Définir un modèle thermique à partir d'un modèle architectural avec Trimble Nova

Faire travailler tous les acteurs d’un projet de bâtiment autour d’une maquette unique, commune et centralisée, et ce, en temps réel, est présenté de manière récurrente par de nombreux partisans du BIM comme l’objectif ultime à atteindre, une sorte de Graal en la matière. Sur le plan rhétorique, cette vision idéalisée et épurée de toute considération pratique présente l’avantage d’un discours simple et limpide. Pourtant, le processus de conception d’un bâtiment est par essence constitué de disciplines distinctes dont les maquettes respectives, qualifiées parfois de modèles partiels, interagissent ensemble de manière « organique » jusqu’à l’élaboration du sujet final, à la manière d’une œuvre orchestrale interprétée harmonieusement.

Un modèle partiel par discipline

Regardons de plus près. Dans le cas de l’interaction entre architecture et MEP, les frontières entre les deux disciplines sont assez distinctes car elles traitent des fonctions, des objectifs, des contraintes spatiales aussi, qui, mêmes s’ils servent un objectif commun, sont aisément dissociables même aux yeux du profane. C’est justement cette distinction très claire qui limite, dans une certaine mesure, les zones d’incertitude quant au propriétaire (et donc responsable, au sens des compétences techniques mais aussi au sens juridique) de telle ou telle partie de la maquette : ainsi, une menuiserie est la responsabilité de l’architecte, une centrale de traitement d’air celle de l’ingénieur MEP.

Or, nous aimerions montrer dans cet article que parmi les différents acteurs d’un projet, certains interfaçages entre disciplines sont moins triviaux et vont jusqu’à remettre en cause la possibilité même d’une centralisation idéale des données et ce de par leurs exigences « métier » spécifiques. L’interaction entre modèle architectural et modèle thermique en est une illustration.

Interfaçage entre disciplines et notion de propriété

Il est admis qu’un modèle thermique (aussi désigné comme « surfacique », puisque sa substance est constituée de surfaces) est issu du modèle architectural via un processus de déduction : on y extrait les informations géométriques surfaciques nécessaires à partir des objets architecturaux (murs, dalles, fenêtres, etc.) voire techniques (par exemple, caractéristiques physiques d’une fenêtre). En retour, le résultat de l’étude thermique vient « nourrir » le modèle global, par exemple, en enrichissant les pièces de l’architecte avec des informations sur les déperditions de chaleur ou les apports d’été. Or un tel processus interopérable et bidirectionnel nécessite d’avoir une définition quasi parfaite du propriétaire de chaque information de la maquette : dans notre exemple l’architecte (pour une pièce, un mur ou une fenêtre), et le thermicien (pour une déperdition de chaleur associée à cette maquette). Pour résumer notre idée, la vision d’une maquette idéale centralisée ne peut se réaliser qu’à travers une définition maitrisée et exacte des responsabilités de chacun.

Modèle architectural (à droite) et modèle surfacique (à gauche)

Le modèle thermique en tant que maquette virtuelle propre

Venons-en maintenant au fait : lorsque le thermicien récupère le modèle d’un architecte (qui est le propriétaire des objets constitutifs de ce modèle), il doit parfois le remodeler, le traduire dans son langage pour un usage propre afin qu’il réponde aux exigences spécifiques de sa discipline ou à une norme de calcul. En d’autres termes, il va nécessairement générer des informations qui ne seront exploitables ou qui n’auront de substance que dans le cadre de son étude thermique. Par exemple, il est courant qu’une pièce récupérée depuis le modèle architectural doive être scindée en 2 locaux distincts pour l’étude thermique, ou l’inverse. Ou encore, qu’un mur à géométrie courbe soit interprété par discrétisation en une série de surfaces planes contiguës.

Certains logiciels « métie r» ont appris à tirer parti des conditions réelles à partir desquelles un processus interopérable entre disciplines fait sens. Par exemple, un outil dédié aux bureaux d’études traitant de la planification des réseaux MEP et des calculs thermiques devra être capable à la fois d’interpréter la géométrie complète du modèle architectural avec la plus haute-fidélité possible (pour la coordination spatiale des réseaux), mais aussi devra en parallèle générer, à partir de cette même architecture, un modèle thermique de la manière la plus rapide possible (pour les calculs thermiques).

Analyse d’un modèle surfacique en vue d’un calcul de déperditions par pièce.