BIM: Le giratoire Bären à Aarberg, canton de Berne

Le giratoire Bären à Aarberg est ouvert au trafic depuis 2016 à titre provisoire. Comme il a fait ses preuves, il s’agit maintenant d'exécuter le giratoire en béton. Vu que la circulation sera maintenue pendant le chantier, plusieurs conduites doivent être adaptées, en procédant par étapes. Dans un premier temps, les données de base ont été collectées et préparées pour permettre, par la suite, de planifier aussi en trois dimensions. C'était un projet pilote employant le BIM (Building Information Modeling) pour la planification.

Les renseignements concernant les ouvrages et le cadastre des conduites sont en général disponibles séparément pour chaque fluide. Le plus souvent, ces données ont été rassemblées au fur et à mesure des interventions et se composent de levés d’arpentage, d’anciens plans, de prises de vue complémentaires et de mises à jour. À Aarberg, les données des différents fluides sont en général bien entretenues. Mais la qualité des renseignements varie d’un fluide à l’autre ; dans l’ordre décroissant : les eaux usées, l’eau potable, le gaz, l’électricité, les télécommunications. La coordonnée z (altitude), si importante dans une représentation en trois dimensions (3D), n’est indiquée que pour les eaux usées. Pour les autres fluides, seules les coordonnées de situation sont disponibles, permettant au mieux une représentation 2D. Voici deux exemples qui illustrent bien les difficultés rencontrées au cours de l’interprétation de ces données :

  • Dans le cas des eaux usées, l’orientation du cône des regards manque de temps à autre, si bien que la position de l’axe de la canalisation peut être entachée d’erreur.
  • Dans le cas de conduites électriques disposées dans un bloc de câbles les unes à côté et/ou sur les autres, la position du bloc de câbles et des tubes individuels n’est souvent pas définie de manière unique. 
     

Quant à la position de tout ce qui se trouve au-dessus du sol, elle peut être facilement saisie à l’aide de la tachymétrie, d’un scanneur ou de drones, puis reprise dans le modèle 3D du terrain ou du bâtiment. On peut aussi reprendre des données de swisstopo (modèles des surfaces de toiture, prises de vue au scanner laser).

Pour vérifier et compléter les données de base, deux méthodes non destructives ont été appliquées dans le périmètre du giratoire Bären. Les câbles électriques ont été localisés en envoyant successivement une impulsion dans chacun d’eux. En outre, un géoradar ou radar à pénétration de sol a été utilisé. La détermination exacte de la position horizontale et de la profondeur de la conduite est longue et difficile et dépend du matériau de la conduite et de la nature du sous-sol. L’expérience montre que le géoradar à lui seul n’est pas en mesure de localiser une conduite. La vérification des données de base à l’aide des deux méthodes ci-dessus a montré que le tracé d’une conduite peut dévier considérablement de la ligne droite reliant deux points.

Fondamentalement, lors de l’élaboration d’une maquette numérique, on doit s’attendre à la situation suivante :

  • Le plus souvent, une base de données séparée est disponible pour chaque fluide. Les tracés y sont représentés par des lignes 2D et, dans le meilleur des cas, la coordonnée z a été ajoutée comme attribut.
  • Les coordonnées qui manquent pour certains points peuvent être complétées à l’aide de plusieurs méthodes possibles, mais l’effort nécessaire peut être important. En dernier recours, on peut se référer aux profondeurs standard de la norme SIA.
  • La qualité des données des éléments hors sol est excellente ; ces données peuvent être saisies par les moyens usuels.
  • Il n’est pas possible de construire une maquette de l’état existant qui soit complète et sans aucune erreur, car il subsiste trop d’inconnues en sous-sol (suppositions, fluide sans documentation, saisie demandant un effort trop important).
     

Toutes les données ainsi obtenues sont déposées dans une maquette numérique centrale, la pièce maîtresse de l’application du BIM. Tous les intervenants y ont accès et disposent ainsi d’une représentation de l’ensemble des conduites dans les trois dimensions, avec leur volumétrie.
Au fur et à mesure de l’avancement de la planification, tous les éléments déterminés sont déposés dans la plate-forme, également en trois dimensions : les conduites à déplacer, le giratoire en béton, les courbes et les enveloppes de trajectoire résultant des considérations de praticabilité ou les autres objets de l’espace routier (candélabres, arrêts de bus, signalisation, etc.).

Ce modèle central facilite la communication et la coordination entre les intervenants ainsi que l’étude détaillée. Il montre également les collisions et les incohérences, qui doivent faire l’objet d’un examen approfondi et être mises au point. L’objectif doit être que l’exécution des travaux puisse se dérouler sans aucune mauvaise surprise au moment du chantier. 

Il serait souhaitable qu’à l’avenir les données nécessaires soient saisies de manière standardisée lors de leur création, tout spécialement celles en rapport avec le sous-sol. Ces données devraient être travaillées « en trois dimensions ». Ceci permettrait d’employer la planification BIM 3D dans le génie civil également, d’une manière plus efficace.
 

​​​Sources d'images:

  • Matthias Käser / Bieler Tagblatt (photo giratoire provisoire du carrefour Bären à Aarberg)
  • RSW AG, Lyss

 

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Auteur/s
Daniel Bommer
Emch+Berger AG Bern
mit/avec: Patrik Muster, RSW AG