BIM for BEM – Interview Expert Hamid Badi, Directeur Technique BBS Slama

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Hamid Badi

Directeur Technique et R&D

BBS Slama

LinkedIn

http://www.bbs-slama.com/

 

Nous avons le plaisir cette semaine de recevoir Hamid Badi Directeur Technique, R&D et Gourou du développement de BBS Slama, l’un des éditeurs de pointe de calcul thermique et climatique en France et la STD.

 

Bonjour Hamid, ravi de te recevoir sur ABCD Blog. En quelques mots, pourrais-tu nous expliquer ton parcours personnel et ce qui t’a poussé à te diriger vers le domaine de la simulation énergétique ?

Sans flagornerie aucune, je tiens à te remercier pour ton invitation et je tiens aussi à m’excuser pour mon manque de réactivité ! Je suis mathématicien de formation et après une thèse dans les domaines des équations aux dérivées partielles et des processus stochastiques, dont je passerai les détails, j’ai débuté une carrière de chercheur dans laquelle j’ai participé à des projets de recherche autour de la simulation numérique. Je me suis intéressée aux voitures et aux avions, quoi de plus normal que de m’intéresser aux bâtiments aujourd’hui ! Il est vrai que la lecture des œuvres de Jeremy Rifkin m’a poussé à m’intéresser aux aspects énergétiques en général et ceux du bâtiment en particulier. Sa conception de la troisième révolution industrielle est d’autant plus pertinente lorsque l’on considère la révolution du BIM qui, de mon point de vue, est la clé de voute à l’interconnexion du réseau du bâtiment. J’ai intégré la société BBS SLAMA il y a cinq ans, ma mission consiste à manager le développement informatique et développer une stratégie R&D. Comme dans toute « petite » entreprise cela aussi implique d’autres missions telles que la communication !

Jeremy Rifkin BIM

Figure 1 : La dynamique du BIM fait partie du pouvoir latéral, Jeremy Rifkin parlais déjà du BIM en 1974.

 

 

BBS Slama, une belle société très reconnue. Peux-tu nous la présenter en quelques mots, sa fondation, son histoire, son évolution ?

BBS Slama est née en 1985 de la collaboration entre Bruno Slama (mathématicien aussi) et Bernard Slama (architecte). Suite à la prise de conscience par les pouvoirs publics de l’importance de la question énergétique dans le secteur du bâtiment, BBS Slama s’est spécialisé dans l’édition de logiciels pour les calculs énergétiques du bâtiment. Il est vrai que BBS Slama est bien connu au travers de son logiciel phare ClimaWin. Aujourd’hui c’est plus d’une vingtaine de personnes qui s’activent pour développer notre gamme de logiciels qui couvre les besoins informatiques des ingénieurs thermiciens du bâtiment.

 

Bruno Slama son fondateur, est très connu, notamment pour son implication dans l’openBIM et au sein de Mediaconstruct qu’il a dirigée pendant de nombreuses années. Comment cette passion pour l’openBIM impacte votre quotidien ?

Oui c’est juste, difficile d’évoquer Mediaconstruct (BuildingSMART France) sans faire référence à Bruno Slama qui l’a dirigée durant plus de 15 années et dont l’engagement a été entier. Malgré l’engouement grandissant pour le BIM depuis une poignée d’années, l’openBIM, au travers de sa matérialisation par le format IFC, est un horizon à atteindre et que nulle ne peut revendiquer ni la paternité et ni le monopole. Au quotidien, cela se traduit par deux actions complémentaires.

  • Tout d’abord il s’agit d’effectuer la veille technologique de l’openBIM. C’est sans doute mon passé de chercheur qui parle, mais j’éprouve toujours des réticences à parler du BIM sans avoir mis les mains dans le cambouis. Dans les faits, cela signifie de connaitre les spécifications des IFC par exemple ; je viens de la génération «show me the code ».
  • Ensuite, depuis que j’ai intégré BBS Slama j’ai pour mission de suivre et participer aux actions interprofessionnelles allant dans le sens de la valorisation et du développement de l’openBIM. Il est fréquent que des écoles, universités et organisations professionnelles m’invitent à exposer au sujet de l’openBIM. Bien entendu nos clients sont aussi très intéressés par l’openBIM et souhaitent savoir comment nos logiciels évoluent et peuvent s’intégrer dans l’écosystème BIM existant ou non ! Par exemple cela fait plus de dix années que ClimaWin importe les fichiers IFC, permettant aux architectes et ingénieurs thermiciens de dialoguer de manière plus « fluide ». Il est toujours intéressant de démontrer que le BIM, et son avatar open, est avant tout une méthodologie de travail. Bien qu’important, le choix des logiciels doit être secondaire. C’est un travail de pédagogie qui me plait énormément, d’autant plus que je ne suis ni architecte ni ingénieur !

 

Parlons de votre cœur d’activité. Pourrais-tu nous expliquer les différences entre simulations thermique, climatique et STD, ainsi que les autres simulations ?

Loin de moi la volonté d’ennuyer le lecteur, dont je salue le courage jusque-là, je vais tenter d’être bref. Pour citer Feynman, il y a une regrettable tendance à emprunter des mots, abréviations ou expressions dans un objectif d’incompréhension. De manière provocatrice, je répondrai qu’il n’y a aucune différence. Toutes ces simulations sont basées sur les principes de la thermodynamique et sur l’équation de Fourier. C’est le message que j’essaie de faire passer aux élèves, l’important n’est pas de connaître tel ou tel logiciel mais de savoir ce qu’il cache dans la black-box. Il est toujours inquiétant d’entendre que tel logiciel calculerait mieux qu’un autre. Aujourd’hui encore je m’interroge sur la pertinence d’une telle affirmation. Les questions que l’on doit se poser sont les suivantes : Que cherche-t-on à calculer ? Quelles sont les hypothèses ? Quelles sont les contraintes ? Il est évident qu’une simulation multiphysique basée sur la méthode des éléments finis fournirait des résultats plus précis, mais au prix d’un effort conséquent et d’un temps de calcul important pour une amélioration quantitative assez modeste eu égard de la qualité des informations à disposition. Le contexte de la croissance délocalisée des moyens de calcul ne perturbe en rien ce raisonnement. C’est la raison qui a poussé BBS Slama à développer durant trois années son propre moteur de simulation thermique, ce qui nous permet aujourd’hui d’être scientifiquement objectifs et autonomes.

Une simulation thermique dynamique, STD pour les intimes, consiste à étudier le comportement thermique de l’enveloppe du bâtiment sur un intervalle de temps, l’année par exemple, afin d’en extraire des grandeurs telles que le besoin énergétique. Alors qu’une simulation énergétique dynamique (SED) intégrera les aspects « systèmes » énergétiques pour estimer la consommation énergétique par exemple, et ainsi prédire le comportement en cas de dysfonctionnement en hiver et été par exemple.

BBS Slama Climawin Revit

BBS Slama Climawin Revit 2

Figure 2 : Résultats d’une simulation SED dans ClimaWIN avec le mateur de calcul BBS Slama

Comment le BIM est-il arrivé chez BBS Slama et comment l’avez-vous intégré à vos solutions ?

A dire vrai il était déjà là avant même que nous ne le sachions, tel Mr. Jourdain nous faisions tous « un peu » de BIM sans le savoir. Le BIM est aujourd’hui une évidence, nulle ne viendrait aujourd’hui douter ni de son utilité ni de son efficience. Grâce au soutien constant des acteurs publics (ministères, PUCA, DHUP, ADEME, CSTB…) depuis plus de vingt années, BBS Slama a participé à des projets R&D (projet CLAIRE) lui permettant de développer et d’expérimenter une approche BIM. Fort de cette expérience nous avons intégré dans nos logiciels différents formats d’interopérabilité tels que : IFC, gbXML, NBDM… Cette intégration n’est que la partie visible de l’iceberg, la partie cachée est celle de la méthodologie de travail en BIM.

Quelle solution BIM a selon vous changé le secteur du BTP et sur laquelle vous avez appuyé vos technologies et pourquoi ?

Tout d’abord, la position de BBS Slama a toujours été de promouvoir l’openBIM au travers de son format IFC. La réalité est que le format IFC est très bon, mais il présente quelques imperfections dans un contexte de production BIM intégré. C’est pourquoi dans certains « workflows » il est plus efficient de travailler avec un logiciel BIM tel que Revit.

Pour être franc et d’un point de vue purement pragmatique, il est évident que le logiciel Revit d’Autodesk concentre beaucoup de qualités qu’il me serait impossible de lister sans assommer ton lectorat. Je souhaite tout de même en préciser trois : l’intégration de l’ingénierie fluide, la qualité de l’export IFC et son API de développement. C’est cette dernière qui a convaincu BBS Slama de véritablement intéresser à Revit depuis 2013. Par exemple nous avons développé le plugin ClimaBIM pour Revit qui n’est ni plus ni moins qu’une version embarquée de ClimaWIN dans Revit. En tant que responsable R&D j’essaie d’imaginer la suite du film, il y a aussi d’autres technologies en cours de d’expérimentation et de déploiement dans mon équipe qui présentent des « petites » révolutions dans la collaboration et la production de la maquette BEM.

 

Justement, quelles sont vos solutions phares en quelques mots et que permettent-elles de faire ?

J’ai déjà évoqué le plugin Revit ClimaBIM qui permet à partir d’une maquette bien renseignée (suivre mon regard), et ceux en quelques clics comme le dit l’expression, de réaliser tout type de calculs thermiques dans un contexte intégré et synchrone. D’un point de vue pratique cela signifie que, dans le cas d’une maquette Revit de 120 000m² et de plus de 800 pièces, ClimaBIM génère le modèle BEM en quelques secondes grâce à son moteur d’analyses géométriques. A titre de comparaison, cette même étude sous ClimaWIN nécessite quelques dizaines d’heures de saisies correctes. Je te laisse imaginer les gains de temps lorsque l’on considère les allers-retours nécessaires (entre l’architecte et le thermique) pour finaliser une étude thermique. Bien entendu, il est plus qu’indispensable de s’assurer de la bonne constitution, en termes de géométrique et de données, de la maquette ; c’est pourquoi nous avons rédigé un document des bonnes pratiques pour l’usage de ClimaBIM (disponible sur le site internet de BBS SLAMA). Nous avons réalisé des tests de comparaison (voir tableau ci-dessous) et mesurer le temps nécessaire à la génération du la modèle BEM sur trois exemples de projets. Il apparait évident que de la méthodologie utilisant Revit et ClimaBIM est de loin la plus rapide. Cette expérimentation est circonscrite à la génération du modèle thermique et repose sur l’hypothèse que les maquettes sont porteuses de toutes les informations thermiques. Bien entendu cela ne tient pas compte des temps des opérations suivantes : modélisation BIM, vérification, constitution d’une maquette BEM ou MEP, saisies des données… Il est évident que les bienfaits du BIM sont à considérer dans une réflexion globale d’un processus BIM.

 

Surface [m²]

Nb pièces

Plans dxf

+ClimaWIN

gbXML/IFC +ClimaWIN

Revit+ClimaBIM

Maquette Maison

150

8

1h

10min

2s

Maquette Bureaux

9000

102

8h

25min

10s

Maquette CHU

58 000

874

96h

3h

174s

Dans le même esprit nous avons élargi la famille de nos plugins avec le développement de trois autres plugins :

  • LiseBIM dédié aux calculs électriques réglementaires à partir d’un schéma d’implantation électrique

BBS Slama Climawin Revit 3

Figure 4 : Schématique unifilaire LISE BIM (au-dessus) de l’installation électrique Revit (au-dessous).

  • ClimaBIM-Fluides consacré à l’étude des réseaux CVC de la maquette et son impact dans l’étude thermique globale du bâtiment.

BBS Slama Climawin Revit 4

Figure 3 : Récupération d’un réseau aéraulique depuis Revit et calcul des pertes de charge

  • Edibatec voué à l’enrichissement technique à partir de la base EDIBATEC de certains objets de la maquette Revit. Par exemple il est possible de spécifier les données thermiques réglementaire RT 2012 d’une menuiserie dans l’instance de la famille Revit.

BBS Slama Climawin Revit 5

Figure 5 : Intégration des données techniques RT 2012 d’une menuiserie dans la maquette Revit.

D’autres projets sont soit en cours de développement soit en réflexion entre mes deux oreilles, à suivre…

GBxml, IFC, API, quel est selon toi l’approche la plus efficace et pourquoi ?

C’est exactement une des questions que j’ai posé à un examen en master BIM d’une école d’ingénieur. La plupart des élèves ont répondu juste, je connais la réponse maintenant. C’est un secret de polichinelle entre nous, il n’y a pas de solution miracle universelle. Un projet est défini par ses objectifs, ses contraintes, ses acteurs…et il est nécessaire de trouver la moins mauvaise des solutions possibles ! Le matin je peux conseiller à un client les IFC et l’après-midi d’utiliser ClimaBIM et Revit à un autre. Mon seul objectif est de trouver une solution opérationnelle pour mon client ! Je ne vais lui vendre ClimaBIM s’il n’est pas équipé de Revit ou s’il travaille avec un architecte qui peut lui fournir un IFC de qualité.

Le BIM est-il important pour toi ?

J’ai la chance d’arriver dans le secteur du bâtiment à un moment où les réflexions, les pratiques et les outils évoluent pour mieux revenir à certains fondamentaux de la construction. Le BIM en tant que clé de voute de la troisième révolution industrielle est très déterminant. Il permet d’entrevoir le concept de jumeau numérique. Ce n’est pas tant la technologie qui me fascine mais plus sa capacité à repenser et imaginer ensemble nos habitudes pour mieux construire.

Pourrais-tu nous expliquer la différence entre ClimaBIM et Climawin ?

A dire vrai il n’y en a pas. ClimaBIM est la version embarquée de ClimaWIN dans des logiciels BIM et notamment Revit . ClimaBIM dispose de son propre modèle thermique central, modèle BEM, lui permettant de communiquer avec les formats openBIM tels que IFC et gbXML mais aussi avec les logiciels BIM disposant d’une API de développement.

BBS Slama Climawin Revit 6

Figure 6 : Projet ClimaWIN à partir d’un fichier IFC 2×3

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Figure 7 : Calcul et visualisation des déperditions thermiques par local dans une vue Revit

 

Comment vous situez-vous sur le marché français ? Êtes-vous leader et utilisé par tous les BE et architectes ou vous partagez-vous le marché avec vos confrères ?

Il serait prétentieux d’aller dans ce sens. BBS Slama est un acteur historique dans le domaine du calcul thermique réglementaire ; ClimaWIN est un logiciel présent dans les BET et les ingénieries du bâtiment. Nous partageons ce segment avec d’autres confrères avec lesquels nous entretenons des échanges techniques. Concernant les architectes, la situation est plus mitigée. Naïvement j’ai pensé que cette situation était liée à un manque de volonté ou de compétences. À la suite de nombreuses discussions avec des architectes, mon avis a quelque peu évolué. Les architectes sont les premiers à souhaiter une intégration des calculs énergétiques et environnementaux dans leur cycle de conception ; disposer d’un outil d’aide à la conception énergétique simple. La réalité est que les solutions logicielles existantes sont encore trop orientées « ingénierie » pour être intégrées dès les premières phases de conception d’un projet (initiées par un architecte). Je suis conscient qu’il y a un effort à réaliser pour rendre les logiciels plus ergonomiques, plus simples et plus flexibles aux flux de production BIM. Cette réflexion est très largement transposable aux besoins de la maitrise d’ouvrage en vue de la gestion et exploitation de patrimoine. Beaucoup de technologies existantes permettraient de démocratiser ce genre de calculs, et pour cela, je pense avoir quelques idées…

Quels sont selon vous vos éléments différenciateurs, en termes de société et produits ?

Nous accordons une part significative de notre investissement dans le domaine de la R&D, bien conscient que c’est la seule voie pour exister et être toujours en phase avec les innovations et les besoins du marché. A titre d’exemple, 25% de mon équipe possède un doctorat et n’ont pas une formation en bâtiment. En toute humilité, j’estime qu’en plus d’être un éditeur de logiciel, nous sommes aussi un laboratoire de recherche. Deux exemples illustrent cette affirmation :

  • Nous aurions pu nous contenter d’intégrer le moteur ministériel de calculs thermiques RT 2012 dans nos logiciels. Nous avons fait le pari de redévelopper notre propre moteur durant trois années à partir des 1377 pages de la méthode Th-BCE et d’élargir cette méthode pour en faire un moteur de simulation thermique/énergétique dynamique. Aujourd’hui, nous disposons d’une meilleure compréhension de la physique du bâtiment ainsi que d’une grande liberté pour l’expérimentation d’innovations du bâtiment (matériaux hygrothermiques, systèmes thermodynamiques complexes, surfaces vitrées intelligentes). Le résultat est que notre moteur effectue une STD annuelle, d’un bâtiment composé de plus d’un millier de pièces, en l’espace de dixaine de secondes.
  • La complexité de la modélisation géométrique telles que les surfaces courbes, murs-rideaux, ossatures…rendent délicates le traitement géométrique des informations contenues dans les formats de fichiers IFC et gbXML. Afin d’être au plus près de la modélisation dans les logiciel BIM, nous avons fait le choix de développer notre moteur d’analyse pour reconstruction de la maquette énergétique du bâtiment BEM. Ce moteur repose sur une combinaison judicieuse de méthodes telles que la modélisation par voxel, le raytracing et la CSG semi-exacte.

Notre métier est surtout celui de la physique du bâtiment, l’informatique en est un corollaire.

En tant que Directeur de la R&D, comment orientez-vous votre stratégie du futur ? Regardez-vous ce qui se fait le plus ou faites-vous énormément de recherche afin de dégager des tendances et innovations pour rester à la pointe sur le marché ?

Nous sommes à un carrefour de l’évolution des logiciels, il est indispensable de le repenser pour être en phase avec la révolution du BIM et surtout avec les nouvelles technologies informatiques (SaaS, Web, Cloud). Les « vielles » recettes ne fonctionnent plus. Bien sûr qu’il est de mon devoir d’effectuer une veille scientifique et technique, mais surtout en dehors des sentiers battus. Il m’arrive souvent de me « perdre » dans des événements (salons, conférences, meetups…) qui n’ont a priori pas de liens évidents avec le secteur du bâtiment. Je regarde avec beaucoup d’intérêt ce qui se fait dans les secteurs du jeux vidéo, du big data, de l’internet des objets, des systèmes embarqués…

Dans un contexte de parametric design, il est nécessaire d’offrir aux utilisateurs la possibilité d’effectuer une optimisation multicritère du projet, l’énergétique est l’un de ces critères. Ainsi, notre stratégie consiste à renforcer et à ouvrir, via des APIs, nos moteurs de calculs. Par exemple, depuis 2007 nous sommes associés au fabricant Legrand pour le développement d’un logiciel de calcul électrique C15-100. Les compétences de chacun ont permis de développer le logiciel LISE-Elec en un temps record : deux ingénieurs durant 18 mois. Nous avons profité du projet pour développer ce logiciel sur la base d’une architecture modulaire avec un noyau de calcul autonome et une API. Ce qui nous a permis de développer le plugin Revit LISE BIM, qui n’est ni plus ni moins que l’intégration du moteur de calcul LISE-Elec dans le logiciel Revit. N’importe lequel de nos clients, s’il souhaite disposer d’un logiciel ou d’un plugin adhoc, peut réaliser ce développement.

Quelles sont les innovations que vous allez présenter en 2019 autour de vos solutions ?

J’ai largement commencé à les évoquer ! En 2018 nous avons présenté nos nouveaux plug-ins Revit : ClimaBIM, ClimaBIM-Fluides, LISE BIM. Pour 2019, d’autres innovations en cours de développement et qui s’appuient sur d’autres technologies. De plus, nous travaillons sur les questions de la rénovation énergétique, du carnet énergétique, de l’acoustique… Malheureusement, je ne peux pas en dire davantage, rendez-vous au prochain BIM World.

Que penses-tu du marché français actuellement en termes de maturité du BIM ? L’action des pouvoirs publics est-elle selon toi suffisante pour pousser à une adoption massive du BIM ?

Quand on se regarde on se désole, quand on se compare on se console. J’étais présent à la cérémonie des BIM d’or hier soir et j’ai été ravi de constater trois choses :

  • Nul ne doute de l’efficacité du BIM,
  • Le BIM est de moins en moins réservé à une certaine élite du bâtiment et encore moins à des projets de grande envergure,
  • Le degré de maturité BIM ! Il ne s’agit plus d’expérimenter le BIM dans certaines phases du projet mais de véritablement l’utiliser et de le déployer dans l’ensemble de la chaîne de valeurs du bâtiment.

Ces observations sont probablement, dans le pire des cas, la résultante décorrélée et non indépendante de l’action publique en matière de BIM. Afin d’accélérer l’adoption du BIM, il est nécessaire de développer des logiciels encore plus intégrés dans le processus du BIM et de renforcer sa normalisation. Sur ce dernier point, on ne peut que féliciter le travail mené par buildingSMART au sujet de la convention BIM, des dictionnaires de produits PPBIM et de la classification… Des pouvoirs publics, j’attends avec impatience le nouveau code de la construction BIM-compatible…

Connais-tu ABCD Blog ? Comment verrais-tu ce blog évoluer ?

Oui bien sûr que je connais, ta dernière interview est géniale. Ton blog est un pointeur francophone de référence pour celui qui souhaite se tenir informé de l’actualité du BIM. Tu réalises un très joli travail pour faire connaître les personnes qui se cachent derrière le BIM. Bref, on sent que le BIM te passionne plus que la comptabilité. Pourquoi pas faire une version vidéo de tes interviews, futur YouTuber ?

Très bonne idée cher Hamid. Et nous en profitons pour te remercier pour cette belle et passionnante interview. Nous te souhaitons de continuer sur ta lignée de succès.

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