Vincent Fredon
Très bonne année 2021 à tous ! J'espère qu'elle nous amènera la fin de cette pesante "distanciation sociale".
Ce premier article de 2021 est consacré à l'équipe Arcadis France qui travaille sur le projet du Canal Seine Nord Europe (Secteur 1) et qui a produit la remarquable vidéo que vous avez certainement déjà consultée via LinkdeIn. Si vous l'avez loupée, vous pouvez encore vous rattraper : CONSULTER LA VIDEO
Cette superbe présentation donne envie d'en apprendre davantage sur ce projet gigantesque et sur les pratiques mises en oeuvre par les équipes de conception.
Etienne DEPALLE, Responsable des rétablissements routiers au sein de la maîtrise d'oeuvre, a la gentillesse de partager l'expérience menée avec son équipe au sein d'Arcadis. Je remercie vivement Etienne pour ce partage et le temps consacré à la rédaction de l'article ci-dessous.
Contacts
Etienne DEPALLE – Responsable des rétablissements routiers au sein de la maîtrise d’œuvre – (etienne.depalle@arcadis.com – 06.25.73.12.00)
BIM coordinateur : Claude BEDIN - BIM Modeleurs : Jean-René COMBES / Benjamin GAUMOND / Laurent GAUTIER / Clément PONSONNET - Montage vidéo : Benjamin GAUMOND
CANAL SEINE NORD EUROPE
1 – Présentation du projet
1.1 – CSNE en quelques chiffres
Le Canal Seine-Nord Europe (CSNE), long de 107 km entre Compiègne et Aubencheul-au-Bac, sera le maillon central de la liaison européenne Seine-Escaut, réseau de 1100 km de voies navigables incluant les bassins de la Seine, du Nord et de Belgique. Il permettra le passage de bateaux jusqu’à 4400 t et favorisera le report modal du fret de la route vers la voie d’eau. Il est une priorité pour l’UE, confirmée le 27 juin 2019 par une décision d’exécution fixant sa mise en service en 2028.
Le coût du projet s’élève à 4,9 milliards d’euros financés par l’Europe, l’État, les collectivités territoriales et l’emprunt. Le projet piloté par la Société du Canal Seine-Nord Europe (SCSNE) consiste en la construction d’un canal à grand gabarit long de 107 km entre Compiègne (Oise) et Aubencheul-au-Bac (Nord). Il comprend 6 écluses, dont plusieurs de haute chute (jusque 25 m), et plus de 60 rétablissements routiers et ferroviaires.
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Figure 1 : Synoptique des biefs
CONTEXTE DE L’OPÉRATION
Déclaré d’utilité publique en septembre 2008, le canal Seine-Nord Europe :
- Renforcera le développement économique et l’attractivité des territoires de la Seine à l’Escaut ;
- Améliorera la compétitivité des ports maritimes de l’axe Seine et du Nord de la France en accroissant leur hinterland (zone d'influence et d'attraction économique d'un port) ;
- Favorisera la transition énergétique grâce au report vers le mode fluvial, sûr et sobre en énergie.
SECTEUR 1
Le secteur 1 du Canal Seine Nord Europe a un tracé contraint en fond de vallée de l’Oise, dans le secteur le plus urbanisé du projet. Il utilise en grande partie l’Oise navigable et le canal latéral à l’Oise.
Canal : 18,6 km de longueur et 70 m de largeur
Principales quantités mises en œuvre :
Biefs Aval et Amont
- Déblais : 8,3 millions de m3
Rétablissements
- 7 rétablissements routiers
- 11 ouvrages d’art neufs
- 10 ouvrages d’art existants déconstruits
- Volume de remblais : 700 000 m3
- Surface de chaussée : 50 000 m2
- Linéaire de dispositifs de retenue : 8 000 m
- Linéaire de pieux pour les culées : 3 000 m
- Volume de béton des culées : 5 000 m3
- Tonnage de charpente des tabliers : 4 000 t
- Volume de béton des tabliers : 3 800 m3
Écluse de Montmacq
- Longueur utile : 190 m
- Largeur : 12,50 m
- Hauteur de chute : 6,40 m
- Volume de béton : 40 000 m3
1.2 – Processus BIM
Le projet du Canal Seine Nord Europe a été lancé dans une démarche BIM afin de tirer parti des avantages qu’offre ce processus (modélisation, collaboration, interaction, visualisation…).
Le BIM est l'alliance de méthodes de travail plus collaboratives et d'une maquette numérique. Il s'appuie sur un partage de données entre tous les acteurs d'un projet, ainsi que leur contrôle et leur capitalisation tout au long du cycle de vie de l’infrastructure.
Etablie au sein du groupement de maîtrise d’œuvre, la Convention BIM permet de :
- Définir les rôles et périmètre d’intervention ;
- Identifier et valoriser les usages du BIM à différentes phases du projet ;
- Définir la cartographie des procédures BIM ;
- Décrire les échanges d’information ;
- Définir l’infrastructure BIM.
Tous ces sujets définis dans la convention BIM (BEP), permettent d’uniformiser la production et le suivi du projet via la coordination BIM au sein du groupement de maîtrise d’œuvre. Voici un exemple de mise en application de cette convention par Arcadis pour sa production technique, création d’un workflow interne pour être plus efficient dans l’établissement de nos livrables.
Figure 2 – Méthode du processus BIM
2 – Etude technique Arcadis
2.1 – Données d'entrée
Tout projet est soumis à des contraintes dû à son environnement, via le tissu local, la topographie, la géologie, les réseaux…
C’est pourquoi les données d’entrées sont une composante importante pour un projet et plus encore pour un projet BIM. Ce sont elles qui poseront le socle de l’étude et de la maquette. Elles sont composées de plusieurs éléments techniques (sondage géotechnique, ouvrages existants, étude d’impact, étude de déplacement…) mais l’une des plus importante est le levé topographique. Une fois modélisé et partagé, le MNT permet une uniformisation au sein du groupement.
Figure 3 – Extrait topographie MNT RD81
2.2 – Modélisation BIM
La conception technique via les outils de CAO tels que la Collection AEC Autodesk permet d’être plus efficient dans la conception et dans l’intégration des données existantes. Ceci passe par une modélisation fine de l’ensemble du projet, tout en travaillant simultanément via les raccourcis aux données de Civil 3D utilisés par les équipes du groupement.
Figure 4 – Extrait Civil 3D
Figure 5 – Extrait Subassembly Composer
Les maquettes d’ouvrages ont été modélisées avec le logiciel Revit afin d'assurer leurs qualités, leurs interopérabilités et la production de plans liés aux modèles 3D. Les objets ont été modélisés au LOD (Level Of Detail) 350, ce qui signifie que leurs nombres, leurs représentations et leurs emplacements sont définis précisément dans le modèle.
De plus les éléments de la maquette interfèrent entre eux afin d'apporter des indications sur les phases de construction. Enfin des matériaux et des textures ont été appliqués pour permettre une représentation graphique fidèle à la réalité et ainsi pouvoir intégrer les ouvrages dans une vidéo de présentation.
Figure 6 – Extrait Revit
La coordination interne sous Navisworks a permis de vérifier la mise en cohérence de nos maquettes, afin de les intégrer dans un second temps dans la maquette de coordination du groupement et ainsi créer cet ensemble que compose le projet (canal, écluse, ouvrages, rétablissements routiers, assainissement, sondages géotechniques, stockages définitifs des déblais excédentaires…)
Figure 7 – Extraits de la maquette de coordination interne dans Naviswsorks
Une fois la coordination validée, nous avons pu produire les plans DCE issus des maquettes techniques ce qui est un gain de temps pour établir les livrables, et ce qui est gage de qualité et de cohérence avec les autres ouvrages en interface.
Figure 8 – Extraits de plans DCE Arcadis
L’établissement des métrés s’appuie également sur la maquette BIM afin de fiabiliser les quantités des DQE et donc fiabiliser l’estimation du projet.
Figure 9 – Extrait DQE Arcadis
2.3 – Perspectives architecturales
La conception des ouvrages d’Art a été menée en collaboration avec notre partenaire architecte LAVIGNE&CHERON. Une fois le parti architectural défini, les perspectives ont été établies par notre partenaire via une modélisation spécifique à l’intégration architecturale et paysagère, tout en s’appuyant sur des exports IFC (formats d’échanges interopérables) de nos maquettes BIM. Notre partenaire a ainsi établi des perspectives architecturales de qualité, mettant en lumière le projet dans son environnement final.
Figure 10 – Perspective architecturale RD8
Figure 11 – Perspective architecturale RD66
2.4 – Visualisation
La maquette InfraWorks est une maquette de visualisation reprenant les caractéristiques techniques issues des maquettes BIM. Elle permet de mettre l’accent de manière concrète sur la conception lors de présentations du projet aux collectivités par exemple.
L’application de textures, d’éléments ponctuels tel que le mobilier urbain, la végétation ou bien encore l’éclairement suivant la date ou la saison… permettent d’agrémenter la modélisation et de proposer une version réaliste du projet.
Figure 12 – Extraits de la maquette BIM dans Navisworks VS rendu InfraWorks
Avec ses fonctions natives de rendu d’image et de création vidéo, InfraWorks permet aux modeleurs BIM de créer leurs propres vidéos comme c’est le cas ici. De plus, cela permet à l’équipe en charge du projet de compléter son offre de livrables.
La maquette de visualisation a permis une communication au plus grand nombre, qu’ils soient en lien ou non avec les métiers du BTP. Ces présentations ont été bien reçus et ont permis de mieux apprécier le projet via le savoir-faire technique d’Arcadis.
Figure 13 – Rendu réaliste InfraWorks RD66
3 – Synthèse
Le canal Seine-Nord Europe est l'un des plus grands projets en Europe. C’est le chaînon manquant pour créer le premier réseau européen de transport fluvial, la liaison Seine-Escaut (réseau de 1100km). Le CSNE est long de 107 km entre Compiègne et Aubencheul-au-Bac. Il permettra le passage de bateaux jusqu’à 4 400 tonnes. Il présente des défis majeurs en termes de transfert modal, développement et attractivité des territoires, notamment pour les Hauts-de-France.
C'est une priorité pour l'UE, confirmée le 27 juin 2019 par un acte d'exécution fixant sa mise en service complète en 2028. La section de la chaîne la plus avancée est située dans la vallée de l'Oise (Secteur 1). Les travaux débuteront en 2021. La conception de ces 18 premiers kilomètres a pris en compte plusieurs aspects techniques et enjeux environnementaux. C’est le résultat de plusieurs années d’études et de consultations avec les acteurs locaux.
Arcadis est responsable de la conception des 11 ouvrages d’art de ce premier secteur y compris leurs routes d’accès. Cette conception a nécessité une équipe pluridisciplinaire afin de couvrir l’ensemble des problématiques techniques : ouvrages d’art, infrastructures routières, géotechnique, assainissement, architecture, paysage.
Dès le démarrage des études des rétablissements routiers, Arcadis a fait le choix d’une démarche de conception 100% BIM. Le processus BIM a été défini au début de l’AVP en 05/2017, puis a été affiné durant la phase PRO et jusqu’à la phase DCE en 2020.
L’ensemble des livrables qui composent les DCE des rétablissements routiers ont été établis à partir des maquettes techniques BIM des ouvrages et leurs routes d’accès. Les métrés ont également été établis à partir des maquettes afin de fiabiliser l’estimation du projet.
L’équipe projet a fait le choix de produire ses propres perspectives et vidéos techniques afin de faciliter la concertation avec les collectivités locales notamment. Ces rendus réalistes permettent une meilleure compréhension du projet pour l’ensemble des partenaires.
La particularité de cette vidéo réside dans sa création par l’équipe projet, à partir des maquettes BIM techniques (Civil 3D et Revit) qui ont servi à établir l’ensemble des plans DCE, sans avoir recours à des logiciels dédiés à la visualisation. Elle met en avant d’une part la maquette BIM technique et d’autre part l’insertion des ouvrages dans leurs sites via un rendu plus réaliste.
L’aventure continue avec les consultations des entreprises, pour un démarrage des travaux en 2021.