Veronika Bolshakova, doctorante au laboratoire du MAP-CRAI de l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Nancy soutiendra sa thèse de doctorat en Sciences de l’Architecture intitulée « Digital approach to AEC synchronous co-located collaboration: the use of 4D BIM and Lean scheduling for collective and interactive decision-making », le vendredi 9 décembre 2022, à 14h, en salle Prouvé à l’école d’architecture de Nancy.

La soutenance est ouverte au public et sera diffusée en visioconférence sur Teams, via ce lien.

Résumé

Cette recherche dans le domaine de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction (AIC) se concentre sur le Building Information Modeling and Management (BIM) et la collaboration multidisciplinaire. Au cours des dernières décennies, l’industrie a subi divers changements induits par le développement de technologies et d’outils de travail numériques. L’intégration des approches innovantes telles que le BIM, le Lean construction et l’Integrated Project Delivery (IPD) entraînent des changements de paradigme et des transformations des méthodes de conception, de construction et de gestion. Une synergie de ces approches encadre le contexte de notre recherche.

La recherche vise à améliorer la qualité de la collaboration pour les professionnels de l’AIC, qui bénéficieraient du développement d’outils, de protocoles et de processus plus pertinents et efficaces. D’un point de vue général, la mise en oeuvre séparée ou conjointe de ces approches, se confronte à quelques difficultés comme le manque d’expérience, de pratiques établies, de protocoles, de compétences et d’outils. Les défis liésà cette mise en oeuvre sont à la fois financiers mais aussi organisationnels du fait que les membres de l’équipe viennent d’environnements de travail différents. Pour améliorer l’efficacité du travail réalisé dans les projets de construction développés numériquement, une nouvelle vision et une adaptation des pratiques de collaboration est nécessaire pour disposer d’outils numériques adaptés et intégrés aux pratiques collaboratives du projet.

Notre objet d’étude porte sur l’utilisation collective du BIM 4D(3D + temps) et de la planification Lean pour la prise de décision et le développement d’outils, de protocoles et de processus efficaces accédant à un flux de données BIM/4Den continu favorisant la collaboration intégrée des équipes. Notre méthodologie de recherche combine les systèmes sociotechniques et la théorie de l’activité et utilise les méthodes de la conception centrée sur l’utilisateur (UCD). Les systèmes sociotechniques décrivent des environnements complexes qui utilisent le BIM et d’autres outils numériques comme intermédiaires pour le travail collaboratif sur des projets. La théorie de l’activité nous fournit des outils pour décrire des modèles d’activités collaboratives. L’UCD fournit des méthodes d’amélioration de l’utilisabilité des outils proposés par l’exploitation de scénarios collaboratifs. Les méthodes de recherche mixtes (observation, questions et entretiens) ont permis d’obtenir des données qualitatives et quantitatives.

C’est dans ce cadre méthodologique que nous avons formulées les hypothèses suivantes :

• La collaboration numérique synchrone colocalisée pour la conception associée à l’ingénierie de la valeur améliore le contrôle des déchets, la cohésion de l’équipe de projet et l’intégration des processus.
• L’usage d’un support numérique avec une visualisation nD BIM de qualité et une interface proposant des interactions naturelles dans les espaces de travail collaboratifs BIM améliore la collaboration lors des différents types de réunions de projet.
• Un outil numérique réunissant le BIM 4D et la Lean planification comme support d’intégration des flux de données et des approches de conception et de construction, et proposant aux utilisateurs un tableau de bord pertinent pour chacune des phases du projet, améliore la collaboration et la gestion de la construction.

Nous proposons un outil numérique unissant le BIM 4D et Lean construction qui fournirait une base pour l’intégration des flux de données de conception et de construction et des approches innovantes. Nous examinons le contexte des récentes avancées en matière de BIM, de construction Lean et d’approches IPD, ainsi que les utilisations de la BIM 4D et leur impact sur la collaboration ; puis nous proposons et évaluons une solution permettant à chaque membre de l’équipe de projet d’accéder facilement aux informations numériquespertinentes du projet. Subséquemment, cette recherche converge également avec les domaines de l’Interaction Homme-machine(IHM)et du Design centré utilisateur (UCD).

Mots clés : BIM, BIM 4D, usages du BIM 4D, Lean construction, Integrated Project Delivery, collaboration synchrone colocalisée, planification collaborative, continuité numérique, interface utilisateur naturelle, interactivité

COMPOSITION DU JURY :

Directeur de thèse : M. Gilles HALIN Maître de conférences, HDR, Université de Lorraine, Nancy, France

Co-directrice de thèse : Mme. Annie GUERRIERO, Senior Research and Technology Associate, PhD, Luxembourg Institute of Science and Technology, Esch-sur-Alzette, Luxembourg
Président de jury : À définir le 9 décembre

Rapporteurs :

• Mme. Ivanka IORDANOVA, Professeure, PhD, GRIDD, INIT robots, Département de génie de la construction, École de technologie supérieure, Université du Québec, Canada
• M. Tom MENS Professeur, PhD, Service de Génie Logiciel, Département d’Informatique, Faculté des Sciences, Université de Mons, Belgique

Examinateurs :

• Mme. Aurélie DE BOISSIEU, Chargée de cours, PhD, Département d’Architecture, Urbain et Environnemental Engineering, Université de Liège, Belgique
• M. Rafael SACKS Professeur, D. Sc, Technion –Israel Institute of technology, Haifa, Israel
• M. Philippe MARIN Professeur, HDR, ENSA Grenoble, Directeur Scientifique laboratoire MHA, Grenoble, France
• M. Timo HARTMANN Professeur, PhD,Technical University of Berlin, Allemagne