Sujet de Postdoc
Titre :
Modélisation 4D pour la gestion patrimoniale en architecture
Dates :
2019/05/01 - 2020/05/31
Encadrant(s) :
Description :
Le CRAN propose un post-doctorat de 12 mois dans le cadre du projet AMI économie numérique UBIK.
Description du projet :
Sur 50 ans d'usage et de vie, le coût d'exploitation, de maintenance et de réaménagement d'un
patrimoine architectural, quelle que soit sa valeur d'usage, constructive et esthétique, représente 70%
du coût total (incluant conception, création et ouvrage). Des gains, des limitations en perte
d'exploitation et des économies importantes sont possibles pour l'ensemble des acteurs de la chaîne
de gérance et de sous-traitance de ce patrimoine. Le projet UBIK vise à développer une solution de
services humains et numériques permettant de véritablement gérer le cycle de vie d'une architecture
et donc de générer des économies à court terme de l'ordre de 15% du coût d'exploitation sur 5 à 10
ans. Plus globalement, l'objectif est d'ouvrir de nouveaux marchés dans le domaine archictural et
gestion de patrimoine tirant profit des opportunités qu'offre la transition numérique à travers une
nouvelle approche des métiers d'architecture.
Le projet UBIK, porté par l'agence d'architecture HAHA, vise à développer une solution complète
permettant cette gestion dans le temps et dans l'espace d'un patrimoine architectural en deux phases.
La phase 1 présenté à l'AMI Economie Numérique se concentre sur le workflow de numérisation d'un
patrimoine bâti (bâtiments de la Banque Populaire Alsace-Lorraine-Champagne) qui intégrera un
certain nombre de données (surfaces, volumes, équipements, matériaux, caractéristiques diverses)
avec un niveau de détails fonction des besoins du propriétaire. Le projet créera des maquettes
numériques BIM permettant d'effectuer des recherches de données ciblées au travers d'un nouveau
moteur puissant de requêtes métier, d'obtenir une traçabilité des opérations, une planification des
travaux et générant ainsi des économies drastiques en dépenses d'exploitation et de maintenance.
L'interopérabilité des services numériques sera développée au travers d'une structuration et d'une
mise à disposition dans le cloud.
Objectifs du post-doctorat :
Ce post-doctorat a deux objectifs :
- Depuis plusieurs années, le CRAN s'intéresse à la numérisation 3D de bâtiment par scan laser. Les
divers travaux et projets menés ces dernières années (thèse A. Bennis, projet Maturation, projet
ADEME ITE+) ont permis d'aboutir à un prototype logiciel abouti appelé MODIBUILDING permettant de
reconstruire le modèle IFC 3D d'un bâtiment à partir de son nuage de points. Une des particularités de
MODIBUILDING est d'utiliser des algorithmes de reconstruction entièrement automatisés, utilisant le
même paramètre de précision quelques soit les surfaces du modèle. Or, les temps de calcul
nécessaires pour la reconstruction sont directement liés au niveau de détail requis pour le modèle.
Dans le cadre de ce projet, il sera donc envisagé de tester la solution MODIBUILDING sur de nouveaux
cas pratiques et de spécifier les apports aux algorithmes de traitement nécessaires pour intégrer un
niveau de précision variable en fonction des surfaces traitées ; voir proposer d'autres alternatives à
une automatisation complète du processus.
- Un deuxième objectif est l'étude des ontologies issues des travaux traitant du BIM 4D. La
modélisation BIM 4D est une modélisation alliant la géométrie et la dimension temporelle. Ce type de
modélisation permet alors de capitaliser les opérations de forme, d'espace ou de temps ayant lieu sur
le bâtiment. La norme IFC4 propose une première formalisation de BIM4D sous la forme d'activités
associées aux différents éléments pouvant être regroupées sous la forme d'un planning. Le modèle
ainsi défini permettra de tracer les différentes opérations de construction, de maintenance, ...
appliquées sur le bâtiment. Ce modèle BIM 4D pourra alors être le support d'algorithmes de
planification de travaux selon deux niveaux : Le 1er niveau (niveau macro ou tactique) permettra de
planifier les interventions sur l'ensemble des bâtiments à moyen terme et le 2ème niveau (niveau
micro ou opérationnel) permettra de planifier la mise en oeuvre court terme des chantiers relatifs à
une intervention (chantier de rénovation, d'extension ou d'isolation par l'extérieur).
Description du projet :
Sur 50 ans d'usage et de vie, le coût d'exploitation, de maintenance et de réaménagement d'un
patrimoine architectural, quelle que soit sa valeur d'usage, constructive et esthétique, représente 70%
du coût total (incluant conception, création et ouvrage). Des gains, des limitations en perte
d'exploitation et des économies importantes sont possibles pour l'ensemble des acteurs de la chaîne
de gérance et de sous-traitance de ce patrimoine. Le projet UBIK vise à développer une solution de
services humains et numériques permettant de véritablement gérer le cycle de vie d'une architecture
et donc de générer des économies à court terme de l'ordre de 15% du coût d'exploitation sur 5 à 10
ans. Plus globalement, l'objectif est d'ouvrir de nouveaux marchés dans le domaine archictural et
gestion de patrimoine tirant profit des opportunités qu'offre la transition numérique à travers une
nouvelle approche des métiers d'architecture.
Le projet UBIK, porté par l'agence d'architecture HAHA, vise à développer une solution complète
permettant cette gestion dans le temps et dans l'espace d'un patrimoine architectural en deux phases.
La phase 1 présenté à l'AMI Economie Numérique se concentre sur le workflow de numérisation d'un
patrimoine bâti (bâtiments de la Banque Populaire Alsace-Lorraine-Champagne) qui intégrera un
certain nombre de données (surfaces, volumes, équipements, matériaux, caractéristiques diverses)
avec un niveau de détails fonction des besoins du propriétaire. Le projet créera des maquettes
numériques BIM permettant d'effectuer des recherches de données ciblées au travers d'un nouveau
moteur puissant de requêtes métier, d'obtenir une traçabilité des opérations, une planification des
travaux et générant ainsi des économies drastiques en dépenses d'exploitation et de maintenance.
L'interopérabilité des services numériques sera développée au travers d'une structuration et d'une
mise à disposition dans le cloud.
Objectifs du post-doctorat :
Ce post-doctorat a deux objectifs :
- Depuis plusieurs années, le CRAN s'intéresse à la numérisation 3D de bâtiment par scan laser. Les
divers travaux et projets menés ces dernières années (thèse A. Bennis, projet Maturation, projet
ADEME ITE+) ont permis d'aboutir à un prototype logiciel abouti appelé MODIBUILDING permettant de
reconstruire le modèle IFC 3D d'un bâtiment à partir de son nuage de points. Une des particularités de
MODIBUILDING est d'utiliser des algorithmes de reconstruction entièrement automatisés, utilisant le
même paramètre de précision quelques soit les surfaces du modèle. Or, les temps de calcul
nécessaires pour la reconstruction sont directement liés au niveau de détail requis pour le modèle.
Dans le cadre de ce projet, il sera donc envisagé de tester la solution MODIBUILDING sur de nouveaux
cas pratiques et de spécifier les apports aux algorithmes de traitement nécessaires pour intégrer un
niveau de précision variable en fonction des surfaces traitées ; voir proposer d'autres alternatives à
une automatisation complète du processus.
- Un deuxième objectif est l'étude des ontologies issues des travaux traitant du BIM 4D. La
modélisation BIM 4D est une modélisation alliant la géométrie et la dimension temporelle. Ce type de
modélisation permet alors de capitaliser les opérations de forme, d'espace ou de temps ayant lieu sur
le bâtiment. La norme IFC4 propose une première formalisation de BIM4D sous la forme d'activités
associées aux différents éléments pouvant être regroupées sous la forme d'un planning. Le modèle
ainsi défini permettra de tracer les différentes opérations de construction, de maintenance, ...
appliquées sur le bâtiment. Ce modèle BIM 4D pourra alors être le support d'algorithmes de
planification de travaux selon deux niveaux : Le 1er niveau (niveau macro ou tactique) permettra de
planifier les interventions sur l'ensemble des bâtiments à moyen terme et le 2ème niveau (niveau
micro ou opérationnel) permettra de planifier la mise en oeuvre court terme des chantiers relatifs à
une intervention (chantier de rénovation, d'extension ou d'isolation par l'extérieur).
Mots clés :
ontologies, BIM, modélisation 4D, architecture
Conditions :
Durée : 12 mois
Employeur : CRAN
Lieu : ENSTIB Epinal
Profil recherché :
De formation génie industriel ou architecture, vous aurez des connaissances en modélisation 3D (Revit,
AutoCAD, ...), en BIM (Graphisoft, norme IFC), en modélisation de données (Express, UML, Protégée, ...).
Rémunération envisagée : 1900¬/mois
Employeur : CRAN
Lieu : ENSTIB Epinal
Profil recherché :
De formation génie industriel ou architecture, vous aurez des connaissances en modélisation 3D (Revit,
AutoCAD, ...), en BIM (Graphisoft, norme IFC), en modélisation de données (Express, UML, Protégée, ...).
Rémunération envisagée : 1900¬/mois
Département(s) :
| Ingénierie des Systèmes Eco-Techniques |
Financement :
Projet AMI Economie Numérique UBIK
