Dans le tunnel de Bergünerstein, dans le canton des Grisons, le BIM est utilisé pour la construction d’infrastructures. Compte-rendu d’une expérience de modélisation paramétrique, de l’arpentage optimisé et d’un chantier sans papier.
Le tunnel de Bergünerstein, long de 409 m et mis en service en 1903, se situe sur la ligne de Coire à Saint-Moritz, sur le tronçon entre Stuls et Bergün. La plupart des tunnels des Chemins de fer rhétiques (RhB) ont été construits au début du 20e siècle. Environ la moitié des tunnels des RhB devront être rénovés ou réhabilités dans les années à venir afin d’être adaptés aux normes actuelles. Afin d’assurer la sécurité, la qualité et la rentabilité de ce processus, la méthode « construction de tunnel standard » a été développée. Les éléments clés de cette méthode de construction standard sont l’élargissement pour atteindre un gabarit de passage conforme à la réglementation et le remplacement complet de la voûte par des éléments de béton préfabriqués. Par ailleurs, un radier est réalisé en continu et doté d’un système de drainage en partie basse, et les normes de sécurité sont renforcées.
La méthode construction de tunnel standard» est adaptée à une modélisation paramétrique à l’aide du BIM car elle comporte de nombreux éléments prédéfinis. Ceux-ci peuvent être configurés avec précision dans le logiciel Revit, avant d’être placés le long de l’axe correspondant grâce à un script programmé à cet effet.
Aucun plan imprimé sur le chantier
L’entreprise exécutante Rhomberg Bahntechnik, son planificateur Amberg Engineering et la société d’ingénierie Donatsch + Partner ont reconnu très tôt que ce projet de tunnel se prêtait à la modélisation paramétrique. Avec l’accord du maître d’ouvrage, la planification de la mise en œuvre a été lancée sur la base d’un modèle 3-D. La planification du radier a intégralement été confiée à Rhomberg Bahntechnik, qui a mis en œuvre une variante d’entrepreneur.
Les documents relatifs aux éléments de radier n’ont pas été fournis sous forme papier, une méthode inédite en Suisse sur le chantier de construction d’un tunnel. Au lieu de cela, les intervenants du chantier et, surtout, les spécialistes en géomatique ont utilisé un modèle informatique. Les retours sont largement positifs. « Sur le chantier de construction d’un tunnel, tout plan imprimé est un plan de trop. L’humidité, la saleté et le manque d’éclairage rendent le travail sur papier fastidieux. Une tablette à boîtier renforcé s’est révélée être une solution idéale », explique Fadri Jecklin, géomaticien chez Donatsch + Partner. «Le modèle a été continuellement mis à jour grâce aux données de repérage et aux procès-verbaux de déploiement dans le tunnel, et synchronisé avec le cloud. De cette façon, les données étaient disponibles toujours et partout.» L’abandon des plans papier peut être mis en pratique sans problème et présente le grand avantage de toujours disposer de documents à jour, puisqu’en cas de modification, il n’est pas nécessaire d’élaborer, d’imprimer et de distribuer de nouveaux plans. Les modifications peuvent être demandées directement sur la plateforme du projet.
Le modèle paramétrique améliore la compréhension et l’efficacité
Les avantages du modèle paramétrique en termes d’efficacité et de rapidité d’adaptation sont particulièrement évidents en cas de modification des données de base. Ainsi, les ajustements des axes utilisés, qui induisent des modifications de l’ensemble de l’excavation, de la sécurisation et des aménagements intérieurs, peuvent être mis en œuvre beaucoup plus rapidement. La puissance de calcul du matériel informatique actuel y contribue. L’ajustement manuel du projet aurait nécessité nettement plus de temps.
Disposer d’un modèle numérique qui peut être directement consulté sur l’ordinateur au bureau ou sur la tablette dans le tunnel contribue grandement à la compréhension de tous les intervenants. Les processus de construction, les interdépendances ainsi que les points critiques, tels que la surélévation correcte des plaques de support des voies ou l’inclinaison du revêtement intérieur, peuvent être représentés en détail et sur un plan spatial. «Il était passionnant de voir comment, grâce au modèle, tous les participants ont rapidement acquis une compréhension commune des phases de construction respectives. Cela a été un élément important pour l’avancement du projet», explique Thomas Mäser de Rhomberg Bahntechnik.
Optimiser les tâches de géomatique grâce au BIM
Dans le tunnel de Bergünerstein, l’arpentage et le repérage ont également été réalisés à l’aide du modèle paramétrique. Cela présente l’avantage de ne pas devoir s’appuyer sur des points calculés au préalable, mais de pouvoir sélectionner et repérer des arêtes, des sommets, des plans et des rayons au choix. «Le travail direct dans le modèle est plus souple et plus intuitif que l’ancienne approche basée sur des points graphiques en 2-D», explique le géomaticien Fadri Jecklin.
Le contrôle prévisionnel/réel de l’avancement des travaux et la vérification des installations ont été réalisés sur la base d’un balayage laser terrestre, dont le nuage de points a été continuellement synchronisé avec le modèle paramétrique dans le cloud.
L’utilisation du BIM dans le cadre de ce projet a été accueillie favorablement par le maître d’ouvrage. Le radier a été achevé en 2019. Les travaux se poursuivront cette année avec l’élargissement du tunnel et son habillage avec des voussoirs, positionnés eux aussi à l’aide des données de modélisation.
Cet article a été publié dans le deuxième numéro spécial "BIM - Reality Check". Vous trouverez de nombreux autres articles sur ce sujet dans notre dossier numérique.
