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1. change d information mais qui n op rent pas pour les m mes d ouvrages Le GML apporte une plus grande flexibilit en ce qui concerne le choix du syst me de coordonn es il est possible d utiliser ou de combiner les syst mes de r f rence de coordonn es SRC suivants g ocentrique g ographique projet ing nieur ou vertical Toutefois cette libert loigne les utilisateurs d un standard commun de travail Dans le monde du b timent et des IFC le SRC classiquement utilis est le syst me ing nieur donc local et national Il ne permet pas de s int grer dans un contexte g ographique mod lis N anmoins la derni re version normalis e 11 z Nous avons toutefois tenu compte des versions plus r centes de ces deux normes Gestion et mod lisation de l information en ing nierie concourante 7 des IFC 4 permet via une conversion le g or f rencement des objets dans le syst me g od sique mondial standard partir des coordonn es locales Ensuite le GML se rapproche plut t de formes g om triques assembler pour cr er des objets alors que les IFC comportent g n ralement des objets existants objets m tier qui sont d ailleurs appel s en anglais product et non feature Dans les IFC seuls les l ments principaux existent il est n cessaire de cr er les objets plus complexes ce qui n cessite de bien conna tre le mod le de donn es et la syntaxe de r daction de ces nouveaux ob2. Gestion et mod lisation de l information en ing nierie concourante cas des IFC et du GML pour la mise en uvre de projets urbains et d infrastructures C E Tolmer C Castaing Y Diab D Morand Laboratoire Eau Environnement et Syst mes Urbains LEESU quipe G nie Urbain Universit Paris Est Marne La Vall e B timent Lavoisier rue Galil e 77 420 Champs sur Marne France charles edouard tolmer univ mlv fr youssef diab univ mlv fr denis morand univ mlv fr Egis International Place des fr res Montgolfier 77 286 Guyancourt Cedex France charles edouard tolmer egis fr christophe castaing egis fr 3 Ecole des Ing nieurs de la Ville de Paris EIVP Universit Paris Est 80 rue R beval 75 019 Paris France youssef diab eivp paris fr RESUME Dans cet article nous proposons d analyser les points principaux des deux normes majeures concernant la gestion et le partage des informations dans les projets urbains et d infrastructures Nous avons pr cis plusieurs termes et concepts autours du travail collaboratif et de l ing nierie concourante Notre analyse nous a ensuite permis de lister et comprendre les lacunes les limites mais aussi les capacit s de ces deux normes qui encadrent les IFC et le GML La synth se propos e dans cet article met en lumi re la diff rence entre ces deux approches mod le et permettra d orienter nos futurs travaux autours des niveaux de d tai
3. Yunting D Shinsuke K amp Kyosuke H 2011 Development of an optimal design aid system based on building information modeling ZEN 08 Zeng X amp Tan J 2007 Building information modeling based on intelligent parametric technology Front Archit Civ Eng China
4. et tendances pour les SIG Mod lisation urbaine de la repr sentation au projet Commissariat g n ral au d veloppement durable Direction de la recherche et de l innovation EAS O8 Eastman C Teicholz P Sacks R amp Liston K 2008 BIM Handbook A Guide to Building Information Modeling for Owners Managers Designers Engineers and Contractors GIL Gil J Almeida J amp Pinto Duarte J s d The backbone of a City Information Model Implementing a spatial data model for urban design HAA 99 Haala N amp Brenner C 1999 Extraction of buildings and trees in urban environments HAM 12 Hamelin E amp Razemon O 2012 La tentation du bitume O s arr tera l talement urbain Rue De L echiquier LIE 04 Liebich T 2004 IFG Project Phase 1 Comparison of gml3 0 and IFC2x 2 Munich Thatcham NAG Nagel C Stadler A amp Kolbe T H s d Conceptual requirements for the automatic reconstruction of building information models frome uninterpreted 3D models The International Archives of the Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences POY 97 Poyet P amp Monceyron J 1997 Les classes d objets IFCs Finalit et mode d emploi Rapport technique CSTB SAC 10 Sacks R Kaner I Eastman C amp Jeong Y S 2010 The Rosewood experiment Building information modeling and interoperability for architectural precast fa ades YUN 11
5. num riques Ing nierie concourante d apr s PISO 19101 il s agit de la Capacit d un syst me ou d une composante d un syst me permettre un partage des informations ainsi qu un contr le des processus coop ratifs Concr tement il s agit au travers d un mod le num rique de donn es d arriver au partage des donn es d un projet gr ce des mod les communs afin de limiter les ressaisies redondances et pertes d information Ainsi l IC doit favoriser la r alisation simultan e des t ches 31 Rencontres de l AUGC E N S Cachan 29 au 31 mai 2013 4 BIM avec la multiplication des projets de b timent utilisant le BIM sa d finition n en est que plus floue La signification de cet acronyme varie Il peut signifier Building Information Modeling pour parler d un processus de mod lisation et production de la maquette num rique ou Building Information Model qui fait simplement r f rence la maquette num rique elle m me qui est le r sultat du processus Le BIM est plus qu un simple outil Il traduit en fait un mod le de production appliqu toutes les phases de r alisation d un ouvrage EAS 08 C est un processus de conception et de management qui inclut l ensemble des informations du projet tout instant et durant tout son cycle de vie ZEN 07 YUN 11 La partie visuelle du BIM elle se cristallise dans une maquette num rique en trois dimensions Une norme
6. structure ou bien une planification de chantier M me si certaines capacit s entre IFC et CityGML sont similaires leur approche mod le est bien diff rente elles seront d taill es dans des travaux venir 31 Rencontres de l AUGC E N S Cachan 29 au 31 mai 2013 8 Finalement l volution dans le temps des objets ne peut tre prise en compte avec les IFC alors qu ils voluent et se complexifient avec l avancement du projet consid rer l volution du niveau d information ou niveau de d tail est pour le moment inexistant dans les IFC Le GML permet de traiter certaines volutions temporelles comme l augmentation du niveau d un fleuve mais pas au sens de l avancement de la conception Le Tableau 1 ci dessous r sume l analyse pr c dente concernant les formats IFC et GML Leurs diff rences proviennent principalement du fait qu ils ne r pondent pas aux m mes besoins L volution temporelle ainsi que les niveaux de d tail ne sont que tr s partiellement trait s par ces deux normes alors qu ils sont indispensables la gestion de l information Ce sont des points am liorer dans les prochaines versions des normes Format IFC GML Normalis oui oui syst me ing nieur et Syst me de projection conversions n cessaires pour vari s les autres G or f rencement oui IFG oui G om trie d objets objets m tiers products compositions surfaciques Type d application b timent SI
7. G Apparence texture minimal suffisant Partielle temporal et dynamicfeature Tableau 1 Synth se de l analyse Les indiquent que des am liorations sont en cours d laboration ou d implantation SIG Syst me d Information G ographique IFG IFC pour SIG Evolution temporelle des objets non 5 Lacunes et freins aux mod les Au del de la recherche de nouveaux outils et de mod les de gestion de l information nous avons constat que cette m thode de travail d ing nierie concourante autour d un mod le num rique commun pose diverses probl matiques pour les acteurs d un projet urbain ou d infrastructure En effet la modification en profondeur des m thodes de travail impos e par le mod le num rique freine encore des acteurs priv s s engager et s investir dans cette branche le co t direct leur semble trop lev pour le moment au regard des b n fices escompt s L armoire plans reste donc l l ment cl et contractuel d un chantier Le deuxi me frein des industriels du secteur hors diteurs de logiciels appara t avec la probl matique de la propri t intellectuelle des informations partag es comment mettre disposition 1 Voir d finition dans COM 101 Gestion et mod lisation de l information en ing nierie concourante 9 de tous les acteurs un maximum d informations sans dispenser gratuitement le savoir faire et les comp tences des entreprises Ai
8. L sont aujourd hui normalis s par la norme ISO 16739 pour les IFC 4 et ISO 19136 correspondant au standard OGC GML 3 2 1 publi e en 2007 pour le GML Le Le grand dictionnaire terminologique Office qu b cois de la langue fran aise http gdt oqlf gouv qc ca 2013 4 ISO 32000 1 2008 PDF publi e par l ISO le 01 07 2008 5 Open Geospatial Consortium consortium international cr en 1994 et compos de repr sentants de l industrie de gouvernements et du milieu acad mique Il comporte sur tous les continents plus de 260 membres dans 31 pays Son objectif est de d velopper des normes de facto pour le domaine de la g omatique et des services bas s sur la localisation Gestion et mod lisation de l information en ing nierie concourante 5 LandXML est un format d change ouvert support par de nombreux outils de CAO et SIG d di s aux projets d infrastructures routi res CRE 02 L OGC travaille actuellement son int gration R union OGC S oul d cembre 2012 N tant pas normalis son analyse ne correspond pas au champ de cet article Il fera toutefois l objet d un prochain article tant donn sa pr sence forte et son int r t grandissant pour le milieu des infrastructures 3 1 GML Le GML est une grammaire du XML pour exprimer des caract ristiques g ographiques Il sert de langage de mod lisation pour les syst mes g ographiques et de langage ouvert d change sur internet pour l
9. est un Document tabli par consensus et approuv par un organisme reconnu qui fournit pour des usages communs et r p t s des r gles des lignes directrices ou des caract ristiques pour des activit s ou leurs r sultats garantissant un niveau d ordre optimal dans un contexte donn Il est noter que le consensus n implique pas n cessairement l unanimit Une norme est en place de facto adopt e par les usagers l industrie et ou un secteur professionnel cause de leur popularit et de leur part de march par exemple le DXF d AutoCAD ou de jure c est dire suite sa publication par un organisme de normalisation officiel par exemple le PDF d Acrobat 5 Standard la langue anglaise ne marque pas de diff rence entre norme et standard norme se dit standard en anglais Par cons quent on parle de normes lorsque le standard est de jure et de simple standard lorsque le standards est de facto Un standard n a donc pas en fran ais de caract re officiel 3 Deux normes majeures Un premier travail a consist faire le tri dans la multitude de formats et de mod les existants qui permettent en th orie l interop rabilit et les changes de donn es Nous avons ainsi d gag trois grandes tendances les IFC Industry Foundation Classes le GML Geography Markup Language et le LandXML Tous trois aspirent l interop rabilit des donn es Toutefois seuls les IFC et le GM
10. information g ographique Comme avec la plupart des grammaires bas es sur le XML le GML est constitu de deux parties le sch ma qui d crit comment doit tre structur l int rieur du document et le document qui contient les donn es r elles Le sch ma conceptuel d finit les types d objets et pr voit les processus de d veloppement des sch mas d application Un document GML est d crit l aide d un sch ma GML cela permet aux utilisateurs et aux d veloppeurs de d crire des ensembles de donn es g ographiques g n riques qui contiennent des points des lignes et des polygones Il existe des sch mas d application propres qui sont des extensions sp cialis es du GML comme CityGML voir ci dessous Ils doivent permettre aux utilisateurs de visualiser des routes autoroutes ou ponts plut t que des points des lignes et des polygones L OGC mets disposition les documents n cessaires la lecture et l criture des donn es en GML A noter que la norme GML est celle retenue pour application de la directive europ enne INSPIRE CityGML est un mod le de donn es open source additionnel au GML et bas sur le format d change et de stockage de donn es XML Le d veloppement de CityGML a pour but de parvenir une d finition commune des entit s de base des attributs et des relations d un mod le de ville en 3D dans diff rents domaines d application Le mod le conceptuel de CityGML se base sur les relations e
11. jets En GML il n existe pas d objets m tiers pr d finis ce sont des assemblages d l ments type point ligne polyligne surface ou solide voir Figure 1 IntBuildinginstallation IfcWallStandardCase WallSurface FloorSurface IfcSlab Window GroundSurface InteriorWallSurface SA fcWindow Figure 1 visualisation d un exemple en IFC gauche et en GML CityGML droite Source NAG Concernant la mod lisation et la repr sentation 3D Devys et Gesqui re DEV 12 comparent les deux standards IFC et GML d apr s eux ils proposent chacun des capacit s similaires pour la g om trie la topologie et la s mantique mais divergent sur le g or f rencement ainsi que sur la mise en place de textures et la gestion de donn es li es tous deux non support e par les IFC voir Tableau 1 dans DEV 12 Par cons quent CityGML semble tre pour eux un excellent candidat permettant la fusion de donn es terrain 2D et du mod le urbain 3D ainsi que l agr gation de mod les m tiers DEV 12 Ce propos serait nuancer sur la Figure 1 nous voyons que la mod lisation par CityGML ne semble pas permettre la r alisation de l ouvrage les l ments tels des poutres ou des voiles n existent pas en tant que tels Les objets cr s en CityGML sont ils repr sentatifs de la continuit des l ments r aliser Est il possible de se baser sur les objets CityGML pour r aliser des calculs de
12. l ABSTRACT This paper analyzes the main points of two principal standards about management and sharing information in urban and infrastructure projects We first clarify some term about peer production and concurrent engineering Our analysis was then used to list and understand gaps limits but also ability of these two standards IFC and GML Synthesis proposed in this paper highlight the difference between the two models and is going to allow our future works about level of details MOTS CLES Maquette num rique IFC GML mod le de donn es ing nierie concourante travail collaboratif KEY WORDS Digital Mockup IFC GML data model concurrent engineering peer production 31 Rencontres de l AUGC E N S Cachan 29 au 31 mai 2013 2 1 Introduction Dans cet article nous proposons de dresser un tat des lieux de deux des principales normes d change de l information dans les projets urbains et d infrastructure Dans un premier temps il nous est apparu n cessaire de correctement d finir le contexte ainsi que les probl matiques auxquelles font r guli rement face les acteurs de la construction et de l am nagement du point de vue de la gestion de l information Cette vision globale nous permettra ensuite de comparer ces deux mod les de gestion et de mod lisation des donn es Il nous sera donc possible d identifier les qualit s ainsi que certaines lacunes de ces mod les afin de proposer des pistes d am liorati
13. n rale de l environnement de la Commission europ enne vise tablir en Europe une infrastructure de donn es g ographiques pour assurer l interop rabilit entre bases de donn es et faciliter la diffusion la disponibilit l utilisation et la r utilisation de l information g ographique Elle est la directive en vigueur pour les ouvrages neufs et le sera en 2017 pour les ouvrages d j en exploitation 1 iih z Mod lisation des INformations INterop rables pour les INfrastructures Durables Pr sentation d INSPIRE http inspire ign fr directive presentation d cembre 2012 Gestion et mod lisation de l information en ing nierie concourante 5 Au niveau mondial nous retenons les deux principaux organismes BuildingSMART organisation internationale but non lucratif qui a mis en place les IFC Industry Foundation Classes et l OGC consortium qui d veloppe et promeut des standards ouverts pour l interop rabilit des informations g ographiques dont le GML Geography Markup Language 12 Probl matique La mod lisation num rique 3D de la ville est aujourd hui partiellement possible du point de vue informatique Les difficult s les plus importantes sont ailleurs et concernent principalement la disponibilit le partage et l exactitude de l information d un point de vue g n ral HAA 99 et ce aujourd hui encore D apr s ART 07 citant DEB 98 il existe d innombrables ap
14. ndard Nous pouvons maintenant tirer parti des possibilit s de chacun de ces formats d change afin de proposer tout ou partie d un mod le conceptuel de gestion et de mod lisation de l information pour les projets urbains et d infrastructures Toutefois nous gardons l esprit la diversit des standards normes mod les de donn es outils mais galement organisations qui enrichissent constamment les connaissances cela rend l exercice de r flexion plus complexe et n cessite une veille permanente des volutions et nouveaut s 7 Bibliographie COM 10 Communic Livrable 1 Mod le Global Livrable Projet ANR 06 RGCU 002 ART 07 Arthaud G 2007 Apports de mod les de comparaison structurelle et s mantique la sychronisation de la maquette num rique de construction application aux ponts Th se de doctorat 31 Rencontres de l AUGC E N S Cachan 29 au 31 mai 2013 10 CRE 02 Crews N Hall E amp Rebolj D 2002 LandXML Schema Version 1 0 Reference http www LandXML org maintenant http www landxmiproject org DEB 98 Debras P Monceyron J L Bauer F Ballesta P amp Rocca F X 1998 In Proceedings of the CIB Working Commission W78 Dans From Product Data Technologies to Applications illustrative cases in the AEC domain pp 163 170 DEV 12 Devys E amp Gesqui re G 2012 Interop rabilit et int gration des donn es et mod les urbains standards normes
15. nsi il nous est apparu que les freins majeurs la mise en place d une m thode collaborative de traitement et de mod lisation de l information n allait pas n cessairement provenir des limites scientifiques ou technologiques mais plut t de responsabilit dans la gestion et le suivi des modifications du mod le num rique de donn es 6 Conclusions et perspectives Les outils d change et de gestion de donn es existent et sont partiellement op rationnels bien que cantonn es dans des formats propri taires et non interop rables Les normes dans ce domaine existent galement et sont indispensables L utilisation des normes et standards apporte des solutions des probl mes d change de donn es dans le cadre de SIG dans le domaine du b timent et ou de la CAO DEV 12 Les difficult s d application viennent principalement du fait qu il manque un mod le conceptuel qui organise la gestion et la mod lisation de l information pour les projets d infrastructure du point de vue relationnel entre les acteurs et entit s d un projet mais galement physiquement au travers de syst mes de gestion de bases de donn es L information partag e et valu e constamment sur sa qualit et son exactitude constitue le c ur de l ing nierie concourante indispensable nos m tiers La probl matique ici n tait pas de d finir l utilit du GML ou des IFC ou bien de d cider de leur remplacement par un ni me sta
16. on en tenant compte des freins existants au sein de notre secteur 1 1 Contexte L industrie de la construction cherche int grer dans sa production des m thodes de travail collaboratives dites d ing nierie concourante ou IC avec un support num rique commun tous les acteurs Malgr ces besoins forts PIC s est d velopp e lentement au sein de notre secteur alors que d autres industries comme l a ronautique l utilisent d j largement Cet attrait du secteur de la construction pour l IC fait suite plusieurs changements dans la profession comme par exemple la multiplication des march s de type PPP ou conception r alisation L int gration des probl matiques de d veloppement durable et plus particuli rement d analyse de cycle de vie ACV d un ouvrage de sa conception son exploitation voir sa d construction imposent galement un travail collaboratif avec une p rennit et un change constant des donn es De nombreuses recherches sont engag es dans cette direction comme en t moignent les projets suivants Au niveau national Communic projet ANR termin en 2010 est prolong par le projet MINnD l tude de faisabilit a t valid e par le minist re du d veloppement durable et l tude de montage est maintenant en cours Au niveau europ en la directive europ enne INSPIRE Infrastructure for Spatial Information in the European Community labor e par la Direction g
17. paces l organisation les processus etc Ils restent cependant cantonn s la description des b timents d o l extension IFC Bridge en cours de r daction devant permettre les changes de donn es de conception pour les ouvrages d art 4 Analyse des normes GML et IFC Cette partie s appuie principalement sur deux documents Le premier LIE 04 compare le gml3 0 et les IFC2x 2 mais principalement du point de vue des fonctionnalit s partie formelle et non pas du point de vue du mod le conceptuel proprement parler Le second l OGC Reference Model renvoie surtout aux normes ISO concern es Le mod le conceptuel du GML n est pas non plus d crit dans ce document L int r t est ici de montrer les possibilit s de ces deux formats dans leur contexte d utilisation Il ne s agit pas de r aliser un comparatif sfricto sensu entre le GML et les IFC et ce pour les raisons qui suivent D une part les IFC sont enti rement d di s des ouvrages de type b timent alors que le GML est plut t utilis dans le domaine des infrastructures De ce fait l espace consid r avec les IFC est fini et connu ce qui peut ne pas tre le cas avec des infrastructures lin aires d crite en GML D autre part le GML int gre le g or f rencement n cessaire la r alisation et l exploitation des infrastructures alors qu il n est pas indispensable pour des ouvrages de type b timent Ce sont donc des formats d
18. plications logicielles couvrant tous les aspects de la construction mais la repr sentation de l information suit des formats propri taires peu capables d interop rer tous les acteurs n ont ni le m me langage ni les m mes objectifs HAM 12 mais ont besoin de donn es communes Aussi le fait de devoir consid rer un niveau de d tail tr s fin n cessite la mise en place d interfaces et de possibilit s de plus en plus cibl es pour r pondre aux besoins fonctionnels de chaque corps d tat par exemple SAC 101 L utilisation de plusieurs logiciels en fonction des acteurs et leur combinaison provoque indubitablement des pertes de donn es ou d objets GIL SAC 101 Finalement l analyse du cycle de vie revient r guli rement dans l actualit Bien s r cette probl matique doit tre int gr e dans le mod le conceptuel Toutefois le cycle de vie que nous devons consid rer en priorit est celui des donn es elles m mes du projet qui permettent ensuite de r aliser l ACV de l ouvrage proprement dit Cela justifie en partie la n cessit d une interop rabilit et de formats d change communs voire mieux normalis s 2 Pr cisions terminologiques Notre probl matique touche plusieurs termes et concepts souvent mal d finis ou mal compris Nous en d finissons donc certains omnipr sents et incontournables lorsque l on voque l interop rabilit l ing nierie concourante et les maquettes ou mod les
19. t liens entre objets ainsi que sur leurs propri t s spatiales Extensible Markup Language traduit en fran ais par langage de balisage extensible C est un langage informatique dit extensible car il permet l ajout sa base de nouvelles fonctions et objets L objectif initial est de faciliter l change automatis de contenus complexes entre syst mes d informations h t rog nes et donc de favoriser l interop rabilit 7 Site de l OGC http www opengeospatial org standards gml 2013 OGC Reference Model http www opengis net doc orm 2 1 2011 j http www opengeospatial org standards wfs 2013 10 Site de CityGML http www citygml org 2012 31 Rencontres de l AUGC E N S Cachan 29 au 31 mai 2013 6 3 2 IFC La premi re version IFC 1 0 a t cr e en janvier 1997 et couvre les domaines suivants la conception architecturale le g nie climatique la ma trise d uvre et la gestion de patrimoine POY 97 Nous en sommes maintenant la version 4 normalis e en mars 2013 Arthaud ART 07 d crit les IFC de la mani re suivante Ils repr sentent une alternative stable p renne et normalis e aux formats DXF DWG qu utilisent les logiciels commerciaux actuels comme AutoCAD II s agit d une approche orient e objets de construction Elle englobe non seulement les composants tangibles comme les portes les murs les ventilateurs etc mais aussi les concepts abstraits comme les es
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