LA PLURIDISCIPLINARITÉ
AU SERVICE DES ACTEURS

Le CSTB en appui aux pouvoirs publics
sur la numérisation des règles

Le CSTB a été mandaté fin 2016 par les pouvoirs publics pour mettre en œuvre le développement d’une méthodologie et des outils avec les organisations professionnelles, permettant de faciliter la numérisation des règles et la vérification de leur conformité au sein des bâtiments. L’idée est de faire le trait d’union entre le domaine de la règlementation et le langage technique de la maquette numérique. Le projet, finalisé en octobre 2018, a débouché sur la présentation de plusieurs applications sur KROQI.fr, la plateforme numérique du bâtiment, lancée par l’État en mai 2018 et développée par le CSTB.

La filière construction est engagée dans une profonde mutation qui vise à intégrer le numérique dans l’ensemble de ses activités et process, de la programmation à la déconstruction des bâtiments, en passant par la conception, la réalisation et l’exploitation maintenance. Le BIM est amené à occuper une place de pivot fédérant les acteurs intervenants sur un même projet de construction.

Les règlementations de la construction pour garantir un niveau de qualité sont, par nature, d’application obligatoire.
Elles portent sur des champs essentiels tels que la sécurité incendie, l’aération, la thermique, l’acoustique et l’accessibilité.
Leur expression est inscrite sous forme de décrets, d’arrêtés, de circulaires décrivant les exigences (techniques, fonctionnelles, performancielles) attendues des bâtiments, selon leur catégorie ou leur usage.

Les règles de l’art, établies par les acteurs de la construction (DTU, règles professionnelles, etc.) s’imposent de fait à l’ensemble des acteurs de la construction, notamment parce qu’elles segmentent les tâches et définissent/induisent les responsabilités des différents acteurs.

Dans un contexte d’utilisation croissante de la maquette numérique, se pose naturellement la question de la capacité du BIM à faciliter et améliorer la conception et la vérification de la conformité des ouvrages vis-à-vis des règles de construction, à chaque étape du projet.

Il existe aujourd’hui peu d’outils logiciels efficaces assurant de telles fonctions, tant pour la règlementation, que pour les règles de l’art.

Pour participer à la généralisation de l’usage du BIM par l’ensemble des acteurs de la filière, et notamment par les TPE/PME, il était important de faire la démonstration de services innovants, apportant des solutions fonctionnelles et des réponses opérationnelles aux besoins exprimés par les acteurs.
Ainsi, pour étudier la faisabilité de nouveaux modes de formulation et de vérification des exigences technico-réglementaires, les pouvoirs publics ont confié au CSTB la coordination de la conception et du développement d’un démonstrateur d’un service de vérification des exigences technico-réglementaires. Le but est de permettre aux acteurs d’un projet de construction de réaliser eux-mêmes un autocontrôle du respect de ces exigences technico-réglementaires, tant en phase de conception, que d’exécution.

La réalisation d’un tel démonstrateur de superviseur de règles comporte plusieurs volets :

• L’identification de quelques cas d’usage présentant un intérêt fort et donc représentatifs
• L’élaboration d’une méthodologie permettant d’une part de transformer l’expression littérale de règles en une énonciation formelle permettant leur traitement informatique et, d’autre part, la mise en correspondance des exigences ainsi exprimées sous forme de règles avec les éléments du BIM.
• Le développement informatique et le test d’un démonstrateur, ainsi que des préconisations pour une généralisation.

Par ailleurs, les pouvoirs publics ont confié au CSTB la mise en œuvre d’une plateforme collaborative de gestion de projets, KROQI, dont l’objectif est notamment de rendre accessible l’utilisation du BIM aux TPE/PME. S’appuyant sur les technologies ouvertes, KROQI a vocation à favoriser l’émergence d’outils et de services métier compatibles avec le BIM.

Résultats de l’étude

Les premiers résultats de cette étude observés en 2018 ont confirmé la possibilité et la pertinence de superviser une maquette de bâtiment vis-à-vis de contraintes règlementaires extraites de la réglementation incendie ou accessibilité.

La méthodologie et les technologies employées n’ont pas fait apparaitre d’impossibilité et, si seule une partie de référentiel réglementaire a été formalisée dans le cadre de cette étude de faisabilité, elles ont permis la levée de nombreux obstacles.

Dans le même temps, les résultats techniques obtenus ont fait apparaitre des éléments structurants facilitant l’intégration du BIM dans les pratiques actuelles. Un vocabulaire spécifique, appelé « Vocabulaire Contrôlé » a été produit. Il permet d’effectuer la liaison entre les notions concernées par des contraintes règlementaires (comme la notion de « circulation horizontale ») et les entités BIM qui composent ces notions (comme un plancher, une porte, une salle qui sont autant d’entités BIM pouvant composer une « Circulation Horizontale »). Un tel vocabulaire a vocation à s’enrichir et servir de socle pour des actions futures dans une démarche qui permet de faciliter l’articulation des travaux français sur la réglementation avec les standards internationaux du BIM. Ces services de vérification des exigences technico-réglementaires peuvent ensuite être hébergés sur la plateforme Kroqi pour les rendre accessibles à l’ensemble des acteurs.

Partenariat avec PiveteauBois et Eiffage :
analyse et conception multicritère
de systèmes de planchers bois

PiveteauBois, Eiffage et le CSTB ont noué en 2018 un partenariat visant à mieux comprendre et optimiser les comportements acoustiques et vibratoires de certaines solutions techniques innovantes de planchers bois,
et à contribuer au développement et à l’optimisation des projets de construction en bois dans un objectif de réduction
des émissions de carbone.

La construction bois est en plein essor en Europe et en France. La France a par exemple décidé que les bâtiments qui seraient construits pour les Jeux olympiques de 2024 seraient réalisés intégralement en bois.

Les challenges techniques auxquels doivent faire face les concepteurs et les constructeurs sont nombreux. Le développement des projets de construction en bois appelle la résolution de certaines questions technologiques et suppose notamment
des optimisations en termes de dimensionnement. Ceci implique des analyses multicritères intégrant notamment
les phénomènes acoustiques et vibratoires et prenant en compte le poids environnemental des choix opérés dans les projets.

Dans ce contexte, Eiffage Construction, PIVETEAUBOIS et le CSTB, ont signé, le 12 avril 2018, un partenariat qui définit
le cadre de ce programme de recherche pour une durée de 12 à 15 mois. Les résultats de ce programme seront partagés courant 2019.

Les travaux menés seront multi-échelles, du matériau à l’ouvrage, en intégrant les systèmes et porteront sur plusieurs types
de planchers bois, différents pour le logement et le tertiaire, développés par Eiffage Construction, PIVETEAUBOIS et le CSTB.

Le projet se décompose en 4 phases distinctes :

    1 - Identification des paramètres de dimensionnement des systèmes de planchers complexes et des indicateurs de performance retenus dans l’analyse multicritère ;

    2 - Analyse et conception optimisée des systèmes de planchers et vérification de leurs performances à l’échelle laboratoire ;

    3 - Extension des performances en conditions réelles et analyse à l’échelle de l’ouvrage ;

    4 - Analyse des performances environnementales de systèmes par analyse du cycle de vie.

Pour accompagner Eiffage et PIVETEAUBOIS dans ce programme, le CSTB mobilise ses compétences en Mécanique statique et vibratoire, en acoustique, en hygrothermie, et en Analyse du Cycle de Vie (ACV) dans le bâtiment, en s’appuyant sur ses moyens d’essais et ses capacités de modélisation de systèmes complexes.

Le CSTB apporte ses connaissances et évaluations techniques relatives à ce projet afin de proposer des solutions face aux problématiques soulevées. Les travaux, objets de ce partenariat, ont ainsi mobilisé l’expertise pluridisciplinaire du CSTB :

• « Santé-Confort », sur les aspects de performances en isolation acoustique et en bruits d’impact, en cohérence avec les exigences règlementaires des logements voire même au-delà de celles-ci quand cela est nécessaire ;
• « Sécurité, Structures, Feu », pour le volet de performances structurelles et de l’étude des fréquences propres des systèmes de planchers ;
• « Energie-Environnement », par l’analyse des performances environnementales par analyse du cycle de vie du produit, notamment en ce qui concerne les émissions de CO2.
• « Recherche et Développement », pour proposer des solutions innovantes permettant d’optimiser les projets et d’apporter de la compétitivité.

En savoir plus :

• Partenariat Eiffage Construction/PIVETEAUBOIS/CSTB

Ocapi : Outil de CApitalisation des connaissances des Procédés Innovants

La Commission chargée de formuler les avis techniques, dont le secrétariat est assuré par le CSTB met à disposition
des demandeurs d’Avis Technique un nouveau service afin de les aider à formuler leur demande d’Avis Technique.
Dénommé OCAPI pour Outil de Capitalisation des connaissances des Procédés Innovants, il regroupe les connaissances validées par les Groupes Spécialisés lors de leurs travaux d'évaluation des procédés innovants.

Classé par familles de procédés, OCAPI donne accès aux listes des éléments à fournir en appui d’une demande d’Avis Technique ou d’un Document Technique d’Application : descriptions, illustrations, justifications et critères d’évaluation associés.

Après avoir créé un compte personnel OCAPI, il est possible de demander à afficher sur sa page les notifications relatives
aux familles que le membre souhaite suivre, pour être informé dès qu’une nouveauté est publiée. Ainsi, les informations mises à jour dans ce cadre après chaque Groupe Spécialisé apparaîtront dans les « notifications » de la page d’accueil.

En se connectant sur la famille qui est suivie, il est possible d’afficher le contenu des modifications apportées à la date
de son choix et ainsi, de mieux suivre l’évolution des éléments justificatifs à fournir pour la famille de produits concernée.

Cet outil est mis à la disposition de tous les demandeurs qui peuvent faire remonter leurs souhaits d’évolution,
pour une amélioration continue de l’outil.

En savoir plus :

• Formuler une demande à l’adresse suivante : secretariat@cstb.fr.

• Vous connecter à ocapi.ccfat.fr

Le Tribunal de Grande Instance de Paris:
expertise pluridisciplinaire du CSTB

La conception de ce bâtiment moderne exemplaire a mobilisé l'expertise du CSTB en aérodynamique et éclairage,
et son intervention dans l'évaluation de procédés innovants.

• Stabilité au vent

Avec 160 mètres de hauteur et une forme effilée, le Tribunal de Grande Instance (TGI), est fortement exposé aux vents.
Le rôle du CSTB a consisté à mesurer la résistance au vent de l'édifice, au travers d'essais en soufflerie sur une maquette
du projet à l'échelle 1/250e. Cette étude a contribué à orienter la conception de l'ouvrage autour de 3 noyaux de béton,
qui forment sa colonne vertébrale. Le CSTB a également testé en soufflerie atmosphérique la stabilité des panneaux
photovoltaïques en mesurant les efforts auxquels le vent les soumet.

• Confort des usagers

Le CSTB a été sollicité pour l'étude et l'optimisation de l'éclairage naturel des 5 000 m² de l’atrium, paré de façades de verre. Les simulations d'éclairage qu’il a réalisées ont guidé les choix architecturaux de l'atrium.

Par ailleurs, le CSTB a accompagné la conception des 3 grandes terrasses végétalisées du TGI. Afin de les rendre confortables aux usagers, les garde-corps de protection ont été dimensionnés afin d’assurer aussi une meilleure protection aéraulique, etc. Le CSTB, sollicité pour évaluer et optimiser cette installation, a montré l'intérêt d'adapter localement la taille et la porosité de ces écrans. Le CSTB a appuyé ses recommandations sur les résultats d'essais menés en soufflerie atmosphérique, sur maquette au 1/250ème de l'aménagement des terrasses végétalisées, il a testé et analysé différentes configurations pour améliorer leur confort au vent.

Enfin, le bien-être des occupants du TGI a été renforcé par le choix d'une façade double peau. Le CSTB est intervenu
dans l'évaluation (ATEx de type b) du procédé de collage (mastic VEC) qui maintient la peau extérieure sur l'ossature
du bâtiment. Il a réalisé des essais à échelle 1 pour le façadier Permasteelisa. Le procédé a été testé en chambre climatique pour vérifier qu'en toutes circonstances, il n'y avait pas d'embuage.

5 villes chinoises primées Eco-cités pilotes franco-chinoises, et engagées dans la certification HQE Aménagement^TM avec l’appui du Groupe CSTB.

Lors de l’édition 2018 de la Conférence Internationale sur le Bâtiment Durable en Chine, le prix Eco-cité pilote franco-chinoise a été remis à 5 villes du pays en présence de Qiu Baoxing, président de la Chinese Society for Urban Studies (CSUS), ancien Vice-Ministre de la construction, d'Etienne Crépon, président du CSTB, et de Patrick Nossent,
président de Cerway.

Ce prix valorise la coopération entre les collectivités pilotes et les experts français et chinois autour du développement
de la ville durable et vise à inciter de nouvelles collectivités à s'engager dans cette démarche.

Par ailleurs, le travail des 5 villes a été examiné et récompensé par le jury national, réuni le 29 mars dernier à Pékin.
Elles ont également reçu une attestation HQE Aménagement^TM par Cerway, pour la conception de leur aménagement urbain. Ces distinctions marquent une première étape dans la mise en œuvre du partenariat entre le CSUS et le CSTB, signé en mars 2017 au service d'une dizaine d'Eco-cités bas carbone.

Cette récompense distingue la conception du projet urbain élaboré avec les 5 collectivités par l'équipe d'experts
du développement durable du CSTB, associée à l'architecte urbaniste David Mangin et à Florence Bougnoux,
spécialiste en ville durable (agence SEURA).

Les trois principes clefs de la démarche proposée par le CSTB, sous la coordination de Cristina Garcez,
directrice de la stratégie urbaine, sont :

• l'approche spatiale multi-échelles associant étroitement solutions urbaines et solutions techniques ;
• la co-construction avec les acteurs locaux ;
• le respect des identités locales, dont les écosystèmes.

Cette approche partenariale du projet urbain a été complétée par un audit pilote HQE Aménagement^TM, mené par Cerway (groupe CSTB) qui marque l'engagement de ces villes dans une démarche de certification, complémentaire de la conception de l'éco-cité.

L’engagement du CSTB en faveur des éco-cités en Chine s’est renforcé fin d’année 2018 avec la signature d’un nouveau partenariat avec la ville de Bayan Nur, comté de Dengkou, au climat désertique.

En savoir plus :

• Partenariats et organisation du projet