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La précision est essentielle dans le monde de l’architecture, en particulier pour rénover des bâtiments historiques et des sites patrimoniaux de grande valeur. Ce défi, l’équipe de 4C, spécialiste en solutions numériques et logicielles destinées au bâtiment, l’a parfaitement intégré en mettant son expertise en matière de scan 3D au service de la rénovation du moulin à vent de Roelofarendsveen, aux Pays-Bas.

Des processus rapidement dépassés par leur temps

Les processus habituels de rénovations des infrastructures tels que l’extension, le renforcement ou le ravalement présentent des risques d’effondrement pour les structures les plus fragiles. C’est pourquoi les ingénieurs inspectent au préalable ces sites afin d’y évaluer les risques. En général, ce processus s’appuie sur un balayage laser terrestre ou LiDAR à travers l’utilisation d’appareils qui se limitent à la capture géométrique. Ces appareils ont tendance à fournir des nuages de points riches en données plutôt que des maillages, ce qui les rend difficiles à utiliser avec des logiciels tiers. Et surtout, la mesure de la ligne de visée limite la capture à ce qui est visible. Or, dans l’univers de la capture d’infrastructures à grande échelle, il est indispensable de scanner des surfaces souvent inaccessiblespour ne pas travailler avec des jumeaux numériques incomplets.

Un gain de temps pour se replonger dans le passé

Afin de fournir un jumeau numérique précis et mener à bien la rénovation d’un des moulins à vent historiques des Pays-Bas, l’équipe de 4C a déployé le scanner Artec Ray II afin de capturer l’extérieur de la structure et obtenir un scan très détaillé de la roue et de la façade du moulin. Pour scanner le toit, Edwin Rappard, propriétaire de 4C, a déployé un drone DJI. Les données obtenues par le drone ont été intégrées dans l’algorithme de Photogrammétrie IA d’Artec Studio afin d’obtenir un jumeau numérique. Enfin, il a fallu s’intéresser à l’intérieur du moulin, qui abritait un système complexe d’engrenages. La numérisation de ce système a nécessité l’utilisation d’Artec Leo, un scanner portable sans fil capable de capturer 35 millions de points de données par seconde. Leo leur a permis de se faufiler dans des espacesdifficiles d’accès et de scanner l’intérieur de la structure avec rapidité et précision.Dans les zones plus vastes, le scanner Ray II a été déployé pour collecter à grande vitesse les données de l’intérieur du moulin. Tous ces scans ont ensuite pu êtrefacilement combinés dans le logiciel Artec Studio.

En permettant de capturer toutes les données avec une grande précision, la technologie Artec 3d s’est avérée parfaite pour cette tâche, selon Bart Wever, spécialiste en scan 3D chez 4C. « Le plus grand défi consistait à aligner les données de l’intérieur et de l’extérieur, car les ouvertures du moulin étaient très limitées. Mais avec le Ray II, nous y sommes parvenus sans difficulté, nous permettant de créer un modèle 3D complet et parfaitement aligné. » M. Wever ajoute « Nous avons obtenu un excellent alignement sans besoin de quadrillages ni de marqueurs. Nous n’avons rencontré aucune difficulté ! »

Dans le logiciel, la magie opère

Le logiciel Artec Studio a permis de facilement combiner trois scans très différents. L’algorithme de fusion du logiciel a permis à l’équipe de 4C de créer un modèle très détaillé à partir des données haute résolution de chaque scan. La photogrammétrie a ensuite permis de générer un maillage du toit, qui a été fusionné avec l’ensemble des données. Autre avantage du logiciel, il a permis de redimensionner les données photogrammétriques à la taille des scans de Ray II pour obtenir un modèle fidèle. La combinaison des ensembles de données a donc permis de capturer des détails extrêmement précis où tous les espaces sont clairement visibles. Si la structure avait besoin de maintenance, M. Wever estime que les données ont été capturées avec une telle précision qu’elles seraient suffisantes pour réaliser une rétro-ingénierie et fabriquer les pièces de rechange.

« Avec ce type de construction, une tolérance d’un millimètre est déjà considérée comme très élevée. Artec Leo et Artec Ray sont donc parfaits pour capturer un modèle 3D et reproduire chaque rouage », explique Bart Wever.

Une synergie prometteuse pour le secteur du bâtiment

L’équipe 4C a pu collecter des données suffisamment précises pour permettre à son client de rénover son moulin à vent. Mais elle ne compte pas s’arrêter là, elle entrevoit un potentiel considérable pour la combinaison unique du scan 3D et de la photogrammétrie d’Artec 3D dans le domaine des infrastructures au sens large.

M. Rappard décrit la photogrammétrie IA comme « le complément idéal du scan 3D » et affirme qu’« aucun autre logiciel sur le marché » ne permet de combiner des ensembles de données 3D aussi diversifiés qu’Artec Studio. Selon lui, l’utilisation de maillages 3D complets et très détaillés plutôt que de nuages de points volumineux permettra bientôt aux architectes et aux ingénieurs civils d’atteindre de nouveaux sommets en matière de levés topographiques.

« L’utilisation de Ray II avec un drone est idéale pour la conservation numérique des sites patrimoniaux, mais elle peut également s’avérer utile dans le secteur de la construction, un marché où nous voyons encore beaucoup de potentiel pour le scan 3D, conclut M. Rappard. Le scan 3D, bien que devenu courant dans l’ingénierie, suscite encore beaucoup d’émerveillement dans le secteur du bâtiment ! »