climatisation, etc. – et nous avons émis différentes autorisations pour différents membres du personnel » explique Yang Hao. « Le chef de projet attribue ensuite des tâches aux responsables de discipline, ce qui rend l'ensemble du processus beaucoup plus clair. »

Grâce à cette approche rationalisée et transparente, le CSADI est en mesure de réduire les erreurs et d'achever la phase de construction beaucoup plus rapidement qu'auparavant.

« Nous avons atteint une efficacité record en matière de conception », explique Zhang Shen. « Toutes les parties prenantes peuvent voir en temps réel les mises à jour du modèle effectuées par les autres utilisateurs, ce qui nous a permis d'améliorer l'efficacité de la conception de près de 30 %. Le fait que la conception et le plan de construction soient intégrés dans le même modèle a permis d'éviter les conjectures et les erreurs d'interprétation de la part du sous-traitant, ce qui a réduit le taux d'erreur de près de 60 % dans le processus de construction. L’ensemble du planning de construction a été réalisé 30% plus rapidement.

La tour du radar météorologique nouvelle génération de Wuhan n'est pas une tour ordinaire. Inspirée de la forme des cyclones, la façade extérieure s'enroule en une double spirale. La conception sophistiquée a été optimisée numériquement à l'aide de CATIA sur la plate-forme 3DEXPERIENCE, ce qui a permis de déterminer l'angle de rotation parfait du bâtiment et de calculer avec précision la forme et les dimensions de plus de 1 000 panneaux muraux extérieurs en béton armé de fibres de verre. Cela a permis de faciliter la construction et d'en réduire les coûts.

« La forme du projet de la tour du radar météorologique nouvelle génération de Wuhan est assez complexe. Il s'agit d'une courbe hyperbolique qui imite un duo de danseurs », explique Zhang Shen. « CATIA nous a permis de déterminer un angle optimal de 18 degrés pour la forme sinueuse du bâtiment. »

Pour une conception aussi complexe, disposer d'un modèle 3D précis s'est avéré un atout inestimable. Cela nous a permis de montrer au sous-traitant à quoi devait ressembler exactement le résultat final, et comment y parvenir. Le CSADI utilise CATIA pour créer des modèles détaillés et paramétriques pour toutes les disciplines couvrant l'architecture, la structure, la mécanique, l'électricité, la plomberie et l'ingénierie des façades. Cela permet de prendre en charge la configuration générative et la gestion des variantes.

« Nous avons collaboré avec le sous-traitant chargé de la construction en utilisant le modèle pour affiner la conception, et nous avons intégré les barres d'armature, la structure métallique, la façade et le modèle de procédure de construction de façon unifiée », précise Zhang Shen. « Nous avons pu lui montrer exactement comment devaient être exécutées les opérations. »

La possibilité d'affiner la conception de la tour météorologique et de simuler sa construction dans le monde virtuel a permis d'éliminer toutes les inconnues au stade de la construction. Tous ces éléments ont permis au CSADI d'économiser du temps et de l'argent.

« Nous avons utilisé DELMIA pour créer un jumeau virtuel et simuler le processus de construction et l'équipement automatisé », explique Zhang Shen. « Cela nous a permis de tout tester et de tout vérifier avant la construction, afin de nous assurer que les ordres de travail étaient clairs et qu'il n'y avait aucune faille dans le processus. »

Ces simulations ont été essentielles pour assurer la sécurité des travailleurs pendant la construction également.

« L'un des aspects que nous avons simulés était le levage des éléments de la façade pour la séquence d'installation », explique Yang Hao. « La simulation a pris en compte des scénarios spécifiques, notamment l'emplacement des plates-formes suspendues, les obstacles et les calculs de vent, ce qui a permis de déterminer les conditions idéales pour que les ouvriers puissent installer la façade en toute sécurité. »

L'adoption de méthodes de construction intelligentes implique pour le CSADI de trouver des moyens de gérer les vastes quantités de données qu'il génère désormais. Le CSADI stocke toutes ses données et modèles de connaissances avec ENOVIA sur la plate-forme 3DEXPERIENCE.

« Le passage des dessins techniques 2D aux modèles numériques 3D demande beaucoup de travail » explique Li Ting. « Une énorme quantité d'informations doit être intégrée et affichée clairement dans le modèle 3D, y compris les dimensions, les matériaux, les coûts et les informations sur le processus. Cela nous a amenés à créer notre propre définition basée sur un modèle, pour obtenir un jumeau virtuel de construction sur la plate-forme 3DEXPERIENCE. Grâce à cela, nous pensons que le passage à la construction numérique sera grandement accéléré ».

« Nous avons déjà accumulé des connaissances importantes grâce à la plate-forme 3DEXPERIENCE, et notre bibliothèque de modèles s'enrichit, ce qui nous permettra de lancer de nouveaux projets plus rapidement », ajoute Yang Hao.

Le CSADI tire également parti d'outils comme NETVIBES pour gérer toutes les données relatives à la construction et les visualiser dans des tableaux de bord clairs.

« NETVIBES nous a aidés à coordonner efficacement notre processus de construction, la gestion de l'avancement des travaux et les données relatives à la gestion de la qualité de la construction », affirme Zhang Shen. « Le sous-traitant peut fournir toutes les données dont il a besoin, dans le contexte du modèle 3D. Cela nous sera très utile à l'avenir, à mesure que nous continuons de développer notre processus de construction intelligente. »

Pour le CSADI, ce n'est qu'un début. L'entreprise étudie maintenant comment elle pourra utiliser la plate-forme 3DEXPERIENCE dans d'autres projets et développer des standards industriels pour utiliser la technologie afin d'atteindre des niveaux d'efficacité encore plus élevés.

« À partir de là, nous espérons pouvoir utiliser les mêmes modèles de données 3D pour piloter les machines automatisées dans les usines de préfabrication », déclare Zhang Shen. « Cela va transformer radicalement l'ensemble du secteur de la construction.

« Avec Dassault Systèmes, nous avons fait des progrès majeurs », conclut Li Ting. « Le CSADI doit maintenant se saisir de cette opportunité numérique pour devenir le leader de l'industrie. Avec l'aide de Dassault Systèmes, nous pouvons nous réinventer et, d'un simple bureau d'études traditionnel, devenir une entreprise EPC haute technologie.