Le vert est le tout nouveau « noir », la tendance nouvelle vague. La modélisation des bâtiments (ce qu’on appelle en anglais le BIM, pour Building Information Modeling) a rapidement évolué à partir de la 3D. Les technologies géospatiales se retrouvent désormais au beau milieu de tant de perturbations qu’une révolution est sur le point de survenir. Mais qui profitera de tous ces changements ? La Terre peut-être...

De la 2D, avec laquelle nous, les « cartographes » sommes le plus à l’aise, à la 3D, qui inclut non seulement le terrain, mais aussi les édifices qui l’occupent, les technologies géospatiales s’efforcent de répondre aux demandes et besoins de ceux qui recherchent de meilleures façons de visualiser leur environnement. Pour tout le monde, du politicien au citoyen, l’environnement, les changements climatiques et la qualité de vie sont des sujets de la plus grande importance. Et les SIG doivent fournir les meilleures perspectives, sur le plan spatial, de même que les outils d’analyse nécessaires pour répondre à des questions telles que « Combien d’espaces verts une ville doit-elle conserver ? » ou encore « La construction d’un édifice de 15 étages compromettra-t-elle la vue d’un tel parc ? ».

Joe Francica, l’auteur de ce texte, a récemment discuté avec Geoff Zeiss, le directeur des technologies chez Autodesk, lors de la conférence GITA. Ce dernier lui a fourni beaucoup des faits et certaines des idées qui ont alimenté sa réflexion sur le sujet. Lors de la conférence, Monsieur Zeiss a entre autres animé une séance portant sur l’infrastructure (critical infrastructure), où des présentateurs tels que Doug Eberhardt, d’Autodesk (autrefois de Parsons Brinckerhoff ), Tim Case, de Parsons Brinckerhoff, et Dan Campbell, de la Ville de Vancouver (Canada), ont pu soulever bon nombre des plus excitantes innovations touchant le secteur de la modélisation des bâtiments, et également aborder les politiques et les défis légaux qui nous attendent.

Voici d’abord quelques faits...(et quelques nouvelles plutôt mauvaises) :

• Les changements climatiques à l’échelle planétaire sont définitivement à nos portes;
• D’ici cinq ans, les Américains devront investir 1,6 trillion $ pour remettre à niveau les infrastructures vieillissantes, dont la majorité a plus de quarante ans;
• Plus de la moitié de la population mondiale vit en ville, ce qui nécessite la création de plus en plus d’édifices. Cette augmentation dans la densité de la population a potentiellement mené à des erreurs de design et à toutes sortes de catastrophes qui en résultent;
• Le vieillissement et la raréfaction de la main d’œuvre dans le secteur de la construction et des services publics, à l’ère de l’économie de l’information, font en sorte que l’on peut compter sur de moins en moins de ressources humaines pour effectuer les tâches dans ce domaine. L’âge moyen des travailleurs des services publics est de près de 50 ans;
• Nous connaissons un ralentissement de la productivité dans certains secteurs clés de l’industrie, incluant les secteurs de la construction et des services publics. La productivité dans le secteur de la construction est actuellement 20% moindre qu’en 1964;
• D’ici 2010, pas moins de 60% des travailleurs expérimentés des services publics seront à la retraite.

Les « meilleures » nouvelles :

• Les fournisseurs de logiciels géospatiaux ont reconnu les demandes imminentes et ajoutent des fonctionnalités à leurs solutions;
• Les technologies de géolocalisation sont omniprésentes : les solutions logicielles, de l’intelligence géospatiale à la navigation grand public, tiennent compte de la géolocalisation;
• L’industrie du jeu a donné naissance à quelques bons outils de simulation et de visualisation en 3D qui nous permettent de mieux tirer profit de la réalité.

La réalité

Geoff Zeiss a tenu à mentionner que les villes (les administrations municipales et les services publics) désirent de plus en plus tendre vers la « neutralité carbone ». Les nouveaux édifices sont désormais conçus pour respecter davantage l’environnement. Au lieu d’utiliser les outils CAO traditionnels, qui génèrent des plans papier, les constructeurs peuvent, en ayant recours aux technologies de modélisation des bâtiments (BIM), créer des modèles numériques en 3D des édifices, qui incluent les systèmes d’électricité, de chauffage, de ventilation, de plomberie et tous les sous-systèmes structuraux du bâtiment. Pour les constructeurs, les bénéfices sont immédiats : tout d'abord, ces technologies leur donnent la possibilité de générer automatiquement le relevé des matériaux nécessaires. Deuxièmement, ils peuvent voir, avant d’entreprendre les travaux, les conflits entre sous-systèmes; un avantage particulièrement important dans le contexte où les firmes doivent respecter budget et échéancier. Par exemple, il est possible de savoir si un conduit et un ascenseur occupent le même espace, et ce, dès la phase de design (au lieu de l’apprendre durant les travaux). Troisièmement, grâce aux technologies de simulation en 3D développées par l’industrie du jeu, il est possible d’expérimenter interactivement divers aspects d’un édifice durant sa phase de design. Et finalement, les constructeurs peuvent simuler et mesurer jusqu’à quel point la construction et ses alentours respecteront l’environnement, aspect qui implique de pouvoir géolocaliser la structure. À titre d’exemple, la norme américaine verte LEED (pour Leadership in Energy and Environmental Design), dont les principes ont été largement adoptés, oblige les constructeurs à considérer l’optimisation de certaines caractéristiques des constructions, comme la proportion d’ensoleillement au sol, les espaces verts entourant l’édifice, la réduction des surfaces imperméables, ainsi que l’élimination d’ilots de chaleur. La capacité de modéliser ces différentes relations facilite le respect de l’environnement, et ce sont ces facteurs commerciaux qui poussent les architectes, les ingénieurs et les firmes de construction à adopter ces nouvelles technologies, changeant ainsi la face de cette industrie évaluée à 1,2 trillion. Mais la construction n’est pas la seule industrie qui peut tirer profit de ces technologies. Que l’on pense en particulier aux administrations locales et aux services publics. Il y a aussi ces activités :

• La planification urbaine;
• Le développement économique;
• La participation citoyenne;
• Le zonage en 3D et la préservation des vues;
• La gestion des urgences.

Progrès numériques

Les efforts fournis par les villes et les administrations locales depuis une quarantaine d’années pour acquérir et gérer les données géospatiales ont mené à l’actuelle « ville numérique de demain ». Tel que noté lors de la séance animée par Geoff Zeiss, ce progrès a donné aux villes le pouvoir d’analyser les utilisations de son énergie et de son territoire, et de considérer les infrastructures existantes ou prévues autant sous la surface qu’au dessus de celle-ci. Les professionnels du géospatial et les autres intéressés peuvent se questionner sur le bâti et l’environnement naturel, simultanément, créant une véritable convergence de la CAO, de la modélisation des bâtiments et des SIG.

Les tendances

• Nous assistons à un accroissement de l’intérêt envers la 3D, surtout à cause de la facilité d’utilisation et d’accès à des outils tels que SketchUp de Google;
• De meilleures orthophotos sont maintenant disponibles pour l’interprétation;
• Dernier élément, mais non le moindre, la nouvelle vague de jeunes travailleurs possède une vaste expérience des jeux vidéos, faisant en sorte que cette main d’œuvre est naturellement plus conscientisée à la 3D.

Les enjeux

Malgré tout, des questionnements sur les politiques, la loi, les côtés pratiques et techniques, viennent se mettre en travers de ces tendances palpitantes. Par exemple, tous les édifices n’ont pas nécessairement de plans numériques CAO. Le design architectural de ceux-ci se trouve peut-être sous forme de plans papier, de microfiches, ou encore perdu dans les recoins des bureaux gouvernementaux. Les travaux permettant de visualiser de simples modèles de bâtiments sur des plateformes telles Google Earth et Virtual Earth de Microsoft, ou encore les données numériques produites par LiDAR, peuvent aussi apporter des avantages à la visualisation.

Pour le bien de la cause, imaginons tout de même que les données numériques d’un édifice existent et sont disponibles. Qui en détient les droits, en particulier si les données sont issues de CAO effectuée par une firme privée d’architecture ? Les chances sont grandes que ce soit la firme, et peut-être même l’individu qui a réalisé les travaux… Les plans de design doivent être soumis à la ville pour approbation, mais qu’advient-il de ces plans ? Sont-ils considérés comme étant un bien du domaine public ? De plus, plusieurs villes retournent les plans à la firme d’architecture qui les a réalisés…

Dans le cadre de la procédure de révision et d’approbation, les représentants de l’administration feront face à des questions qui ne se posaient pas dans le passé. Par exemple, cette construction risque-t-elle de devenir une attraction touristique ? Si oui, pourrait-elle aussi être considérée comme une cible pour les terroristes ? Finalement, les autorités devront évaluer si tel ou tel édifice représente un bienfait ou une menace pour la communauté. Il s’agit effectivement d’un curieux raisonnement, tout à fait opportun quand vient le temps de planifier la sécurité. Ainsi, les plans et les modèles des bâtiments deviennent-ils publics sous prétexte qu’advenant une urgence, les secouristes doivent avoir toute l’information pertinente à propos d’un édifice ? Si l’information sert à des fins publiques, cela fait-il en sorte que les plans fassent partie du domaine public ?

Dan Campbell fait face à ces enjeux tous les jours. Que fait-on avec les modèles des bâtiments ? Sont-ils gratuits ? Les villes devraient-elles considérer les rentabiliser lorsque des individus veulent y accéder ? Aucune procédure claire ne répond à ces questions, et cela ressemble aux bonnes vieilles questions soulevées par les données géospatiales. Mais il y a d’autres aspects à considérer. Dans le cas des analyses de vues, par exemple, quelle portion d’une vue devrait-on protéger ? Et dans quel contexte la modélisation des bâtiments inclut-elle l’information à l’extérieur de la juridiction d’une ville ? Pour illustrer ce dernier point, M. Campbell mentionne le cas de Vancouver où les vues incluent aussi le mont Baker, aux États-Unis. Dans ce cas, est-ce que tout ce qui est « vu » dans un certain contexte doit être considéré dans le modèle 3D ?

Les normes

Tim Case a par ailleurs soulevé la problématique des normes courantes concernant les données 3D, par exemple en ce qui concerne les formats d’échanges tels que COLLADA, et la gestion des données géospatiales par Oracle Spatial 11g, qui s’est peut-être établi comme la norme « de facto ». Cette situation implique-t-elle de devoir repenser la façon dont les modèles de bâtiments sont créés, partagés, et gérés ? Sans prétendre répondre à ces questions plutôt complexes, ce texte souhaite surtout porter à l’attention des lecteurs les défis dans ce domaine. Vos commentaires sont donc les bienvenus !

Article original en anglais de Joe Francica paru sur Directions Magazine le 2 avril 2008. Traduction de Nathalie Michaud, BALIZ-MEDIA.com.

Crédit photo : Image en haut à gauche du texte, tirée de "The Architects Newspaper". Les autres images sont tirées d’une présentation effectuée par Geoff Zeiss, directeur des technologies chez Autodesk, lors de l’événement Oracle Spatial, tenu à Québec et Montréal en février dernier.