De nombreux architectes, géomètres, artisans dans le domaine du bâtiment et travaux publics, et même des propriétaires hésitent encore sur l’intérêt des numérisations 3d de leur patrimoine. Et pourtant, la création d’un modèle numérique n’offre que des avantages que ce soit avant, pendant ou après chantier (construction, rénovation, exploitation). Et pourtant, les techniques pour scanner un bâtiment ne cessent de voir le jour et cela ne risque pas encore de s’arrêter. Dans cet article, nous allons justement nous focaliser sur les différentes techniques pour scanner un bâtiment en 2023.
Le relevé au télémètre laser
Il s’agit ici de la technique de scan la plus ancienne. Il vous faut un crayon, un papier et un télémètre laser manuel. Sur le marché, vous pouvez toujours retrouver quelques artisans qui utilisent cette méthode.
Le relevé au télémètre laser est une technique de mesure utilisée pour créer des représentations 3D précises d'un bâtiment ou d'une zone. Il utilise un télémètre laser pour envoyer des impulsions laser vers la surface d'un objet. Elles seront ensuite renvoyées à l'appareil.
En effet, le télémètre mesure la distance entre l'appareil et la surface en utilisant le temps que met l'impulsion laser à retourner. Cette technique peut être utilisée pour mesurer la longueur, la largeur, la hauteur, et les angles d'un bâtiment ou d'une zone, et pour créer des modèles 3D précis.
Il est utilisé pour la cartographie, la topographie, la construction, la maintenance, la sécurité, l'architecture, etc. Il est souvent utilisé en combinaison avec d'autres techniques pour obtenir une image complète d'un bâtiment ou d'une zone.
Cette technique pour scanner un bâtiment est adaptée pour une petite surface. Et pour cause, le processus de relevé 3D peut être long et le niveau de précision est plus ou moins approximatif. D’autant plus que cette méthode n’est plus adaptée au contexte de la transition numérique dans le secteur du bâtiment.
Le scan infrarouge
Le relevé 3D en scan infrarouge est une technique de numérisation qui utilise des ondes infrarouges pour mesurer la distance à un objet et créer une représentation tridimensionnelle de celui-ci.
Le scan se fait en temps réel depuis une application numérique telle que la version mobile de Recap Pro sur une tablette. Pour procéder, il est donc possible de revenir en arrière en cas d’anomalie lors du processus de relevé 3d. De plus, il est important d’effectuer un scan de jonction pour lier une pièce à une autre.
Cette technique est souvent utilisée pour les projets industriels, tels que l’inspection des bâtiments, la surveillance des infrastructures et la reconnaissance de formes. Le scan infrarouge permet de mesurer les objets de manière non intrusive et rapide. Ce qui en fait un choix populaire pour le relevé de l’existant qui nécessite une grande précision et une quantité importante de données en temps réel.
Le relevé sur smartphone
Le relevé 3D de bâtiments sur smartphone est une technique qui permet de numériser un bâtiment en utilisant un smartphone doté de capteurs de mouvement et de caméra. Cette technique utilise des algorithmes de traitement d'image pour combiner les images prises par la caméra du smartphone et les mouvements du téléphone pour créer une représentation 3D précise du bâtiment.
Ce type de relevé peut être utilisé pour diverses applications, telles que la planification de la rénovation, la surveillance des bâtiments, la gestion de l'espace immobilier, etc. Les applications de relevé 3D sur smartphone sont souvent plus accessibles et plus rapides que les solutions de relevé 3D plus traditionnelles, car elles n'ont pas besoin d'équipement coûteux et peuvent être effectuées par une seule personne.
L’application de scan 3D sur smartphone va détecter automatiquement les surfaces telles que les plafonds, les sols et les murs. En revanche, il faut définir manuellement les différentes ouvertures (portes et fenêtres) sur quelques clics.
À la fin du relevé des mesures, vous devriez tout de suite obtenir une maquette numérique. Cependant, vous pouvez toujours la modifier sur un éditeur de type Revit pour améliorer certains aspects comme les couleurs, les formes, les dimensions, etc.
La technologie LiDAR (Light Detection And Ranging)
Le LiDAR (Light Detection and Ranging) est une technique de relevé 3D qui utilise des lasers pour mesurer la distance à un objet. Il envoie rapidement des impulsions laser à très haute fréquence sur un objet et mesure le temps qu'il faut à ces impulsions pour rebondir sur l'objet et revenir au capteur.
La technologie LiDAR utilise le principe de télédétection laser par télémétrie. En utilisant ces mesures de distance, le LiDAR peut créer une représentation 3D précise de l'objet.
Ce type de relevé 3D est souvent utilisé pour les applications industrielles, telles que la surveillance des infrastructures, la cartographie, la planification de la construction, la reconnaissance de formes, etc.
En effet, il existe deux grandes familles de LiDAR. La première catégorie, c’est celle qui mesure le temps de vol (Time Of Flight) aller-retour d’une impulsion lumineuse. Généralement, ce sont les appareils dits (TLS Terrestrial LiDAR Scanner) qui utilisent cette technologie.
La deuxième catégorie, c’est celle qui émet des impulsions déphasées en continu. Ce sont généralement les appareils dits ALS (Airborn LiDAR Scanner) qui utilisent cette technologie.
Dans tous les cas, les systèmes LiDAR sont souvent plus précis que les systèmes basés sur la caméra, car ils ne sont pas affectés par les conditions météorologiques ou la lumière ambiante. Cependant, ils peuvent être plus coûteux et plus difficiles à utiliser que les systèmes basés sur la caméra.
La lasergrammétrie ou la technologie laser
La lasergrammétrie est une technique utilisée pour créer des modèles 3D précis de la surface d'un objet ou d'un terrain. Elle fonctionne en projetant un laser sur la surface de l’objet et en mesurant la distance entre la source de laser et la surface en utilisant un récepteur. Les données collectées sont ensuite utilisées pour créer un modèle 3D numérique.
Plus précisément, dans cette méthode, les rayons laser vont effectuer un balayage de la zone cible à partir d’une station laser et générer un nuage de points ou meshs qui incluent diverses informations comme les coordonnées x, y, z et le taux de réflexion de chaque point.
Bien évidemment, la lasergrammétrie utilise la technologie LiDAR, mais basé sur des appareils appelés « scanner laser 3d ». C’est un appareil de télémétrie composé d’un système laser, d’un télescope et d’une chaîne de traitement (pour quantifier le signal reçu).
En outre, il existe deux types de scanner professionnel laser 3d, dont le scanner laser multiéchos et le scanner laser simple écho. On choisit généralement le premier appareil pour certaines scènes comme la végétation, la forêt, etc. Et pour cause, un scanner multi-échos permet facilement de filtrer les parasites comme la pluie lors du post-traitement. Cependant, il est beaucoup plus évident d’utiliser un scanner simple écho pour relever l’intérieur d’un immeuble.
La photogrammétrie
La photogrammétrie est une technique utilisée pour créer un modèle 3D à partir de photos. Cela implique de prendre des photos de l'objet ou du terrain à partir de différents angles et de les utiliser pour créer un nuage de points 3D. Ce nuage de points peut être utilisé pour générer un modèle 3D numérique précis de la surface.
La photogrammétrie est souvent utilisée dans des applications telles que la topographie, la reconnaissance de formes et la reconnaissance de scènes.
L’acquisition de données peut se faire via une prise de vue depuis le sol par un appareil photo ou d’autres appareils munis de capteurs photographiques. Sinon, il n’est pas rare de procéder à des prises de vue aériennes depuis un drone ou un avion.
Le plus important, c'est la pertinence de chaque angle de vue. Il faut disposer d’un maximum de points de vue pour comprendre une scène. En outre, la résolution est également un paramètre très important, car elle va influencer la précision des données.
Les vidéos numériques
Le relevé 3D vidéo numérique est une technique qui utilise des caméras vidéo pour produire une image tridimensionnelle d'un objet ou d'une zone. Cette technique utilise la photogrammétrie pour convertir les images 2D capturées par les caméras en une image 3D en mesurant les distances entre plusieurs points dans l'image.
En effet, les algorithmes de traitement d'image sont utilisés pour créer un modèle 3D en reliant les points mesurés. Cette technique est utilisée dans diverses applications telles que la reconnaissance de formes pour la reconnaissance automatique des objets, la surveillance de la sécurité, la production de films et de jeux vidéo, la modélisation 3D de bâtiments et de structures, etc.
C’est l’une des techniques pour obtenir des relevés de mesures dans des zones difficiles d’accès. Les appareils vidéo ont l’avantage d’être portables et autonomes.
Le radar
Le relevé de l’existant par radar consiste à utiliser des ondes électromagnétiques qui viennent se propager dans toute la surface. En effet, la fréquence des radars à utiliser peut être paramétrée entre 30 kHz et 230 GHz. De plus, les ondes électromagnétiques peuvent être polarisées en les orientant vers un axe de vibration précis.
Comme dans la technologie LiDAR dans laquelle vous pouvez employer plusieurs spectres lumineux dans l’objectif d’optimiser le traitement des données, cette polarisation d’un signal radar permet d’améliorer l’interprétation du signal retour.
Or, il convient de noter que le radar est en mesure d’intervenir sur une longueur d’onde plus faible par rapport au LiDar. Ainsi, il offre une meilleure pénétration dans son champ de vision. D’ailleurs, c’est pour cette raison qu’on utilise le radar dans le domaine aéronautique pour déterminer la position d’un avion.
Cependant, l’usage du radar dans le secteur du bâtiment notamment dans la numérisation 3d d’un bâtiment n’est pas encore très pertinent, malgré certaines possibilités. Il est plutôt adapté pour la topographie de la Terre, des véhicules aériens sans pilote, etc.
Le sonar
Le relevé 3D au sonar est une technique qui utilise des ondes sonores pour créer une image tridimensionnelle d'un bâtiment ou d'une structure. Le sonar envoie des impulsions sonores à la surface du bâtiment et mesure le temps qu'il faut pour que recevoir le signal-retour.
Cette information est utilisée pour déterminer la distance à la surface et créer une image 3D de la structure. Ce processus est répété à plusieurs endroits pour produire une représentation complète de la forme et des dimensions du bâtiment.
Cette technique peut être utilisée pour inspecter les bâtiments pour déceler les dommages, pour la planification de la maintenance, pour la surveillance de la sécurité, pour la modélisation en trois dimensions pour les jeux vidéo, etc.
Cependant, tout comme le radar, on ne peut pas encore le considérer comme technologie pertinente dans la numérisation 3d d’un bâtiment. Toutefois, le sonar trouve sa place dans le secteur du génie-civil et de l’aménagement du territoire.
La bathymétrie
La bathymétrie 3D est une technique de mesure de la topographie du fond marin. Elle utilise des instruments tels que des sondeurs multibéliers, des sondeurs acoustiques à impulsion sélective et des systèmes LIDAR pour produire des images tridimensionnelles de la topographie sous-marine.
Les signaux sonores sont envoyés vers le fond marin et le temps nécessaire pour qu’ils soient renvoyés est mesuré. Cette information est utilisée pour déterminer la profondeur de l'eau et la topographie du fond marin.
La bathymétrie 3D est utilisée pour étudier les fonds marins, planifier les activités marines, surveiller les écosystèmes marins, évaluer les risques pour les navires, etc. Vous l’aurez compris, la bathymétrie est plutôt pertinente dans des projets de génie civil que dans des projets de construction de bâtiment.
Pour terminer, il existe de nombreuses techniques pour scanner un bâtiment en 2023. Ceci est possible grâce à la variété des fréquences d’onde qui existent. Toutefois, vous l’aurez peut-être compris, le scanner laser 3d et la phogrammétrie s’avèrent être les solutions les plus pertinentes dans le domaine du bâtiment.
Ils permettent tous les deux d’obtenir des relevés 3D sous forme de nuages de points que l’on peut facilement traiter dans un logiciel de CAO ou logiciel de modélisation ou dans un mode de travail collaboratif BIM. Tout dépend de l’objectif du relevé (visite virtuelle, maquettes numériques, diagnostics de la performance énergétique, etc.)
Autre chose importante, il est possible de combiner plusieurs techniques pour effectuer un relevé d’existant comme c’est le cas chez S3D Engineering. Si vous voulez vous renseigner sur nos services, n’hésitez pas à nous contacter !
