Étude du processus de réemploi du bois d'œuvre en vue de l'intégration de pratiques BIM.

Study of timber reuse process with a view to integrating BIM practices.

• Auteur / Autrice : Maxence Lebosse
• Direction : Gilles Halin, Alain Fuchs
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'architecture
• Date : Inscription en doctorat le 11/01/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MAP - Modèles et simulations pour l'Architecture et le Patrimoine
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CRAI

Mots clés

Mots clés libres

Réemploi

Processus

Bois d'œuvre

Bim

Reuse

Process

Timber

Bim

Résumé

La genèse du projet de thèse émerge de la volonté d'étudier la mise en œuvre d'une bibliothèque d'objets 3D enrichis, qui restituerait numériquement un stock de pièces de bois d'œuvre extraites d'un bâtiment existant. Le projet de thèse combine deux domaines distincts: la gestion de ressources physique et celle de ces mêmes ressources sous forme numérique. L'hypothèse centrale est que, si des matériaux existants sont numérisés, leur processus de réemploi (évaluation, extraction, appropriation) s'en trouve facilité. Le sujet est influencé par l'évolution, d'une part, des pratiques du secteur de la construction qui se numérisent, et d'autre part, par l'engouement du secteur pour la massification du réemploi. Nous formulons donc la problématique suivante: quelles sont les conditions préalables à la numérisation des ressources en bois d'œuvre existantes en vue d'en optimiser leur processus de réemploi ? En arrière-plan, le sujet du projet de thèse apparait comme étant celui de l'intégration de pratiques dites BIM (Building Information Modelling/Management) dans la mise en œuvre du réemploi. Pour explorer le sujet et la question qui l'anime, la démarche de recherche se fonde sur une étude de cas, celle de la déconstruction d'une usine dont ont été extraits des planchers et une charpente en bois. Une étude permise par un partenariat avec un promoteur, Les Constructeurs du Bois, dans le cadre du programme Climaxion piloté par l'ADEME, qui a offert un accès autonome et récurrent au chantier. Cette étude de type recherche-action nous a permis de nous impliquer dans les démarches de diagnostic, de coordination et de documentation de l'opération. Cette première étape exploratoire s'est accompagnée d'entretiens auprès d'acteurs du réemploi et d'un examen de la littérature. La constitution du corpus bibliographique a nécessité de construire des ponts entre différentes disciplines pour définir les contours du sujet qui s'étendent de la filière forêt-bois aux pratiques BIM. C'est en lien avec cette thématique que dès le démarrage du projet de thèse nous avons fait le choix d'amorcer le développement d'AGORA, une Application de Gestion et d'Orientation des Ressources Architecturales. Cette dernière a pour vocation l'évaluation des hypothèses faites sur l'optimisation du processus de réemploi. L'outil se penche donc sur la génération d'une bibliothèque numérique de matériaux dont les informations peuvent être enrichies, modifiées et exploitées dès les premières démarches de diagnostic et jusque dans la réalisation d'un ouvrage en réemploi. Suivant la logique de notre première expérience de terrain, le projet de thèse s'est engagé dans un autre partenariat avec l'Établissement Public Foncier du Grand-Est (EPFGE) pour se donner accès à d'autres d'opérations de déconstructions, et ainsi renouveler la démarche de recherche-action. Par des missions de visites, d'entretiens et d'études documentaires. 
 Parallèlement, dans le cadre des enseignements pourvus et dus, le projet de thèse mobilise des groupes d'étudiants pour de courtes enquêtes, au travers d'entretiens et d'expérimentations pratiques. Ce sont aussi des stages ouverts aux étudiants en filières informatiques et en appuis sur les compétences du CRAI, que s'effectuent le développement et l'évaluation du projet AGORA. Le contexte du projet de thèse s'inscrit dans une démarche de collaboration technique et scientifique avec le LERMAB et le CRITT, qui a permis d'éclaircir les enjeux liés à la caractérisation mécanique du bois d'œuvre qui constitue un véritable verrou au développement du réemploi du bois d'œuvre.
 Enfin, le projet de thèse, parce qu'il s'efforce de retranscrire et cartographier le processus de réemploi du bois d'œuvre dans son ensemble, s'est engagé dans la conception-réalisation de prototypes architecturaux (Tadam & Archi-Folies) qui réemploient du bois d'œuvre, et qui ont vocation à acquérir une existence numérique, pour parfaire l'étude de cette dimension dans nos recherches.

The genesis of the thesis project emerged from the aim to study the implementation of an enriched 3D objects library, which would digitally offer access to a stock of timber members extracted from an existing building. The thesis project combines two distinct areas: the management of physical resources and the management of these same resources in a digital form. The central hypothesis is that if existing materials are digitized, their reuse process (evaluation, extraction, appropriation) is facilitated. The subject is influenced by the evolution of the construction sector's practices, which are digitizing, and by the sector's enthusiasm for the development of reuse as a current practice. We therefore formulate the following problematic: what are the prerequisites for digitizing existing timber resources with a view to optimizing their reuse process? In the background, the subject of the thesis project appears to be the integration of BIM (Building Information Modelling/Management) practices in reuse approaches. To explore the subject and the question that drives it, the research approach is based on a case study, that of the deconstruction of a factory from which the wooden floors and framework were extracted. The study was made possible by a partnership with a developer, Les Constructeurs du Bois, as part of the Climaxion programme run by the ADEME, which gave us independent and recurrent access to the site. This research-action study enabled us to get involved in the assessment, coordination and documentation of the deconstruction project. This initial exploratory stage was accompanied by interviews with actors of the construction sectors involved in reuse, and a review of the literature. In compiling the bibliographical corpus, it was necessary to build bridges between different disciplines in order to define the scope of the subject, which extended from the forestry and timber industry to BIM practices. It was in connection with this theme that, from the start of the thesis project, we decided to begin developing AGORA, an Application for the Management (Gestion) and Orientation of Architectural Resources. The aim of this application is to evaluate the assumptions made about optimizing the reuse process. The tool therefore focuses on the generation of a digital library of materials whose information can be enriched, modified and used in the initial diagnostic stages right through to the construction of a building. Following the logic of our first field experience, the thesis project entered into another partnership with the Établissement Public Foncier du Grand-Est (EPFGE) to gain access to other deconstruction operations, and thus renew the research-action approach. Through visits, interviews and documentary studies. At the same time, as part of the teaching provided and due, the thesis project mobilizes groups of students for short surveys, through interviews and practical experiments. The development and evaluation of the AGORA project is also being carried out on placements open to students in IT studies and with the support of the CRAI's skills. The context of the thesis project is one of technical and scientific collaboration with the LERMAB and the CRITT, which has helped to clarify the issues involved in the mechanical characterization of timber members, which is a real barrier to the development of timber reuse. Finally, the thesis project, because it seeks to transcribe and map the whole process of timber reuse, has embarked on the design and production of architectural prototypes (Tadam & Archi-Folies) that reuse timber, and which are intended to acquire a digital existence, to complete the study of this dimension in our research.