Scan 3D : définition et usages dans le bâtiment

Publié le 24 Juin 2022

Le scan 3D fait actuellement partie des meilleurs moyens utilisés pour numériser les informations d’une infrastructure existante. Permettant de capturer la réalité dans toute sa complexité, il figure aujourd’hui comme étant l’un des meilleurs moyens pour obtenir des données du bâtiment fiables. Mais c’est quoi plus exactement le scan 3D ? Quelles sont les différentes solutions de scan 3D ? Quels sont les principaux usages du scan 3D dans le secteur du bâtiment ? Les réponses dans la suite de l’article. 

Le scan 3D : c’est quoi ?

Le scan 3D est un outil qui a pour fonction de capturer les informations du monde réel. En d’autres termes, il permet de réaliser une maquette numérique d’un bâtiment existant. Le scan 3D est réalisé à l’aide de scanners laser 3D, des appareils de télémétrie nouvelle génération. Ces derniers vont permettre de récolter différents types de données comme des nuages de points de très grande précision, des photos de haute résolution, des données thermiques, etc.

Par rapport aux outils de relevé des mesures traditionnels, le scanner 3D permet de générer plus rapidement les numérisations d’une surface ou d’un bâti. Le fonctionnement de cet outil se base en effet sur la technologie Lidar. Chaque scanner est équipé d’un ou de plusieurs capteurs Lidar afin de capturer l’environnement en trois dimensions. Ces capteurs vont émettre des faisceaux lumineux qui balaient les environnements dans toutes les directions pour scanner l’objet. À chaque fois qu’un faisceau rencontre un obstacle, la distance jusqu’à celui-ci est mesurée. 

On obtient ainsi un point de rencontre ayant des coordonnées x, y et z. La répétition de ce processus permet d’obtenir un nuage de points. Chaque nuage de points représente donc une coordonnée exacte de la surface scannée. Après avoir scanné un bâtiment, on obtient des millions de nuages de points. Grâce à ces derniers, nous pouvons obtenir la forme et la surface de l’objet, la distance entre les différents objets BIM, etc. Ces nuages de points vont également nous permettre d’avoir un nombre important de données quantifiables.

Quelles sont les différentes solutions de scan 3D ?

Dans le secteur du bâtiment, les scanners 3D les plus utilisés sont les scanners statiques. Cependant, avec la révolution numérique, les scanners mobiles ont fait leur apparition. Permettant une grande rapidité d’acquisition, ces dernières sont très pratiques pour les grands projets de construction. Plus récemment, nous avons également plus remarqué l’utilisation de drone afin de produire un modèle 3D à partir d’une captation aérienne. Voyons donc chacune de ces solutions de scan 3 D.

Le scanner statique

C’est sans aucun doute la solution de scan 3D la plus utilisée actuellement dans le secteur de la construction. Ayant l’apparence d’un télémètre classique, le scanner statique est monté sur un trépied ajustable. Ce dernier permet à l’appareil de rester immobile durant le processus de capture. Il est doté d’une tête pourvue d’un capteur Lidar terrestre et d’un appareil photo. Pour avoir le relevé de l’existant, le scanner statique devra être placé et déclenché sur plusieurs positions. Un nuage de points est obtenu sur chaque position. Après l’acquisition de données, le scanner prend une photo panoramique de la scène. 

Le scanner mobile

Comme son nom l’indique, le scanner mobile permet de réaliser une maquette 3D d’un bâtiment tout en se déplaçant. En d’autres termes, il permet d’acquérir en continu des données tout en étant déplacé dans un environnement donné. Il peut être installé sur un objet mobile comme un chariot, une voiture, une personne en mouvement, etc. Pour permettre une acquisition de données en mouvement, ce type de scanners portables devra être équipé de plusieurs capteurs. Il devra entre autres être équipé d’un système de positionnement et d’une centrale inertielle.

La numérisation 3D par drone

Les drones permettent une numérisation tridimensionnelle aérienne des bâtiments. Les relevés peuvent être acquis par la photogrammétrie ou par la technologie Lidar. Basée principalement sur la prise de photo aérienne, la photogrammétrie s’éloigne un peu du principe du scan 3D. Ainsi, nous allons plus nous intéresser sur l’acquisition de données via un drone par Lidar. Pour avoir un relevé précis en 3D de l’environnement, il faudrait remplacer l’appareil photo sur le drone par des capteurs Lidar. Le drone fonctionne ainsi tel un scanner mobile, mais dans les airs.

Quels sont les principaux usages du scan 3D dans le bâtiment ?

Très pratiques, les données obtenues via un scan 3D peuvent être utilisées par les différents acteurs de la construction du bâtiment. Il est utile aussi bien pour les architectes que pour les maîtres d’ouvrage, les bureaux d’études, les géomètres, etc. En effet, ces données reflètent les conditions exactes et réelles des infrastructures numérisées. Elles peuvent entre autres être utilisées pour construire une maquette virtuelle. Ces maquettes numériques vont vous permettre de démarrer votre projet de construction sur des bases fiables. Accomplir un scan 3D vous permettra de limiter les éventuelles erreurs de calcul et d’augmenter la précision des futurs travaux. 

Le scan 3D reste le meilleur moyen d’effectuer le relevé de mesures de haute précision. C’est donc un outil très pratique durant la phase de conception d’un bâtiment. Il permet de prendre la mesure de l’état existant du projet durant la phase d’étude de construction. Il peut vous assister dans la conception des gros objets architecturaux. Il sera également utile pour le maître d’ouvrage et les différents intervenants du projet. Durant la phase de construction, les données obtenues grâce au scanner laser 3D permettent de mieux contrôler l’avancement du projet.

Comme cité plus haut, le scan 3D permet d’avoir des nuages de points. Ces derniers peuvent être exploités directement par un logiciel de modélisation ou un logiciel de CAO ou DAO comme Autocad par exemple. Ce type de logiciel permet d’isoler les coupes horizontales et verticales dans le nuage afin d’obtenir des profils en 2D qui vont servir de calques pour dessiner des plans. Le scan 3D peut également être utilisé pour la modélisation 3D d’un bâtiment par l’exploitation des données comme enveloppe sur laquelle la phase de modélisation va se baser. On parle alors de « scan to BIM ».

Quels sont les autres avantages du scan 3D dans le bâtiment ?

Pour les différents acteurs du projet de construction, le scan 3D permet un énorme gain de temps. Il permet également une meilleure gestion des coûts. En effet, il permet d’acquérir un ensemble de données de haute précision. Il va ainsi vous permettre d’avoir un meilleur respect de votre budget initial. Il va aussi permettre une réduction des risques d’accident sur le chantier. Vous l’aurez compris, le scan 3D est particulièrement utile dans le secteur de la construction. 

Si vous cherchez un prestataire de confiance pour effectuer un scan de votre infrastructure, n’hésitez pas à faire appel à S3D Engineering, votre spécialiste en numérisation et en modélisation 3d du bâtiment sur Bordeaux et ses environs.

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