Manual:BIM modeling/fr

BIM signifie la modélisation de l'information sur le bâtiment (Building Information Modeling). La définition exacte est « ce qui varie », mais on peut dire simplement que les bâtiments et autres grandes structures comme les ponts, les tunnels, etc. sont aujourd'hui modélisés. Les modèles BIM sont généralement basés sur des modèles 3D et comprennent également une série de couches supplémentaires d'informations, telles que l'information sur les matériaux, les relations avec d'autres objets ou modèles, ou des instructions spéciales pour la construction ou la maintenance. Cette information supplémentaire permet toutes sortes d'analyses avancées du modèle, telles que la résistance structurelle, les estimations du coût et du temps de construction, ou les calculs de la consommation d'énergie.

L'atelier Arch (Arch Workbench) de FreeCAD met en œuvre une série d'outils et d'installations pour la modélisation BIM. Bien qu'il ait un but différent, il est conçu pour fonctionner dans une intégration étroite avec le reste de FreeCAD : Tout ce qui est fait avec n'importe quel autre atelier de FreeCAD peut devenir un objet Arch ou être utilisé comme base pour un objet Arch.

Comme dans l’atelier PartDesign (PartDesign Workbench), les objets produits par l’atelier Arch sont destinés à être construits dans le monde réel. Par conséquent, ils doivent être des solides. Les outils de l’atelier Arch s'occupent généralement de cela automatiquement, et fournissent également des outils utiles pour vous aider à vérifier la validité des objets.

L'atelier Arch comprend également tous les outils de l’atelier Draft (Draft Workbench), et utilise son réseau et son système d'accrochage. Avant de commencer, il est toujours recommandé de parcourir les pages de préférences de Draft et Arch et de configurer les paramètres par défaut à votre convenance.

Dans ce chapitre, nous verrons comment modéliser ce petit bâtiment :



et produire un plan et une vue en coupe de celui-ci :




 * Créez un nouveau document et passez à l’atelier Arch (Arch Workbench).
 * Ouvrez le menu Editer -> Préférences -> Draft -> Grille et Accrochage et réglez le paramètre d'espacement de la grille à 1000 mm, donc nous avons une grille d'un mètre, ce qui sera pratique pour la taille de notre bâtiment.
 * Sur la barre d'outils Accrochage, assurez-vous que le bouton Accrochage automatique ([[Image:Snap_Grid.png|16px]] grid snap) de la grille soit activé, afin que nous puissions utiliser la grille autant que possible.
 * Réglez le plan de travail (Working Plane) sur le plan XY.
 * Dessinez quatre lignes avec l'outil Ligne de Draft ([[Image:Draft_Line.png|16px]] Draft Line). Vous pouvez entrer les coordonnées manuellement ou simplement sélectionner les points sur la grille avec la souris :
 * Du point (0,0) au point (0,3)
 * Du point (0,3) au point (4,3)
 * Du point (4,3) au point (4,0)
 * Du point (4,0) au point (0,0)



Notez que nous avons toujours dessiné dans la même direction (dans le sens des aiguilles d'une montre). Cela n'est pas nécessaire, mais cela veillera à ce que les murs que nous construirons à la suite ont tous les mêmes directions gauche et droite. Vous pourriez également penser que nous pourrions simplement avoir tracé un rectangle ici, ce qui est vrai. Mais les quatre lignes nous permettront d'illustrer mieux comment ajouter un objet à un autre.


 * Sélectionnez la première ligne, puis appuyez sur le bouton Mur ([[Image:Arch_Wall.png|16px]] Wall).
 * Répétez ceci pour les 3 autres lignes, jusqu'à ce que vous ayez 4 murs.
 * Sélectionnez les quatre murs et définissez leur propriété Hauteur à 3.00m et leur propriété Alignement à gauche. Si vous n'avez pas dessiné les lignes dans le même ordre que nous l'avons fait plus haut, certains des murs pourraient avoir leurs directions gauche et droite inversées, et il faudra peut-être régler Alignement à droite. Vous obtiendrez quatre murs croisés, à l'intérieur des lignes de base :



Maintenant, nous devons joindre ces murs ensemble, de sorte qu'ils se croisent correctement. Ceci n'est pas nécessaire lorsque vos murs sont dessinés d'une manière qu'ils se connectent déjà proprement, mais ici nous devons, car ils se croisent. Dans Arch, cela se fait en élisant l'un des murs pour être le "hôte", et en ajoutant les autres, en tant que "ajouts". Tous les objets d'Arch peuvent avoir n'importe quel nombre d'ajouts (objets dont la géométrie sera ajoutée à la géométrie de l'hôte), et de soustractions (objets dont la géométrie sera soustraite). Les ajouts et soustractions d'un objet peuvent être gérés à tout moment en double-cliquant sur l'objet dans l'arborescence.


 * Sélectionnez les quatre murs en appuyant sur la touche Ctrl, le dernier étant le mur que vous avez choisi de devenir l'hôte.
 * Appuyez sur le bouton Ajouter ([[Image:Arch_Add.png|16px]] Add). Les quatre murs ont maintenant été transformés en un seul :



Les parois individuelles sont cependant toujours accessibles, en élargissant (expansion) le mur dans l'arborescence.


 * Plaçons maintenant une porte. Dans FreeCAD, les portes sont considérées comme un cas particulier des fenêtres, ce qui se fait à l'aide de l'outil Fenêtre (Window).
 * Commencez par sélectionner le mur. Ceci n'est pas nécessaire, mais une bonne habitude à prendre. Si un objet est sélectionné lors du démarrage de l'outil Fenêtre, vous forcerez la fenêtre à s’insérer dans cet objet, même si vous vous placez sur un autre objet.
 * Réglez le plan de travail (Working Plane) sur auto, donc nous ne sommes pas restreints au plan de masse.
 * Appuyez sur le bouton Fenêtre ([[Image:Arch_Window.png|16px]] Window).
 * Dans le panneau de création de la fenêtre, sélectionnez la présélection Porte Simple, et définissez sa largeur à 0,9 m et sa hauteur à 2,1 m.
 * Assurez-vous que l'option Accrochage au point le plus proche ([[Image:Snap_Near.png|16px]] Near snap) est activée, afin que nous puissions accrocher les objets à des faces.
 * Placez votre fenêtre à peu près au milieu de la face avant du mur :



Après avoir cliqué, notre fenêtre est placée sur la bonne face, mais pas exactement où nous voulons :




 * Nous pouvons maintenant définir l'emplacement précis en développant le mur et les objets de la fenêtre dans l'arborescence et en changeant la propriété de Placement de l'esquisse de base de notre porte. Réglez sa position sur x = 2m, y = 0, z = 0. Notre fenêtre est maintenant exactement là où nous le voulons :




 * Répétez l'opération pour placer une fenêtre: sélectionnez le mur, appuyez sur l'outil Fenêtre, sélectionnez le préréglage Ouverture à 2 vantaux (Open 2-pane) et placez une fenêtre de 1 m x 1 m dans la même face que la porte. Réglez le placement de l'esquisse sous-jacente à la position x = 0,6m, y = 0, z = 1,1 m, de sorte que la ligne supérieure de la fenêtre soit alignée sur le haut de la porte.



Les fenêtres sont toujours construites sur des esquisses. Il est facile de créer des fenêtres personnalisées en créant d'abord une esquisse sur une face, puis en la transformant en une fenêtre en la sélectionnant, puis en appuyant sur le bouton Fenêtre. Ensuite, les paramètres de création de la fenêtre, c'est-à-dire les lignes de l'esquisse, doivent être extrudés et de plus peuvent être redéfinis en double-cliquant sur la fenêtre dans l'arborescence. Maintenant, créons une dalle :


 * Réglez le plan de travail (Working Plane) sur le plan XY.
 * Créez un rectangle ([[Image:Draft_Rectangle.png|16px]] rectangle) avec une longueur de 5m, une hauteur de 4m, et placez-le à la position x: -0.5m, y: -0.5m, z: 0.
 * Sélectionnez le rectangle.
 * Cliquez sur l'outil Structure ([[Image:Arch_Structure.png|16px]] structure) pour créer une dalle à partir du rectangle.
 * Réglez la propriété de hauteur de la dalle à 0,2 m et sa direction normale à (0,0, -1) car nous voulons qu'elle soit extrudée vers le bas. Nous pourrions aussi simplement l'avoir déplacée de 0,2 m vers le bas, mais il est toujours recommandé de conserver les objets extrudés au même endroit que leur profil de base.
 * Définissez la propriété Rôle de la dalle sur dalle (slab). Ceci n'est pas nécessaire dans FreeCAD, mais il est important pour l'exportation IFC, car il garantira que l'objet est exporté avec le type IFC correct.




 * Utilisons maintenant l'une des présélections structurelles pour créer une poutre métallique. Cliquez sur le bouton Structure ([[Image:Arch_Structure.png|16px]] structure), sélectionnez un préréglage HEB 180 et définissez sa hauteur à 4m. Placez-le n'importe où :



Réglez son placement en ajustant sa rotation à 90 ° dans l'axe (1,0,0), et sa position sur x: 90 mm, y: 3,5 m, z: 3,09 m. Cela positionnera la poutre exactement sur l'une des parois latérales :




 * Nous devons maintenant dupliquer cette poutre plusieurs fois. Nous pourrions le faire une par une en utilisant l'outil de clonage ([[Image:Draft_Clone.png|16px]] clone), mais il y a une meilleure façon de faire toutes les copies à la fois en utilisant une copie en réseau :
 * Sélectionnez la poutre.
 * Appuyez sur le bouton Réseau ([[Image:Draft_Array.png|16px]] Array).
 * Réglez la propriété Nombre X du tableau sur 6, laissez les nombres Y et Z à 1.
 * Développez la propriété d'intervalle X et appuyez sur la petite icône d'expression ([[Image:Bound-expression-unset.png|16px]] ) située sur le côté droit du champ X. Cela ouvrira un éditeur d'expressions (expressions editor) :




 * Écrivez (4m-180mm)/5 dans le champ d'expression, et appuyez sur OK. Cela définira la valeur x à 0.764 (4m est la longueur totale de notre paroi avant, 180mm est la largeur de la poutre, c'est pourquoi elle s'appelle HEB180, et nous voulons un cinquième de cet espace comme intervalle entre chaque poutre) :




 * Nous pouvons maintenant construire facilement une dalle simple sur le dessus, en dessinant un rectangle directement sur le plan supérieur des poutres. Sélectionnez une face supérieure d'une des poutres.
 * Appuyez sur le bouton Plan de travail ([[Image:Draft_SelectPlane.png|16px]] working plane). Le plan de travail est maintenant réglé sur cette face.
 * Créez un rectangle ([[Image:Draft_Rectangle.png|16px]] rectangle), en l’accrochant sur deux points opposés des poutres frontières :




 * Sélectionnez le rectangle.
 * Cliquez sur le bouton structure ([[Image:Arch_Structure.png|16px]] structure ) et créez une dalle avec une hauteur de 0,2 m.

Voilà, notre modèle est maintenant terminé. Nous devrions maintenant l'organiser afin qu'il s’exporte correctement vers IFC. Le format IFC exige que tous les objets d'un bâtiment se trouvent à l'intérieur d'un objet de construction, et éventuellement dans un historique. Il exige également que tous les bâtiments soient placés sur un site, mais l'exportateur IFC de FreeCAD ajoutera automatiquement un site par défaut si nécessaire, donc nous n'avons pas besoin d'en ajouter un ici.


 * Sélectionnez les deux dalles, le mur et le réseau de poutres.
 * Appuyez sur le bouton Plancher ([[Image:Arch_Floor.png|16px]] Floor).
 * Sélectionnez le plancher que nous venons de créer.
 * Appuyez sur le bouton Unité de construction ([[Image:Arch_Building.png|16px]] Building).

Our model is now ready to export:



The IFC format is one of the most precious assets in a free BIM world, because it allows the exchange of data between any application and actor of the construction world, in an open manner (the format is open, free and maintained by an independent consortium). Exporting your BIM models as IFC ensures that anyone can see and analyze them, no matter the application used.

In FreeCAD, IFC import and export is done by interfacing with another piece of software, called IfcOpenShell. To be able to export to IFC from FreeCAD, the IfcOpenShell-python package must be installed on your system. Be sure to select one which uses the same python version as FreeCAD. The python version that FreeCAD uses is informed when opening the View -> Panels -> Python console panel in FreeCAD. When that is done, we can now export our model:


 * Select the top object you want to export, that is, the Building object.
 * Select menu File -> Export -> Industry Foundation Classes and save your file.
 * The resulting IFC file can now be opened ina wide range of applications and viewers (the image below shows the file opened in the free IfcPlusPlus viewer). Checking the exported file in such a viewer application before distributing it to other people is important to check that all the data contained in the file is correct. FreeCAD itself can also be used to re-open the resulting IFC file.



We will now place some dimensions. Unlike the previous chapter, where we drew all the dimensions directly on the Drawing sheet, we will use another method here, and place Draft dimensions directly in the 3D model. These dimensions will then be placed on the Drawing sheet. We will first make two groups for our dimensions, one for the dimensions that will appear in the plan view, and another for those that appear on the elevation.


 * Right-click the "house" document in the tree view, and create two new groups: Plan dimensions and Elevation dimensions.
 * Set the Working Plane to XY plane
 * Make sure the [[Image:Snap_WorkingPlane.png|16px]] restrict snap location is turned on, so everything you draw stays on the working plane.
 * Draw a couple of [[Image:Draft_Dimension.png|16px]] dimensions, for example as on the image below. Pressing Shift and Ctrl while snapping the dimension points will give you additional options.




 * Select all your dimensions, and drag them to the Plan dimensions group in the tree view
 * Set the Working Plane to XZ plane, that is, the frontal vertical plane.
 * Repeat the operation, draw a couple of dimensions, and place them in the Elevation dimensions group.



We will now prepare a set of views from our model, to be paced on a Drawing page. We can do that with the tools from the Drawing Workbench, as we have seen in the previous chapter, but the Arch Workbench also offers an all-in-one advanced tool to produce plan, section and elevation views, called Section Plane. We will now add two of these section planes, to create a plan view and an elevation view.
 * Select the building object in the tree view
 * Press the [[Image:Arch_SectionPlane.png|16px]] Section Plane button.
 * Set its Display Height property to 5m, its Display Length to 6m, so we encompass our house (this is not needed, but will look better, as it will show naturally what it is used for), and its Placement position at x:2m, y:1.5m, z:1.5m.
 * Check the list of objects considered by the Section Plane by double-clicking it in the tree view. Section Planes only render specified objects from the model, not all of them. The objects considered by the Section Plane can be changed here.




 * Repeat the operation to create another section plane, give it the same display length and height, and give it the following Placement: position: x:2m, y:-2m, z:1.5m, angle: 90°, axis: x:1, y:0, z:0. Make sure this new section plane also considers the building object.




 * Now we have everything we need, and we can create our Drawing page. Start by switching to the Drawing Workbench, and create a new default [[Image:Drawing_Landscape_A3.png|16px]] A3 page (or select another template if you wish).
 * Select the first section plane, used for the plan view
 * Press the [[Image:Drawing_DraftView.png|16px]] Draft View button. This tool offers a couple of additional features over the standard Drawing View tool, and supports the Section Planes from the Arch Workbench.
 * Give the new view the following properties:
 * X: 50
 * Y: 140
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Show Cut True
 * Show Fill: True
 * Select the other section plane, and create a new Draft View, with the following properties:
 * X: 250
 * Y: 150
 * Scale: 0.03
 * Rendering: Solid



We will now create two more Draft Views, one for each group of dimensions.


 * Select the Plan dimensions group
 * Press the [[Image:Drawing_DraftView.png|16px]] Draft View button.
 * Give the new view the following properties:
 * X: 50
 * Y: 140
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Font size: 10mm
 * Repeat the operation for the other group, with the following settings:
 * X: 250
 * Y: 150
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Font size: 10mm
 * Direction: 0,-1,0
 * Rotation: 90°

Our page is now ready, and we can export it to SVG or DXF formats, or print it. The SVG format allows to open the file illustration applications such as inkscape, with which you can quickly enhance technical drawings and turn them into much nicer presentation drawings. It offers many more possibilities than the DXF format.

Downloads


 * The file produced during this exercise: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.FCStd
 * The IFC file exported from the above file: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.ifc
 * The SVG file exported from the above file: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.svg

Read more


 * The Arch Workbench
 * The Draft working plane
 * The Draft snapping settings
 * The expressions system
 * The IFC format
 * IfcOpenShell
 * IfcPlusPlus
 * Inkscape