Publié le 9 décembre 2025

Relevé 3D des réseaux autoroutiers par Mobile Mapping LiDAR : méthode complète S3D Engineering United®

Mémoire technique · Relevé Mobile Mapping LiDAR autoroutier – S3D Engineering United®
S3D Engineering United® · Mémoire technique · Mobile Mapping LiDAR autoroutier

Mémoire technique PREMIUM – Relevé de réseaux autoroutiers par Mobile Mapping LiDAR monté sur véhicule

La présente mémoire décrit, étape par étape, la méthodologie complète déployée par S3D Engineering United® pour le relevé de réseaux autoroutiers au moyen d’un système Mobile Mapping LiDAR (MMS) monté sur le toit d’un véhicule, incluant la préparation logistique, la captation à vitesse contrôlée (≤ 20 km/h), le traitement avancé PPK/SLAM, le nettoyage des nuages de points et la production de livrables BIM/SIG conformes aux exigences ISO 9001 et ISO 19650.

Précision
1–3 cm planimétrique
Densité
1 000–4 000 pts/m²
Vitesse de captation
≤ 20 km/h contrôlés
Qualité & garantie
ISO 9001 · ISO 19650 · Décennale Zurich

1. Objectifs et périmètre de la mission

L’objectif de la mission est de réaliser un relevé 3D exhaustif des tronçons autoroutiers et des réseaux associés au moyen d’un système Mobile Mapping LiDAR monté sur véhicule. Les données produites alimenteront les études d’infrastructure, les projets de réhabilitation ou d’extension, la gestion des réseaux et les futurs modèles BIM / jumeaux numériques.

La méthodologie décrite ci-dessous repose sur une chaîne complète : logistique & sécurité → géodésie & repères → captation LiDAR mobile → traitement PPK/SLAM → nettoyage & classification des nuages → contrôles qualité → livrables BIM/SIG.

2. Phase 1 – Préparation logistique, sécurité et données d’entrée

Avant toute intervention, S3D Engineering United® organise une phase de préparation structurée visant à sécuriser le projet sur les plans technique, logistique et HSE.

2.1 Analyse de la demande et recueil des données existantes

  • Analyse du périmètre autoroutier, des réseaux concernés et des objectifs (études, diagnostic, BIM, SIG).
  • Collecte des plans DAO/SIG existants (DWG, DXF, SHP, IFC, etc.) et des données géodésiques associées.
  • Prise en compte des contraintes d’exploitation : horaires, périodes de moindre trafic, zones sensibles.

2.2 Coordination avec le maître d’ouvrage et l’exploitant autoroutier

  • Échanges avec les services techniques, les PC autoroutières et les services sécurité.
  • Validation des itinéraires, des sens de circulation, des vitesses autorisées et des zones de retournement.
  • Planification des créneaux d’acquisition pour minimiser la gêne à l’exploitation.

2.3 Sécurité, autorisations et plan de prévention

  • Établissement du plan de prévention et des procédures spécifiques aux emprises autoroutières.
  • Vérification des EPI, véhicules d’intervention, signalisation et dispositifs lumineux.
  • Intégration des exigences HSE du concessionnaire dans le mode opératoire S3D (ISO 9001).

3. Phase 2 – Référentiel géodésique et points de contrôle

Afin d’obtenir un nuage de points parfaitement exploitable par les équipes d’ingénierie, le relevé est réalisé dans un référentiel géodésique partagé avec le maître d’ouvrage.

  • Validation du système de coordonnées (par exemple : RGF93 / Lambert 93 ou référentiel spécifique au projet).
  • Intégration des repères GNSS existants ou implantation de points de contrôle supplémentaires si nécessaire.
  • Mesures GNSS statiques ou rapides pour consolider le réseau de référence (fichiers RINEX pour PPK).

Ces éléments permettent un recalage absolu de la trajectoire et garantissent une cohérence parfaite entre les futurs livrables (plans 2D, modèles BIM, SIG).

4. Phase 3 – Mise en œuvre du système Mobile Mapping LiDAR sur véhicule

Le relevé est réalisé avec un système Mobile Mapping LiDAR (MMS) monté sur le toit d’un véhicule léger, comparable à un scanner de type Tersus MVP-S2 couplé à une IMU topographique et un GNSS RTK/PPK.

4.1 Composition du système

  • Scanner LiDAR multi-rétro haute fréquence (jusqu’à ~640 000 points/sec, FOV > 270°).
  • Centrale inertielle IMU de grade « survey », dérive angulaire très faible.
  • Récepteur GNSS bi-fréquence L1/L2 avec corrections RTK et recalcul PPK.
  • Enregistreur de données synchronisé (temps commun pour LiDAR, IMU, GNSS).

4.2 Montage sur véhicule et calibration extrinsèque

Le MMS est fixé sur une platine aluminium et bras carbone, avec silent-blocks anti-vibratoires. Une calibration extrinsèque LiDAR/IMU/GNSS est réalisée avant la mission pour déterminer les matrices de transformation (translations + rotations) entre les capteurs et le référentiel véhicule.

Cette étape est essentielle pour garantir que chaque point du nuage LiDAR est positionné avec exactitude dans le système de coordonnées du projet.

5. Phase 4 – Captation Mobile Mapping LiDAR sur le réseau autoroutier

La captation est réalisée à vitesse limitée afin d’obtenir une densité de points très élevée et une trajectoire stable sur l’ensemble des tronçons.

5.1 Scénario de progression à vitesse contrôlée (≤ 20 km/h)

  • Vitesse de progression limitée à 20 km/h maximum, validée avec l’exploitant.
  • Itinéraires pré-paramétrés pour couvrir toutes les voies, bretelles et zones critiques.
  • Réalisation de passes multiples sur les échangeurs et secteurs à forte complexité géométrique.

Cette faible vitesse permet d’augmenter la densité longitudinale, de réduire le bruit, d’améliorer la détection des émergences de réseaux et de stabiliser les algorithmes de trajectographie.

5.2 Supervision en temps réel et contrôles sur site

  • Contrôle visuel du taux de points, de la réception GNSS et du comportement de l’IMU.
  • Vérification de la bonne couverture des zones demandées avant fin d’intervention.
  • Adaptation en temps réel en cas d’obstacle, de déviation ou de contrainte d’exploitation.

6. Phase 5 – Transfert, sauvegarde et sécurisation des données

À l’issue de la captation, les données brutes LiDAR/IMU/GNSS sont immédiatement transférées et sécurisées selon le processus qualité de S3D Engineering United®.

  • Transfert des enregistrements bruts vers l’infrastructure de traitement interne.
  • Double sauvegarde sur supports distincts, puis réplication sur le cloud souverain partenaire (Leviia).
  • Traçabilité des jeux de données (versionning, journalisation, horodatage) conformément à la certification ISO 9001.

La couverture par garantie décennale Zurich est documentée via notre dossier assurance décennale et attestations disponibles sur demande.

7. Phase 6 – Trajectographie PPK/SLAM, nettoyage et structuration des nuages de points

7.1 Calcul de la trajectoire (GNSS PPK + IMU + SLAM)

  • Recalcul GNSS en mode PPK à partir des fichiers RINEX des stations de référence.
  • Fusion des données GNSS et IMU via filtre de Kalman pour obtenir une trajectoire lissée centimétrique.
  • Application de techniques SLAM 3D dans les zones GNSS dégradées (ouvrages, tranchées, parois rocheuses).

7.2 Génération et nettoyage des nuages de points

  • Projection des retours LiDAR sur la trajectoire corrigée pour produire un nuage dense continu.
  • Filtrage des bruits et artefacts (véhicules parasites, objets temporaires, points isolés).
  • Normalisation des intensités, homogénéisation des densités de points et découpage par tronçons logiques.

7.3 Classification et enrichissement sémantique

  • Classification en grandes familles : sol/chaussée, accotements, talus, glissières, ouvrages, végétation, mobiliers.
  • Identification des éléments liés aux réseaux apparents (regards, émergences, armoires, candélabres, etc.).
  • Préparation des données pour une éventuelle modélisation BIM, en cohérence avec notre guide interne des niveaux de LOD.

8. Phase 7 – Contrôle qualité (QA/QC) et conformité ISO 9001 / ISO 19650

S3D Engineering United® applique un processus de contrôle qualité rigoureux conforme à sa certification ISO 9001 et à ses procédures BIM alignées sur la norme ISO 19650.

  • Contrôles croisés multi-passes (écarts RMS, vérification des chevauchements).
  • Contrôle altimétrique et planimétrique sur points de contrôle GNSS lorsqu’ils sont disponibles.
  • Vérification des systèmes de coordonnées, de l’orientation et de la continuité des linéaires.
  • Rédaction d’un rapport qualité détaillant la précision atteinte et les méthodes employées.

Pour approfondir la gestion documentaire BIM, le maître d’ouvrage peut se référer à notre guide Mise en conformité ISO 19650.

9. Phase 8 – Formats de livrables et exploitation dans les outils BIM / SIG

À l’issue des traitements, S3D Engineering United® fournit un jeu de livrables cohérents, directement exploitable par les équipes d’ingénierie, de SIG et de BIM.

9.1 Nuages de points & modèles terrain

  • Nuages de points haute densité au format LAS/LAZ (ou E57 sur demande), classifiés.
  • Modèles numériques de terrain et de surface (MNT/MNS) pour exploitation en génie civil.
  • Découpage par sections, échangeurs ou zones de projet, selon la structuration convenue.

9.2 Plans 2D, SIG et BIM

  • Exports SIG (SHP, GeoJSON) pour intégration dans les systèmes d’information géographique.
  • Plans 2D au format DWG/DXF, dérivés du nuage de points nettoyé.
  • Modèles BIM (IFC, RVT), le cas échéant, selon le LOD défini en cohérence avec notre guide LOD.

9.3 Plateforme collaborative United3D & visites virtuelles

Les livrables peuvent être intégrés à notre plateforme collaborative 3D United3D.tech pour permettre la visualisation, la mesure et l’annotation des nuages de points et modèles, directement dans un navigateur web, sans installation lourde. Une démonstration détaillée est disponible ici : Plateforme collaborative 3D.

Pour des besoins de communication ou de formation, S3D peut également s’appuyer sur sa filiale S3D Virtual 360®, le réseau européen de visites virtuelles professionnelles : https://s3dvirtual360.eu.

10. Pourquoi confier votre relevé autoroutier à S3D Engineering United® ?

Une grille tarifaire indicative non contractuelle est disponible ici : grille tarifaire indicative (mot de passe sur demande auprès de S3D Engineering United®).

Questions fréquentes · Relevé autoroutier Mobile Mapping LiDAR

11. FAQ – Relevé de réseaux autoroutiers par Mobile Mapping LiDAR

Comment la vitesse de 20 km/h améliore-t-elle la qualité du nuage de points ?

Une vitesse réduite augmente la densité longitudinale de points, limite les dérives IMU et stabilise la trajectoire. Le scanner balaie plus de fois chaque zone de chaussée, ce qui améliore la lisibilité des détails fins (bordures, émergences de réseaux, équipements) et réduit le bruit dans le nuage final.

Quelle précision peut-on attendre sur les relevés autoroutiers réalisés par S3D ?

En configuration standard, la précision planimétrique est de l’ordre de 1 à 3 cm RMS et la précision altimétrique de 2 à 4 cm RMS, sous réserve de conditions GNSS compatibles et de la disponibilité de points de contrôle. Ces performances sont documentées dans le rapport qualité remis au maître d’ouvrage.

Quels sont les principaux formats de livrables fournis ?

Les livrables principaux sont les nuages de points LAS/LAZ classifiés, les modèles MNT/MNS, les exports SIG (GeoJSON, SHP), les plans 2D DWG/DXF et, le cas échéant, des modèles BIM IFC/RVT avec un LOD adapté au besoin (études, exécution, exploitation).

Comment les données sont-elles mises à disposition des équipes projet ?

En complément des livrables bruts (LAS/LAZ, DWG, IFC), S3D propose un accès à la plateforme collaborative United3D.tech, permettant de visualiser les nuages de points, de prendre des mesures et de partager des annotations entre les différents acteurs du projet, depuis un simple navigateur web.

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