Le réseau ferroviaire britannique et l'automatisation de la conception des ponts chez Arcadis

Automatisation des solutions de ponts ferroviaires classiques

Arcadis propose des services de consultation en conception sur tout le réseau ferroviaire du Royaume-Uni, dont une grande partie concerne la rénovation de ponts ferroviaires existants qui peuvent être en sous-capacité, tenus par une obligation de maintenance ou jugés inadaptés. L'entreprise a identifié les passerelles et les sous-ponts en U comme les solutions de conception les plus courantes qu'elle fournit à ses clients ferroviaires britanniques dans le cadre de la modernisation des ponts. « La conception standard de passerelle en acier Network Rail est courante sur le réseau [...] et constitue la solution par défaut dans de nombreux scénarios, [tandis que] le sous-pont en U est une solution couramment utilisée pour les petites et moyennes travées des sous-ponts ferroviaires », explique Michael Bardin, directeur technique associé chez Arcadis.

Au cours des 30 dernières années, beaucoup de solutions d'ingénierie et de modélisation Arcadis pour ces projets de ponts ont évolué. Traditionnellement, des modèles civils 3D aussi détaillés ne viennent compléter le projet qu'à la fin du programme de conception. Comme ses clients veulent plus de détails et de données plus tôt dans le processus de conception, Arcadis s'est donné comme objectif de développer des outils d'automatisation afin de produire rapidement des modèles d'ingénierie 3D détaillés et d'impliquer la chaîne logistique au plus tôt. « Grâce à des techniques d'automatisation, nous pouvons nous engager plus rapidement dans l'écosystème de projet avec des données approfondies et plus fiables », affirme M. Bardin.

Flexibilité, accessibilité et interopérabilité

La flexibilité, l'accessibilité et l'interopérabilité ont été des paramètres clés pour automatiser et rationaliser les workflows de l'ingénierie des ponts, et fournir des données fiables dès le début du processus de conception afin d'optimiser le cycle de vie du projet. Arcadis a compris que les nouveaux outils devaient être conviviaux, offrir une flexibilité totale pour contrôler la géométrie des solutions de pont et générer automatiquement des modèles très détaillés. Les données de conception devaient également pouvoir être déployées en tant que solution autonome et à n'importe quelle étape du processus de conception, qu'il s'agisse de terrains vierges ou d'une intégration à l'infrastructure ferroviaire existante. « La flexibilité offerte à l'utilisateur dans le déploiement de ces outils permet de les utiliser dans de nombreuses situations », explique M. Bardin.

Arcadis a tenté différentes approches technologiques, chacune présentant des problèmes de compatibilité et de coordination des fichiers entre les disciplines et les clients. Ses clients ferroviaires britanniques ont également exigé que les modèles et les dessins de conception soient livrés au format DGN, que de nombreuses plateformes logicielles essayées par Arcadis ne prenaient pas en charge. Invariablement, les modèles de conception devaient être exportés à partir des formats natifs et convertis, ce qui limitait la collaboration et entraînait des problèmes de présentation des dessins et d'assurance de la conception. Arcadis avait besoin d'une plateforme numérique collaborative offrant la flexibilité et l'interopérabilité nécessaires pour automatiser et rationaliser les processus de conception en vue d'une modélisation 3D rapide de ces types de ponts, fréquemment utilisés pour divers projets ferroviaires.

OpenBuildings simplifie les workflows automatisés

« OpenBuildings s'est révélé la solution idéale pour résoudre ces problèmes », déclare Michael Bardin. Arcadis a par exemple pu produire des scripts supplémentaires, des configurations polyvalentes et automatiser le calcul des conceptions grâce à la fonctionnalité GenerativeComponents d'OpenBuildings. À l'aide d'OpenBuildings et de ProjectWise, Arcadis a développé un ensemble de techniques et d'outils d'automatisation permettant une modélisation 3D rapide des éléments classiques de ponts pour des solutions de passerelles et de sous-ponts en U dans un écosystème numérique connecté. « Grâce à [OpenBuildings], nous avons développé un script qui accélère la modélisation 3D et le paramétrage de ces types de ponts fréquents », explique M. Bardin.

L'approche numérique collaborative et l'interface conviviale ont éliminé la nécessité de convertir les fichiers, optimisant ainsi la gestion des changements et permettant aux équipes, aux parties prenantes et aux fournisseurs de s'engager dès le début de la phase de conception. Travailler dans un environnement numériquement intégré et entièrement accessible permet une modélisation dynamique avec des modifications de conception en temps réel, et prend en charge des workflows gérés, offrant un niveau élevé de contrôle et la possibilité d'explorer des schémas de conception flexibles.

Un changement de paradigme dans l'approche de la conception

Pour les solutions de conception de passerelles et de sous-ponts en U, les applications de Bentley pour développer des outils d'automatisation ont permis de réduire le temps de modélisation de deux semaines à quelques minutes pour obtenir un modèle entièrement détaillé, garantissant ainsi une solution de conception optimale. « Tout cela peut être entrepris dès les premières étapes de la conception, ce qui élimine le risque de collisions potentielles et de défis supplémentaires plus tard dans le développement de la conception », ajoute M. Bardin. Le fait de disposer de données plus fiables dès le début améliore l'estimation des coûts et l'efficacité des matériaux, facilite l'analyse des émissions de carbone et permet d'identifier les problèmes de constructibilité potentiels, ce qui favorise des workflows et des infrastructures plus durables.

« Le développement et le succès de ces outils d'automatisation à l'aide [d'OpenBuildings] marquent le début d'un changement de paradigme dans la façon dont nous, en tant qu'organisation, abordons nos conceptions », affirme M. Bardin. En combinant des guides d'utilisation et des vidéos pour mettre en œuvre ses techniques d'automatisation, Arcadis a développé des solutions de ponts numériques et connectées, ce qui a donné lieu à un ensemble d'outils puissants et conviviaux qui ne sont plus l'apanage d'une poignée de personnes, mais accessibles aux parties prenantes, aux équipes et aux fournisseurs. La possibilité de s'engager et de se coordonner très tôt dans un environnement 3D numérique permet à l'ensemble des acteurs du projet de visualiser très tôt la solution de génie civil. Le déploiement des workflows automatisés sur les projets à venir devrait permettre de réduire de 95 % le recours à la modélisation traditionnelle.