Les étapes clés pour réussir le scan 3D d’un bâtiment

Publié le 05 Mai 2022

Avec l’arrivée de la technologie laser, il est maintenant possible de réaliser un scan 3D d’un bâtiment facilement. À titre d’information, le scan 3D est la représentation digitale d’un objet ou d’une infrastructure. Cette représentation est obtenue en temps réel par l’utilisation d’un scanner 3D. Ce type de maquette numérique sera utile aux architectes, aux maîtres d’ouvrage, aux bureaux d’études et aux concepteurs d’un projet de construction dans le processus de conception d’un bâtiment. Il sera également utile pendant la phase d’exploitation et la maintenance d’un bâtiment.

Il est utilisable directement sur les logiciels d’architectures, les logiciels CAO et les logiciels Autocad. Cependant, afin de produire des livrables de qualité, il est important de réaliser l’opération de scan 3D dans les meilleures conditions. Pour cela, il faudrait appliquer une méthodologie bien précise en suivant quelques étapes clés. Chacune de ces étapes va en effet avoir un impact sur l’évolution du projet. Aujourd’hui, S3D Engineering, votre spécialiste en numérisation et en modélisation 3D à Bordeaux va vous citer les 5 étapes clé pour réussir le scan 3D d’un bâtiment.

1/ Analyse des besoins et détermination des livrables

La première étape pour réussir le sac 3D d’un bâtiment consiste à évaluer les besoins finaux des commanditaires. Mais il faudra aussi prendre en compte les spécificités des bâtiments concernés par le projet pour une meilleure préparation de l’intervention. L’analyse des besoins finaux des clients permet en effet de choisir les formats de livrables adéquats (plan 2D, maquette 3D, nuage de points brut, etc.). Cela va aussi permettre de définir les caractéristiques techniques attendues. 

En guise d’exemple, si le client réclame une maquette numérique BIM, il faudra déterminer le niveau de détail (LOD) qui correspond à l’exploitation finale du bâtiment. La détermination des livrables attendus permet également d’orienter sur le choix du meilleur scanner laser 3D à utiliser. Ce choix devra être en adéquation avec l’étude de l’infrastructure, y compris ses principales caractéristiques (type de bâtiment, surface de l’objet, sa géométrie, type d’accessibilité, etc.).

2/ Sélection des solutions de scan 3D adéquates au projet

Après avoir étudié le projet et défini les livrables, il est temps de choisir la solution de scan tridimensionnelle adaptée au projet. Ainsi, il faudrait faire le choix entre les différentes solutions de relevé des mesures et de relevé de l’existant. Parmi ces dernières, vous avez entre autres le choix entre le scanner statique (scanner sur trépied), le scanner mobile (scanner pro et scanner laser 3D, la photogrammétrie, etc. Toutefois, il faudra choisir la solution la plus adaptée au projet de construction. Il faudra ainsi définir un cahier des charges de captation afin de préciser les types de données du bâtiment nécessaires pour la production des livrables. 

Ces données peuvent être des nuages de points, un ensemble d’imagerie, etc. Il faudra par la suite définir les caractéristiques de ces données. Il faudrait également dessiner en 3D (ou en 2D) un zoning du bâtiment. Cela permettra d’identifier les zones (intérieurs et extérieurs) à relever, l’agencement général du bâtiment ainsi que ses particularités, etc. L’établissement de ce cahier de charge est aussi utile pour l’identification des zones sensibles qui pourraient avoir des impacts sur le choix des équipements à utiliser. S’il s’agit par exemple d’une zone présentant un risque d’explosion, il faudrait utiliser un scanner de type ATEX.

Pour réaliser un relevé avec une précision centimétrique, il est possible de combiner différentes solutions de relevé. Toutefois, il faudra avoir les outils et le savoir-faire nécessaire pour réunir les données obtenues via les différentes solutions de scan. Cela permet un meilleur ajustement et une meilleure gestion des données. La combinaison des différents scanners va aussi permettre un traitement des données plus rapide. Ainsi, les différents intervenants dans le secteur du bâtiment seront plus agiles sur le terrain.

3/ Analyse des plans et cinématique de numérisation

Pour s’assurer de l’acquisition de données de qualité et favoriser leur assemblage, il est important de bien analyser les zones à relever. Cette étape est nécessaire pour pouvoir anticiper un scénario de parcours et ainsi définir la position des cibles. Cela va permettre d’avoir des relevés fiables et de qualité. C’est l’ensemble de ce procédé que l’on appelle cinématique de numérisation. L’analyse de ces zones devrait permettre de modéliser et de définir les parcours que le scanner mobile peut effectuer pour avoir un nuage de points de haute précision. 

Il peut être nécessaire d’utiliser des stations statiques pour pouvoir capturer les zones difficiles d’accès et pour avoir une mesure exacte des certains gros objets architecturaux. L’étude des zones permettra aussi de connaitre les positions exactes des cibles et des stickers pour pouvoir recaler au mieux les différents nuages de points. Elle devra aussi permettre d’identifier les cibles en extérieurs pour le relevé GNSS. Ce dernier est nécessaire pour recaler les nuages de points internes et externes. L’analyse des zones permettra également d’identifier les points d’attention qui nécessite l’utilisation de matériels additionnels comme des projecteurs, un télémètre, etc.

4/ Préparation des zones et numérisation

Avant de réaliser le scan 3D proprement dit du bâtiment, il est nécessaire de préparer le terrain en suivant quelques règles. Ainsi, il est recommandé d’ouvrir ou de bloquer les portes en utilisant des cales pour éviter qu’elles ne bougent durant le processus de scan. Dans le cas où il s’agit d’une zone sombre, il est nécessaire d’utiliser des projecteurs pour pouvoir l’illuminer. Vous devez aussi vérifier que les passages sont bien dégagés afin que les différents acteurs du projet puissent circuler librement.

Vous l’aurez compris, cette phase de préparation est nécessaire pour fluidifier le travail des différents opérateurs sur la zone de travail. Ils pourront ainsi travailler de manière plus efficace et plus rapide tout au long du processus de scan. En ce qui concerne la phase de numérisation, il s’agit de bien mettre en place les différents points d’ancrage (les cibles et les stickers). La bonne mise en place de ces points dans chaque zone va permettre un meilleur recalage des nuages de points.

5/ Post-traitement des données capturées

Une fois le terrain bien préparé, il est maintenant possible d’effectuer l’opération de scan en trois dimensions du bâtiment. Cette opération peut nécessiter l’utilisation d’un scanner professionnel ou d’un simple laser scanner en fonction de l’analyse effectuée précédemment. Toutefois, les données issues de cette phase de scan sont encore des données brutes. Pour être exploitables, ces données générées sur le terrain devront suivre un post-traitement.

Cette phase de post-traitement peut aussi intégrer des étapes de calcul et d’unification des nuages de points. Il faudrait également nettoyer ces nuages de points et les optimiser afin qu’elles soient exploitables par les différents logiciels de CAO et les logiciels d’architecture (CAD ou autres). Ces nuages de points devraient permettre la création d’une maquette numérique dans un logiciel de modélisation qui suit la méthode de scan to BIM. Elles devraient permettre au dessinateur-projeteur de dessiner des plans 2D dans un logiciel de DAO ou un logiciel de CAO.

Chez S3D Engineering, notre équipe maîtrise parfaitement toutes ces démarches. N’hésitez pas à solliciter nos services pour obtenir un rendu de qualité professionnelle !

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