Comment utiliser un scanner 3D ?

Publié le 29 Janvier 2023

Le processus de relevé 3D d'un bâtiment n’est pas à la portée de tous. La réussite de la capture dépend énormément de votre travail de préparation du site à numériser. Ensuite, il faut savoir bien installer les matériels de scan et prêter attention au traitement du nuage de points obtenu. S3D Engineering vous dévoile aujourd’hui comment utiliser un scanner 3d !

Les étapes préalables d’un scan 3d

Avant de savoir comment utiliser un scanner 3D, il semble important de souligner que la réussite d’une numérisation 3d réside dans sa préparation. Cela consiste à bien comprendre les attentes du client. Chez S3D Engineering, nous prenons notre temps pour bien remplir un cahier des charges.

Cette étape préalable permet de savoir le niveau de précision souhaité. Par exemple :

Un scan noir-et-blanc et une précision au centimètre peuvent suffire pour prendre des côtes.

En revanche, il faut faire un scan en couleur et un relevé précis inférieur à 5 millimètres pour avoir des plans de coupes et des orthophotos.

Par ailleurs, il faut une haute précision, soit inférieure à 3 millimètres et un relevé en couleur, pour produire un DOE BIM (Dossier des Ouvrages Exécutés) ou pour pouvoir scanner des façades extérieures.

Ensuite, il faut également préparer l’intervention sur le site. Nous devons préalablement analyser le type de bâtiment pour connaitre toute la possibilité de scanner. Le nombre et le type de scanner à utiliser en dépendent. Idem pour l’ordre des stations.

À titre d’exemple, un entrepôt permet un scan rapide par rapport à un logement avec des couloirs et de petites chambres. Il peut être nécessaire d’utiliser de gros objets pour servir de référence dans un couloir.

La mise en place des sphères qui vont servir de cibles pour chaque station peut également être une solution pour des zones complexes où le champ de vision peut être obstrué.

Dans tous les cas, ce processus de préparation va réduire les erreurs, voire les manques de scan. Cela nous permet également de gagner du temps le jour J et donc de scanner rapidement l’existant.

L’installation des scanners

L'installation d'un scanner 3D peut varier en fonction du type de scanner utilisé (télédétection par laser, LiDar, drone, scanner portable, scanner pro statique, télémètre, etc.) et de l'environnement où il sera utilisé. Certains scanners 3D peuvent être facilement transportés et utilisés sur le terrain, tandis que d'autres sont plus lourds et nécessitent une installation permanente dans un lieu de travail.

Vous voulez savoir comment numériser un bâtiment ou un édifice en trois dimensions ? Voici les étapes générales pour installer un scanner professionnel :

Préparer l'emplacement : avant toute intervention, notre équipe a l’habitude de vérifier que l'espace où sera installé le scanner est propre, stable et à niveau. Il est également important de vérifier que l'espace est suffisamment éclairé et qu'il y a suffisamment de place pour installer le scanner. Cela permet au scanner de bouger librement et donc de faire un relevé précis.

Assembler le scanner : si le scanner nécessite un montage, il faut suivre les instructions du fabricant pour assembler le scanner.

Calibrer le scanner : la calibration est nécessaire pour s'assurer que les mesures prises par le scanner sont précises. Suivez les instructions du fabricant pour calibrer le scanner.

Configurer le logiciel : configurez le logiciel de numérisation pour utiliser le scanner. Assurez-vous de configurer les paramètres de numérisation en fonction des besoins de votre projet. Chez S3D Engineering, nous choisissons le logiciel de CAO à utiliser en fonction de votre projet (Revit, AutoCAD, ArchiCAD, AllPlan, etc.)

Effectuer des tests : effectuez des tests de numérisation pour vous assurer que le scanner fonctionne correctement et que l’acquisition de données est précise.

Préparer pour l'utilisation : Assurez-vous que tout est prêt pour l'utilisation du scanner, y compris les accessoires, les câbles et les logiciels.

Le traitement des données

Une fois la capture terminée, il faut utiliser le logiciel de numérisation pour traiter les données obtenues. En effet, le relevé au scan 3d vous permet d’obtenir un nuage de points brut qui ne sera pas exploitable sans un nettoyage et un post-traitement.

Par défaut, les données sont sauvegardées dans la carte SD du scan. Cependant, si vous faites appel à S3D Engineering à Bordeaux, nous avons l’habitude de faire une autre sauvegarde sur un disque dur ou sur une clé USB. Cela permet d’éviter les risques de perte ou de détérioration de la carte mémoire. Ce qui implique le fait de tout recommencer le relevé de l’existant.

À la suite de cette copie de données, nous les transférons dans un logiciel de modélisation tridimensionnelle. Sachez que le traitement des données, c’est-à-dire l’assemblage des différents points, se fait par groupe pour permettre une hiérarchisation des informations. D’autant plus que cette méthode permet de détecter facilement les cibles telles que les sphères lors de l’opération de relevé des mesures.

Les nuages de points bruts sont constitués de nombreux points en 3 dimensions (x, y, z) qui représentent un objet ou une scène. Cependant, ils ne sont pas tous pertinents. À titre d’exemple, les points captés par un scanner laser ou par un drone peuvent concerner un paysage ou un mouvement de personnes ou de véhicules. Ainsi, il faut supprimer ces points, car ils sont inutiles pour le rendu de la maquette numérique.

Par ailleurs, certains points nécessitent éventuellement une retouche. Un faisceau laser est dévié après avoir touché un objet, soit un miroir par exemple. Ce qui va certainement fausser le nuage de points et c’est dans le processus du traitement de données qu’on vient supprimer les points concernés.

L’exportation des données

Une fois le nuage de points traité et nettoyé, il est temps de l’exporter de façon partielle ou totale en fonction de l’usage prévu.

Il existe de nombreux formats de fichiers pour exporter des données de relevés 3D, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients. Les formats les plus couramment utilisés sont :

PLY : un format de maillage qui permet de stocker les informations de couleur et de normale pour chaque point.

OBJ : un format de maillage utilisé fréquemment dans l'industrie des jeux vidéo et de la CAO.

STL : un format de maillage qui peut être utilisé pour imprimer en 3D

ASCII XYZ : un format simple qui consiste à enregistrer les coordonnées x, y, z de chaque point sous forme de texte.

CSV : un format de tableur qui peut inclure des informations supplémentaires telles que les couleurs ou les intensités.

LAS : un format standard pour les données de relevé laser qui peut inclure des informations de classification et de géoréférencement.

RCP : un format de relevé 3d qui regroupe plusieurs fichiers et qui permet l’insertion dans un logiciel de modélisation ou de visualisation. Il est souvent utilisé en combinaison avec d’autres formats comme les fichiers de scène 3d (OBJ, FBX, etc.) ou les fichiers de textures (TIFF, EXR, etc.) afin de créer des images de haute-résolution.

Ortho : Il existe de nombreux formats de fichier pour les orthophotos. À ne citer que TIFF, GeoTIFF, ECW, JPEG, etc.). Certains sont propriétaires et d'autres sont des standards ouverts (pouvant être ouverts dans d’autre application logicielle). Les orthophotos concernent souvent un nuage de points brut.

Webshare : il est également possible d’exporter et de partager directement le rendu sur une plateforme Cloud. Cela permet aux acteurs du projet d’effectuer une visite virtuelle du jumeau numérique.

Cette liste est loin d’être exhaustive ! Il est important de choisir le bon format en fonction de l'application pour laquelle les données seront utilisées. Certaines applications nécessitent des données de haute précision, d'autres des informations de couleur ou de texture.

Autrement dit, les données disponibles sur un fichier 3D peuvent varier en fonction de son format. Il n’enregistre pas forcément toutes les données 3d capturées (couleurs, taille, texture, géométrie).