Le projet MINND et le GT45 de l’AFTES

Le projet MINND et le GT45 de l’AFTESApplications et perspectives pour le BIM Géotechnique

Mickaël Beaufils (BRGM) & Florent Robert (CETU)

SOLSCOPE 2019 – Marseille, 26 juin 2019

PLAN DE LA PRÉSENTATION

26/06/2019 SOLSCOPE 2019 – Marseille (France)

2

M. Beaufils

F. Robert

UC8-GC GT1.3 - TunnelGT45

UC8-GT

IFC Tunnel

IDBE GEOTECH

2019

GT1.5 - Géotechnique

BIM


3

› Building Information Modeling▪ Terme apparu vers 2010▪ Building au sens bâtiment dans un

premier temps puis ouvrage au sens général

› Les prétentions du BIM▪ Notion de « jumeau numérique » de

l’ouvrage qui centralise les connaissances à son sujet

▪ Notion de collaboration des acteurs▪ Notion de cycle de vie de l’ouvrage▪ Importance de la pérennité de

l’information

LA PHILOSOPHIE DU BIM DANS D’AUTRES DOMAINES


4

Enjeux sur la standardisation des informations

Médecine BTP Automobile / aviation, …

Dossier patient BIM Carnet d’entretien

STANDARDISATION


5

› S’accorder sur des descriptions, des formats, des pratiques commun(e)s

› Pour être mieux organisé, assurer l’interopérabilité entre les acteurs / les systèmes / les machines

› Organismes nationaux

› Organisme international

› Recours à des organismes de pré-standardisation pour s’accorder dans un domaine particulier

TROIS ORGANISMES DE PRÉ-STANDARDISATION À MENTIONNER


6

› STEP : STandard for the Exchange of Product model data▪ Pour l’industrie (automobile, aviation, …)

› bSI : building Smart International▪ Spécialisation de STEP pour la construction

▪ Donc une forte vision produit / CAD

› OGC : Open Geospatial Consortium▪ Principalement les données environnementales

▪ Compatible avec la Directive Européenne INSPIRE

Open CAD

Open GIS

Open BIM



7

M. Beaufils

F. Robert


UC8-GT

IFC Tunnel

IDBE GEOTECH

2019


CONTEXTE DE MINND


8

GT45

› MINnD (2014-2018 > 2022)▪ Un programme de recherche pour développer l’Open BIM aux infrastructures

▪ En lien avec buildingSmartFrance (MediaConstruct)

▪ 71 partenaires

PARTENAIRES DE MINND


9

GT45

▪ 71 partenaires : bureaux d’ingénierie, maîtres d’ouvrage, entreprises, entités publiques

UC8 – INFRASTRUCTURES SOUTERRAINES


10

GT45

› L’UC 8 traite des tunnels et des espaces souterrains▪ Financement par l’ANDRA

▪ Objectifs :• Organisation durable des données pour assurer une transition en douceur entre la conception, la construction,

l’exploitation et l’entretien

• Être capable de récupérer et exploiter les données dans 100 ans

▪ 2 Groupes de travail :• Un groupe de travail sur l’ouvrage : structure du tunnel et ses équipements

• Un groupe de travail sur la géologie : environnement géologique, hydrogéologique et géotechnique

• En lien avec buildingSmartFrance (MediaConstruct)

▪ Planning• Saison 1 : 2014-2018

• Saison 2 : 2019-2021

▪ 25 experts

UC8 – GROUPE DE TRAVAIL SUR L’OUVRAGE


11

GT45

› Types de projets▪ Tunnels ferroviaires,

routiers et de transports guidés

› Principaux projets en France▪ CIGEO : centre de

stockage de déchets radioactifs

▪ Grand Paris Express : 200 km de nouvelle lignes de métro automatique

▪ RER EOLE : 8 km

▪ TELT : tunnel de base de la liaison transalpine long de 57 km



12

GT45

› Participants : 25 experts▪ MOA :

• ANDRA (Consultant BIM : Vianova France)

▪ Entité publique :• CETU (Centre d’Etudes des Tunnels – MTES)

▪ Bureaux d’études :• Egis, Setec, Incas Partners, Ingerop (Geos)

▪ Entreprises :• Vinci Construction France et Dodon Campenon

▪ Expert en système d’ingénierie :• Processus & Innovation

▪ Expert IFC :• Claude Dumoulin



13

GT45

› Le groupe de travail est composé de personnes avec une expérience sur les projets BIM en incluant la modélisation du tunnel et de ses équipements



14

GT45



15

GT45

› Méthodologie



16

GT45

› BPMN globale pour concevoir et construire le tunnel : activités et échanges



17

GT45

› Description du système



18

GT45

› IDM Détaillée – cas d’usage



19

GT45

› Approche fonctionnelle : pourquoi? Quoi (fonction) Comment? (produit)› Décomposition en sous-systèmes

Vues fonctionnelles Vues Organiques

Exigences fonctionnelles Exigences fonctionnelles ObjetsBesoin

Pourquoi Quoi Quoi Quoi Quoi Quoi Comment

Fonction Exigences générales Exigence de programme(MOA)Exigence ‐ Données

d'entrée

quantifiées

Exigence ‐ Données

desortie

intrinsèques au

système

Exigence ‐ Données de

sortie ‐ Constituants

du systèmes ‐

Composants statiques

Acteurs Echanges

Alimen

tati

on

de

cha

nti

er

Assurer l'alimentation

électriquenécessaire à la

réalisation des travaux

Réglementation, recommandations Process de constructionGrandeurs physiques (Tension,

intensité, puissance,

régime de neutre, …)

Conception générale du système :

Redondance d'alimentataion, ASI

Grandeurs physiques à atteindre

(cos phi, taux d'harmoniques, tupe

de protection

Conduits aérauliques GC :

galeries, puits, gaines

en tunnel, rameaux

Dimensions, pression, état de

Concepteur INFRA surface, réservations pour

trappes et bouches

Alimentat

ion

d'exploitat

ion

Exploitationnormale

Assurer l'alimentataion électrique

en fonction des besoins de

l'exploitation

Réglementation,recommandations

Données du projet. Routier,

ferroviaire, stockage, autre.

Données électriques des

équipements à alimenter

Grandeurs physiques (Tension,

intensité, puissance, cos phi,

régime de neutre,…))

Locaux, unités, usines,

centrales de

ventilation

Concepteur INFRA Dimensions, accès,finitions

Aménagements en tunnel,bossages Concepteur INFRADimensio

ns

Exploitation

dégradée en

cas d'incident

Assurer des conditons

satisfaisantes pour l'évacuation des

usagers et l'accés des secours

(double objectif) par

l'alimentataion des équipements

de sécurité

Réglementation, recommandationsIdem ci‐dessus + exigences

des services

d'intervention

Grandeurs physiques (Tension,

intensité, puissance, cos phi,

régime de neutre,…))

Spécifications de matériels/câbles

(tenue au feu, pression). Conception

du réseau de secours et/ou secouru

Conduits aérauliques rapportés :

ventubes, gaines

rigides

Encombrementextérieur,

Concepteur INFRA

supportages

Accessoires : silencieux

acoustiques, portes

accès, trappes accès

Concepteur INFRADimensio

ns

Accessoires : moyens de

manutention (poutres,

ponts roulants…)

Concepteur INFRA Descentes decharges



20

GT45

› Pour chaque sous-système : description de l’objet, dictionnaire de données



21

GT45

› Pour chaque sous-système : jeu de propriétés



22

GT45

› Modèle conceptuel de données



23

GT45

› Modèle View Definition



24

GT45

› Mi-2018 :▪ BPMN Tunnel: ▪ IDM (11 sous-systèmes): ▪ PBS (11 sous-systèmes):

• Géométrie, position, exigences/dégagement de volume

› Fin 2018 :▪ DD (11 sous-systèmes) :

• Relations pour les produits et les propriétés

▪ MVD (inter-phases / spécifique à l’objet): ▪ DCM (Ifc4.2++ classes) pour 3 sous-systèmes:



25

GT45

› Livrables 2018



26

M. Beaufils

F. Robert


UC8-GT

IFC Tunnel

IDBE GEOTECH

2019


MINND UC8-GT : LA DEMANDE ET L’ÉQUIPE

› Sujet: Appliquer la philosophie de l’openBIM aux données géotechniques (GT) de projets d’Infrastructure Souterraine (UC8)

› Besoin: Permettre aux acteurs du projet d’accéder aux données relatives à l’environnement de l’infrastructure pendant toute sa durée de vie

› Equipe : 40 personnes issus de 13 organisations▪ Recherche / organisme public

▪ Ingénierie

▪ Constructeurs

▪ Experts freelance

27


MINND UC8-GT : LA PROPOSITION

10011101100010

1111000101101

Geoengineering

team

Civil engineering

team

› Better Information Management (BIM?)

▪ Au sein des équipes géotechniques, organisationdes données allant des observations et mesuresbrutes jusqu’aux interpretations et préconisations

▪ Entre les équipes géotechniques et genie civil, meilleure collaboration à l’ère du BIM

› Proposition de standards pour l’expression des données géotechniques et leur échange

▪ Basé sur la norme NFP 94-500 et les guides AFTES, l’expérience des membres et des projets en cours

28


LES MISSIONS GÉOTECHNIQUES

Designation Id

Structure sizing and definition of the geotechnical influence zone

CALC

Construction methods MECO

Geological modeling GEOL

Hydrogeological modeling HYDR

Geotechnical modeling GTCH

Anthropic environmentmodeling

AVOI

Excavations and Site Pollution modeling

TESP

Observations and Measurements

RECO

Risk and uncertaintyassessment

RISK

TESP

RECO

GEOL HYDR

GTCH

CALCMECO

AVOI

RISK

Book B:

Environment

Modeling

(including

uncertainties)

Book A:

Factual data

collection

Book C:

Draft

Conception Plan

(including RISK)

29

DÉCRIRE LES MISSIONS GÉOTECHNIQUES

Actors

Processes

Input data Output data

› Information Delivery Manual(IDM)

▪ Workflow description

▪ ISO 29481-1:2016

▪ 1 per subject

› Informations

▪ Qui fait quoi

▪ Données utilisées

▪ Données produites

30


D’AUTRES INITIATIVES À MENTIONNER

Earth, Space, and Environmental Sciences

Interest Group

GeoScience DWG

…

31

IFC Geotechnics proposal


IDENTIFICATION DE MODÈLES DE DONNÉES EXISTANTS À EXPLOITER

Concepts to address Helpful existing models

Observations on the field ISO O&M / OGC GeoSciML Outcrop / AGS

Measurements ISO O&M / AGS

Results of calculus / estimations ISO O&M

Lab analysis OGC GeoSciML / AGS

Geology logs OGC GroundWaterML2

Boreholes Borehole IE (on going activity)

GeologicUnit / GeologicStructure and specializations OGC GeoSciML

Aquifer, fluid bodies, void, flows OGC GroundWaterML2

Existing buildings OGC CityGML / INSPIRE BU

Existing infrastructures OGC LandInfra / InfraGML

Existing networks OGC CityGML + UtilityNetwork ADE / INSPIRE UN

Risk zones INSPIRE NZ

Survey / Campaign INSPIRE Geology>Geophysics>Campaign

Geomodel OGC GeoSciML>Geophysics package (O&M)

32


33

› Geotechnical Data Standardization Workshop▪ 60 participants du monde entier

▪ Présentations disponibles sur https://github.com/opengeospatial/IDBE-Geotech

▪ Résolutions:• Collaboration officielle entre OGC et bSI sur la

standardisation des données geotechniques pour le BIM via le groupe IDBE Geotech

• IDBE Geotech s’appuie fortement sur les travauxde MINnD UC8-GT pour les étendre à l’international

• IDBE Geotech kick-off et définition du plan d’action et des groups lors du Düsseldorf bSISummit (29 Mars)

IDBE GEOTECH

ORGANISER LA STANDARDISATION DES DONNÉES GÉOTECHNIQUES À L’INTERNATIONAL


https://github.com/opengeospatial/IDBE-Geotech

IDBE GEOTECH PROPOSITION OVERVIEW 34

GeomodelView

Representation(1D, 2D, 3D)

Observations & Measurements

ModeledFeature(eg. GeologicUnit, GeologicStructure)

BoreholeView

Sample

2

3

hasSample

hasObservation

hasObservation

hasConsidered hasRepresentation

hasModeled

API / WPS(to build on demand

representations)

4

hasService

1

Monitoring Facility

hasObservation

hasMF


CONNECTION BIM – GÉOSCIENCE : UNE PROPOSITION

03/04/2019

BIM World - Paris

Soil structure tool

Geomodel

Soil structure computation

Geomodeling tool

GeomodelCollection of

virtual boreholesexport

GetVirtualBorehole

web service

CAD tool

Infrastructure model

Builtenvironment

Simplifiedconstructionexport import

GetLOD1Building

web service

› Utilisation de services web plutôt que de l’import / export de fichiers▪ Ex: Calcul d’intéraction sol structure

Geomodel builtfrom boreholesimport

35

CO-ACCÈS DONNÉES GÉOSCIENCE / INFRA : PROTOTYPE AVEC OYO / CSTB

23/05/2019 5th 3D European Geomodeling Meeting - Bern (Switzerland)

36

eveBIM

3D environment

Geo Model

Infra Model

Boreholes

Other representation(array, schema, graph, …)

OM

Geomodeldescription

Geomodelcomponent description

Boreholedescription

Sampledescription



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M. Beaufils

F. Robert


UC8-GT

IFC Tunnel

IDBE GEOTECH

2019


L’AFTES


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GT45

› AFTES : ▪ L’Association Française des Tunnels et de l’Espace Souterrain (AFTES), créée en 1972, a

pour objet de rassembler et mobiliser tous les acteurs de la profession, investisseurs, maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre, bureaux d’études et de contrôle, centres de recherche et de formation, entrepreneurs, consultants, architectes, urbanistes, équipementiers, enseignants, etc. dans le but de :

• faire progresser la connaissance dans ses domaines de compétence,• échanger entre ses membres et diffuser le plus largement possible les recommandations de ses Groupes de Travail et plus généralement toutes les informations techniques, contractuelles, sociales, environnementales etc. dont elle dispose,• promouvoir l’Espace Souterrain et soutenir toutes les actions qui contribuent à le faire connaître,• aider au développement et à la diffusion du savoir-faire de l’ingénierie, des entreprises et des constructeurs français,• entretenir l’apport technique et la production de doctrine,• accroître l’intérêt des jeunes ingénieurs et techniciens du BTP pour les métiers du souterrain.

L’AFTES est une organisation nationale adhérente à l’AITES (Association Internationale des Tunnels et de l’Espace Souterrain).

GT 45 DE L’AFTES


39

GT45

› GT45 :

▪ A pour intitulé : « Nouvelles technologies numériques en travaux souterrains »

▪ Prise de conscience de l’importance du développement du BIM dans le domaine des infrastructures

▪ Du fait d’une durée de vie limitée de MINnD – lancement de la saison 2 à partir de mars 2019

▪ Nécessité d’avoir un lieu de travail pérenne sur cette thématique dans la continuité -> création du GT45 de l’AFTES

GT 45 DE L’AFTES


40

GT45

› AITES : création en 2017 du WG 22 sur le BIM

▪ Objectif : Publication d’un guide sur le BIM pour les principaux acteurs de la construction

▪ Travailler en lien avec le WG 3 pour examiner l’implémentation du BIM dans les pratiques contractuelles

▪ L’AFTES n’était pas représentée au sein du WG 22 jusque là, ce qui est le cas aujourd’hui

GT 45 DE L’AFTES


41

GT45

› Animateurs : Florent Robert (CETU) & Nataliya Dias (ANDRA)

› Axes de travail du GT 45 :▪ REX▪ Sensibilisation des MOA à la problématique du BIM▪ Formation▪ Rédaction de bonnes pratiques spécifiques aux travaux souterrains : aider les MOA à

formaliser leur commande▪ Vérifier que le développement des IFC Tunnels est conforme aux attentes de la

profession

› Prochaine réunion du groupe : 3 juillet 13h30 – 17h30, SETEC (Paris)



42

M. Beaufils

F. Robert


UC8-GT

IFC Tunnel

IDBE GEOTECH

2019


MINND SAISON 2


43

› Réunion de lancement : 18 mars 2019

› Le programme de recherche est structuré autour des thématiques suivantes :▪ La structuration des données

▪ La qualification des données

▪ La création des données

▪ La collecte des données

▪ L’utilisation des données

▪ La collaboration

MINND SAISON 2 : LES GROUPES DE TRAVAIL


44

0-2 Cartographie des outils et méthodes orientées BIM Infra disponibles0-3 Compétences 3-1 Intégration progressive du PLM dans l'exploitation

3-2 Continuité BIM et jumeau numérique

1 - Structuration des informations - feuille de route IFC 5.0 3-3 Gestion de données en mode collaboratif

Sujet Bridge

Sujet Rail 4-1 Villes intelligentes et Internet des objets (ioT)

Sujet Road 4-2 L'infrastructure comme un système de systèmes - Continuité numériqueSujet Tunnel

Sujet Géotechnique5-1 Modélisation des données (retro-engineering) en phases conception et construction

Sujet Terrassement 5-2 Modélisation des données (retro-engineering) en phase exploitation

Archivage

6-1 Processus émergeants2-1 Modalités de réception des projets en BIM

6-2 Plateformes collaboratives et collaboration de plateformes2-2 Gestion des incertitudes et des tolérances

6-3 Revue de projet

MINND SAISON 2 : GROUPE TUNNEL


45

› Animateurs : Nataliya Dias (ANDRA) & Michel Rives (Vianova)

› Un programme de travail sur 18-24 mois

› Poursuite et expérimentation des idées et concepts développés en saison 1

› Réunion de lancement : 27 juin 2019 14h00 – 17h00, FNTP (Paris)

2019


46

GT45

› IFC tunnel

▪ Participants français:

IFC TUNNEL


47

GT45

› Nouveau projet dans buildingSmart International

› Project Management: Michel Rives (Vianova), André Borrmann (TUM) et Laura Mol (bSI)

› Livrables▪ DD en anglais▪ IDM / MVD en anglais▪ Extensions:

• Calcul et interaction géotechnique• Méthodes de construction• Guidage sur site / Suivi/capture conforme à l'exécution• Maintenance et exploitation

– Dossier de récolement => gestion du patrimoine – Exigences/optimisation de la maintenance et de l’exploitation

MINND SAISON 2 : GROUPE GÉOTECHNIQUE


48

› Animateur : Mickaël Beaufils (BRGM)

› Un programme de travail sur 18-24 mois› N’est plus limité aux infrastructures souterraines› Expérimentation des idées et concepts développés en saison 1

▪ Exposition des données factuelles avec la sémantique AGS et des protocoles OGC

▪ Définition des attributs à associer aux composants des modèles▪ Connexion Géotechnique <> BIM sur le sujet de la modélisation des

interactions sol-structure▪ Connexion Géotechnique <> BIM sur la production des documents

contractuels pour les marchés

› Réunion de lancement : 3 juillet 14h30 – 17h30, SETEC (Paris)

IDBE GEOTECH


49

› Animateurs :▪ Mickaël Beaufils (BRGM, France)▪ Jonas Weil (IC-Group, Autriche)▪ Rie Wada (Oyo corporation, Japon)

› Programme▪ Idem MINnD Saison 2, mais à l’international▪ Des actions supplémentaires sur l’internationalisation de MINnD

• Identification de vocabulaires internationaux / nationaux et production de lexiques• Etat de l’art des pratiques internationales (logiciels, réglementation)• Développement d’un démonstrateur: OYO – BRGM – CSTB sur l’accès aux données

géotechniques depuis un visualiseur BIM

› Prochaine réunion du groupe : 3 octobre (Guimaraes, Portugal)

CONCLUSION


50

› Tous les groupes mentionnés précédemment sont ouverts à de nouveaux participants

› Agenda de réunions connues▪ Réunion de pré-lancement MINnD Tunnel

• 27 juin 13h30 – 17h30, FNTP (Paris)

▪ Réunion de travail AFTES GT 45• 3 juillet 13h30 – 17h30, SETEC (Paris)

▪ Réunion de lancement MINnD Géotechnique• 3 juillet 14h30 – 17h30, SETEC (Paris)

▪ Réunion de travail IDBE Geotech• 3 octobre (Guimaraes, Portugal)• Rattaché à la conférence ICITG2019

IDBE GEOTECH

GT Géotechnique

GT45

GT Tunnel

MERCI POUR VOTRE ATTENTION


51

GT45

› Questions ?

› Contact▪ [email protected]

▪ [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Le projet MINND et le GT45 de l’AFTES

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