Des bâtiments ou ouvrages en 3D en IFC, localisés et accessibles. Le tout en opensource,libre et gratuit le plus possible. C'est l'ambition du jour !

Je n’ai pas la prétention de « faire » du BIM, mais force est de constater que ces fichiers de maquette 3D sont présentes et de plus en plus utilisées. La France n’a pas encore franchi le pas de l’obligation du BIM dans les permis, il est fortement encouragé et quasi systématique pour les grands marchés, Cela représente normalement des gains en construction, discussions, etc sur les chantiers.

Alors quand je dis : je ne fais pas de BIM, je veux dire que cela correspond à une chaine complète de traitement, documents, normes, collision, échange, méthode de travail et on ne fait pas du BIM simplement avec un plan, même joli en 3D. Mais on va d’abord commencer par générer des maquettes ou plan 3D, cela représente un bon début.

Cela fait bientôt 2 mois que je triture des maquettes 3D pour le plaisir (notamment dans Unreal Engine®…comme un rêve un peu fou, de beaucoup, d’un SIG en 3D dans un moteur comme celui-là, fermes les yeux et imagines, après SHANGAI, Brest !! la techno est folle), en restant à mon petit niveau, comment faire de la maquette 3D simple, rapide, pas cher. Je vous partage mais quelques recherches (je vous préviens, c’est super décevant après avoir vu la vidéo de Shanghai…)

IFC

Il est très satisfaisant de constater que ce type de réflexion a été très tôt orienté sur un format ouvert et neutre (en 1996). Les acteurs du secteur vont effectivement avoir leur format propriétaire, mais contrairement au DXF, le vilain petit canard, l’IFC est la norme. (On notera qu’Autodesk est à l’origine de ces formats mais semble plus poussé le DWG et RVT, bizarre, non ?)

Alors une norme, c’est compliqué, cela évolue, pour résumer, et sans vouloir réécrire Wikipédia sur le sujet ou l’histoire de l’IFC, quelques clés de compréhension :

Mais bien plus qu’un format informatique, c’est un modèle conceptuel de données orienté objet, avec une structure complexe de description des géométries, leurs relations, plus des informations attributaires (si je puis dire) de matériaux, composition, cycle de vie, thermique, estimation…en 3 mots : beaucoup de chose. C’est aussi pour cela que faire une maquette 3D ne suffit pas. C’est joli, c’est wow-effect, mais c’est une coquille vide sans toutes ces informations.

Et là, je me tire une balle dans le pied, puisque tout le reste de l’article va oublier cette partie, car dans un premier temps, comment déjà faire un plan 3D, si possible directement en IFC pour avoir un minimum de conversion. J’élimine les logiciels qui coûtent un rein, exotique ou qui tourne que sur win$ ou mac$, alors oui cela limite.

En plus, je ne sais pas si je l’ai déjà avoué, mais mon deuxième logiciel préféré après QGIS bien sûr, c’est FREECAD logiciel de création 3D paramétrique, jeune dans sa version 1, mais qui est déjà bien opérationnel. J’avoue que je ne suis pas le meilleur au jeu de la modélisation avec une logique paramétrique, et donc le but n’est de faire un tutoriel, mais de présenter un peu les outils pour faire des choses simples dans une première approche.

Le logiciel est relativement simple à prendre en main, il m’a fallu une bonne semaine de tuto pour commencer à sortir des trucs sympa, mais je suis très loin de tout maitriser. Pour ceux qui ne connaissent pas, pour donner vie à des choses, on les dessine sur un plan XY, XZ ou YZ, on verrouille tous les tracés par des paramètres, type longueur, ce trait parallèle à 23,4 mm de celui-là…, paramètres qui peuvent être dynamiques ou être mis dans un tableau et ensuite il faut extruder, couper, intersecter, etc. Il y a différents ateliers pour différents métiers : BIM (anciennement Arch), partdesign (dessin de pièce), FEM (pour le calcul des matériaux), Robot(pour les mouvements de robot industriel)… Je n’ai touché que la partie BIM et PartDesign. et cela ouvre même du.shp (personne n'est parfait;) !!

L’idée est donc de prendre un cas concret et d’en faire une maquette 3D, histoire de bien comprendre. J’ai donc récupéré un vieux plan. Alors je dois avouer que j’avais pris plus compliqué au départ et que la flemme et l’envie d’écrire l’article m’ont poussé à prendre plus simple. Je pars donc sur un vieux plan d’un déversoir d’orage, facile mais pas simpliste non plus histoire de faire un vrai truc (merci à cette personne d’avoir travaillé aussi proprement, y'a parfois même de nos jours, c’est pas aussi précis…).

Dans les fichiers IFC, il y a une logique : il faut un site, un bâtiment, un niveau, c’est obligatoire dans la norme. Heureusement, Freecad vous prends par la main avec l’aide au projet. Il va créer pour vous, par défaut en IFC4 d’ailleurs.

Je ne vous cache pas que j’ai refait le fichier quelques fois, surtout avec une dalle de fond aussi bizarre, les dalles, c’est normalement plutôt plat. Et puis il y a la logique de dessin, faut-il commencer par le fond, le dessus, les murs ? J’ai commencé par le fond, puis les murs puis la dalle du dessus, en partant du 0,0 et en travaillant vers le bas (donc le fond est à – 2.64 m) mais j’aurais peut-être pas dû. Je n’ai pas respecté l’ordre de dans les types IFC, du coup, je me retrouve avec des éléments mal inclus, etc. Le résultat n’est pas parfait, mais pas si mal pour quelques heures de travail, pour un pro de la modélisation, ça sera beaucoup moins, mais faut compter 2-3 bonnes heures je pense.

Il faut aussi parler les extensions type Quetzal, dans les add_on de Freecad, qui permet de faire des poutres et tuyauteries). On peut même imaginer faire circuler l'eau dans ces maquettes avec le Computational fluid dynamics (CFD) workbench for FreeCAD (après chacun son job). Un univers infini s'offre à nous, pour l'instant, je reste modeste dans mes projets. Je n'ai pas annoté, coté...

Résultat visible dans cette page html générée par Freecad, cela permet de mieux se rendre compte (vous pouvez rendre transparent les objets, faire une coupe et non il n'y a pas la vanne sur ce fichier!), mais le rendu n'est pas parfait et restes un aperçu. Petite vue FREECAD sans les murs aussi.

^

D’accord mais Freecad, c’est limité. Rapide pour des projets simples, je n’ai pas réussi à charger des immeubles entiers, trop complexe, trop lourd pour lui. Peut-être mon PC et mon linux, ou un logiciel encore à optimiser. Bref, heureusement, je ne sais pas si je vous l’ai déjà dit mais mon logiciel préféré après QGIS bien sûr, c’est BLENDER (oui, je suis versatile !).

BLENDER

On en présente plus Blender, l’énorme logiciel capable de faire tout et même mieux dans la catégorie 3D, de la sculpture aux effets spéciaux, montage, rendu final… Et pour notre cas, il existe une extension appelée BONSAI proposé par IFcOpenShell (IfcOpenShell qui est juste LA meilleure solution opensource pour manipuler de l’IFC, et qui est derrière la plupart des logiciels BIM…) qui fait de Blender une machine à BIM.

Bon, on va se le cacher, si vous pensez que Freecad, c’est compliqué, là, ça va être l’Everest. Le problème des logiciels puissants, c’est la courbe d’apprentissage, et là la courbe, mon ami, elle est pentue… Oui il y a des tuto, oui, une fois les logiques comprises, ça devient des routines, et oui, c’est puissant, fait des trucs de ouf, mais je n’ai pas 5 ans devant moi pour maîtriser un tiers du truc. Par contre, ça ouvre tout (gros projet ou pas), les manip sont plus faciles, le rendu est magnifique. Mais je n’ai pas tenté la dalle complexe dans blender, j’ai fait des petites maisons de tuto et je suis déjà content, car il y a beaucoup de « work in progress » dans Bonsai et donc une documentation pas évidente.

Blender demande encore plus de personnalisation des listes de catégories ou des types, il faut créer avant de dessiner les modèles de mur, de dalle, etc. Très long à mettre en route (il y a des fichiers de base quand même), une fois une bibliothèque faite avec tous vos besoins, c’est assez facile et vous bénéficiez de la puissance blender pour les assemblages, les textures, l’animation, le rendu si ça compte pour vous. Sur mon projet, j’ai placé beaucoup plus facilement la vanne (pris dans une 3dthèque gratuite) dans Blender que dans Freecad.

Comme je l’ai dit, je ne détaille pas les menus, clic-droit, clic-gauche…si vous voulez en voir plus, dîtes le moi, mais je ne suis pas le mieux placer pour cela.

Mi-parcours

Nous sommes maintenant à mi-parcours de mon (notre) exploration. Première conclusion, il n’y a pas 36 solutions pour faire un workflow BIM natif opensource et gratuit, cependant les outils sont là et sont puissants (oui moins que REVIT, quoique). Pour mon domaine d’activité, les projets ne sont pas si compliqués, DO, regard, poste, chambre… Freecad est largement assez bien doté pour cela, en gardant le format Freecad et IFC, couplé à Blender pour aller un peu plus loin en termes de texture, rendu… vous avez une chaîne complète de production. Pour des usines complètes et détaillées, je dirais qu’il vaut confier cela à un professionnel, rien d’impossible, mais il faut maîtriser le lever, la transformation, et les outils pour être productif, une fois la maquette livrée, Blender permet la visualisation et des modifications, sans se taper REVIT à payer.

Je fais un résumé rapide des trucs que j’ai dis et pas dis :

Donc pour résumer : PLAN 2D (ou lever 3D) --> FREECAD (modélisation paramètriques) --> Blender (assemblage, rendu) --> Viewer (web ou pas)

Et on fait quoi avec ça, c’est bien joli, t’as fait de la 3D, c’est sympa mais quel rapport avec le SIG, comment on visualise, on localise, on diffuse ? rendez-vous bientôt dans la partie 2