Mieux pro­té­ger les bâ­ti­ments contre les glis­se­ments de ter­rain avec le BIM

En Suisse, environ 6 à 8% de la surface du territoire est considérée comme instable et sujette à des glissements de terrain, chutes de pierres et coulées de boue. Le projet d’innovation GEOL_BIM vise à optimiser le processus de conception et les travaux d’entretien des bâtiments afin de leur assurer une meilleure protection contre les mouvements permanents du sol.

Date de publication
11-04-2022
Benno Staub
responsable du secteur Prévention des dangers naturels, Association des établissements cantonaux d’assurance incendie AEAI
Olivier Schneider
collaborateur scientifique, Haute école spécialisée du nord-ouest de la Suisse FHNW

En raison de situations de danger telles qu’une forte poussée des terres ou des mouvements de sols différentiels, les glissements de terrain permanents peuvent entraîner des basculements, torsions et tassements et provoquer des dommages massifs aux bâtiments. Pour les concepteurs∙trices, il s’agit de contrer de telles actions sur les structures porteuses au moyen de mesures constructives adéquates. Les nouvelles formes de collaboration nées de l’application de la méthode BIM et de l’échange d’informations centralisées via la maquette numérique assistent les spécialistes dans ce défi de taille.

Intégration des données géologiques à la maquette numérique

Le projet d’innovation GEOL_BIM, initié par l’Association suisse des géologues (CHGEOL) et cofinancé par l’Agence suisse pour l’encouragement de l’innovation (Innosuisse), cherche à intégrer les données géologiques et géotechniques au BIM.

Bien que courant et standardisé au niveau international, le format de fichier Industry Foundation Classes (IFC) servant à l’échange de données dans le secteur de la construction n’est pas encore applicable aux cas géologiques et géotechniques. Toutefois, l’intégration d’une expertise géologique au BIM est essentielle, en particulier pour le génie civil et la prévention des dangers naturels. C’est pourquoi le projet GEOL_BIM recourt au modèle de données GeoSciML 4.1 – retenu comme standard dans plusieurs pays – pour la représentation des données géologiques.

Dans le cadre du projet GEOL_BIM et à l’aide de workflows spécialement élaborés pour des cas d’application géologiques, le modèle de données GeoSciML a permis de convertir en fichiers IFC des informations pertinentes relatives à des zones sujettes aux glissements de terrain.

Conception et exploitation optimisées pour limiter les risques

L’application de la méthode BIM dans le cadre des glissements de terrain permanents vise à réduire les risques liés à ces phénomènes et à garantir la fonctionnalité d’un bâtiment tout au long de sa durée de vie. Afin d’optimiser le flux d’informations, une carte de processus a été élaborée. Conformément au protocole d’échange d’informations (IDM), elle décrit les étapes et données nécessaires à l’intégration dudit danger naturel dans le processus de construction. Cette carte facilite également la collaboration numérique entre les différents acteurs impliqués.

Afin que le processus d’étude se déroule de façon optimale, il est essentiel de procéder à une première évaluation minutieuse des risques et ce, dès le début du projet. Cela évite les mauvaises surprises lors des phases ultérieures et donne une certaine marge de manœuvre pour élaborer des solutions adéquates. En effet, apporter des modifications ou introduire des mesures de protection à un stade avancé du projet peut entraîner de considérables surcroîts de travail et coûts supplémentaires pour les maîtres de l’ouvrage.

Outre les données géologiques de base telles que les cartes géologiques ou les forages existants, les cartes de dangers établies au niveau cantonal constituent une base fondamentale pour l’évaluation du danger. Ces cartes délimitent les surfaces potentiellement exposées aux glissements de terrain et en indiquent les propriétés. Ainsi, elles fournissent un ensemble de données facilement accessibles et utiles qui permettent de caractériser le glissement et ses conséquences sur les ouvrages. Des cartes actuelles sont disponibles pour de nombreuses agglomérations et certaines mentionnent des informations supplémentaires – vecteurs de déplacement, mesures inclinométriques, valeurs géophysiques, conditions hydrogéologiques ou encore dommages documentés.

La carte de processus élaborée prévoit également des mesures d’entretien de l’ouvrage construit. La possibilité de limiter les dommages doit motiver les maîtres de l’ouvrage à procéder à un contrôle régulier (annuel voire bisannuel) de ce dernier. En fonction de la situation de danger et de la vitesse de mouvement, ce contrôle peut être pratiqué à l’œil nu ou à l’aide de capteurs de position et de repères. Une autre approche, moins contraignante, consisterait à effectuer une mesure initiale précise de la position du bâtiment (coordonnées, angles des murs extérieurs) dès sa mise en service. En cas de suspicion de basculement, torsion ou tassement, cette mesure servirait alors de valeur de référence.

Les déclarations de sinistre comme source d’informations

L’entretien minutieux des ouvrages ainsi que les déclarations de sinistre fournissent de précieuses informations en matière de prévention. En effet, le décèlement d’un risque accru de glissement de terrain pourrait conduire à la révision de la carte de dangers du canton concerné ainsi qu’à la réalisation d’études dans la région. Les informations concrètes ainsi collectées permettraient de renouveler les bases de données relatives aux dangers. Ces données actualisées et potentiellement plus pertinentes s’avèreraient utiles non seulement pour la conception d’ouvrages, mais également pour la validation des mesures d’assainissement – par le biais de drainages, par exemple – visant à ralentir le mouvement des glissements.

Le projet GEOL_BIM jette ainsi un pont vers une continuité numérique entre les données géologiques et le BIM, tout en assurant une communication efficace entre les différents acteurs impliqués. Il ouvre également un champ de nouvelles possibilités en matière de gestion des incertitudes et des risques liés au sous-sol. Enfin, en ce qui concerne les actions sur les structures porteuses des bâtiments et ouvrages infrastructurels en particulier, il permet d’optimiser la conception et l’exécution de mesures de protection ainsi que les travaux d’entretien.

Projet d’innovation GEOL_BIM

Le Service géologique national de swisstopo et l’Institut de la construction numérique de la Haute école spécialisée du nord-ouest de la Suisse (FHNW), sous la houlette de l’Association suisse des géologues – société spécialisée de la SIA – sont responsables de la mise en œuvre de ce projet d’innovation GEOL_BIM cofinancé par Innosuisse. Ce dernier bénéficie également du large soutien d’offices fédéraux, organisations et entreprises de renom.

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