La 3D dans le bâtiment

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Les débats sur la 3D sont souvent assez limités...

La 3D dans le bâtiment

Bien que le BIM soit une réalité quotidienne pour beaucoup de professionnels de la construction, nombreuses sont les entreprises qui, encore aujourd’hui, n’ont pas eu les ressources pour adopter ce processus. Pour une grande part des professionnels du BTP, la 3D ne semble pas être une réponse à leurs problématiques quotidiennes.

Travailler en 3D implique des investissement logiciels et matériels, une démarche de formation et le changement de certaines routines de travail.

Certaines entreprises n’utilisent pas la 3D

C’est une réalité : en France, 94% des entreprises du BTP comptent entre 0 et 9 salariés.

Taille des entreprises du BTP en France (source)

Taille des entreprises du BTP en France (source)

Il n’est pas réaliste de croire que ces entreprises pourraient adopter de nouvelles techniques, coûteuses, au même rythme que les majors de la construction réalisant plusieurs milliards d’euros de chiffre d’affaire annuel.

Certes, il existe aujourd’hui des scanners laser 3D capables de relever plusieurs millions de points à la seconde. Il est également possible de réaliser des modèles 3D avec de simples photos, même prises avec un smartphone. Des solutions existent pour prendre des mesures sur un nuage de point, avec un ordinateur ou même un téléphone.

Prises de cotes sur un nuage de points de bâtiment

Prises de cotes sur un nuage de points de bâtiment

On peut désormais prendre des cotes entre deux points inaccessibles à un humain sans se mettre en danger. Il est même possible de remonter le temps en prenant des mesures sur un nuage de point 3D d’un bâtiment dans une configuration antérieure. La technologie le permet. Mais une réalité demeure :

Le rythme d’adoption des nouvelles technologies par les entreprises dépend directement de leur capacité d'investissement.

Alors, malgré toutes les nouvelles techniques d’arpentage 3D, les livrables attendus par bon nombre de professionnels restent encore en 2D. Et la numérisation 3D sert bien souvent… à produire des plans ou coupes traditionnelles.

Mise en plan d'étage sur la base d'un nuage de points de scan 3D

Mise en plan d’étage sur la base d’un nuage de points de scan 3D (source : VRMatters)

Quiconque cherche à améliorer l’efficience des processus de travail comprendra à quel point il est frustrant de supprimer 90% des informations captées en 3D pour n’en conserver qu’une portion en 2D. Mais l’expérience des chantiers, et le dialogue avec les professionnels du BTP, finissent par amener à comprendre autre chose :

L’intérêt des professionnels pour les nouvelles technologies dépend directement de leur perception de ces dernières comme étant une réponse à leurs problèmes actuels.

Les besoins réels des chantiers

La plupart des entreprises du BTP n’ont pas pour problématique actuelle de savoir comment “streamer des nuages de points”. Rien qu’entendre ces mots dressera les poils à la plupart des conducteurs de travaux.

Les enjeux quotidiens des professionnels du BTP sont plutôt de trouver la meilleure solution pour réaliser rapidement un métré de canalisations, mesurer la surface d’un local, mettre en plan un étage pour dessiner un schéma électrique, ou encore établir un plan de recollement des ouvrages tels que construits pour l’ajouter au Dossiers des Ouvrages Exécutés (DOE).

Alors que la plupart des implantations de bâtiments sont encore réalisées à l’aide de cordes tendues entre deux “chaises” équipées de clous, le gap entre les méthodes de numérisation 3D et la réalité de nombreux chantiers reste énorme.

La réalité des chantiers...

La réalité des chantiers…

Un renouvellement des habitudes

De nombreuses années d’apprentissage et un renouvellement générationnel des professionnels de la construction seront probablement nécessaires pour que l’utilisation de scanners laser 3D et de drones dans la construction atteignent les entreprises de construction de moins de dix salariés.

Les majors ouvrent actuellement la voie. Bouygues, Vinci ou même Eiffage, pour ne citer que les trois plus gros du secteur, emploient depuis de longues années, de manière récurrente et éprouvée, la numérisation 3D sur leurs chantiers. Et la tendance se répand de manière exponentielle auprès des entreprises de taille intermédiaire. Il suffit de constater l’évolution des ventes de scanner laser 3D pour voir la tendance du marché se dessiner.

Courbe d'adoption des nouvelles technologies

Courbe d’adoption des nouvelles technologies

Dans l’intervalle, les méthodes de relevé 3D doivent répondre aux besoins les plus basiques pour commencer à séduire. En voici :

Comprendre que la 3D permet d’extraire des informations 2D

Un nuage de point est une représentation 3D virtuelle d’un bâtiment sous forme de points représentant avec exactitude la réalité physique d’un bâtiment. Cet objet informatique est manipulable de toutes sortes par les logiciels de modélisation. Y compris pour sortir des vues 2D.

Imaginez qu’un bâtiment existant soit relevé via un scanner laser 3D. Vous obtenez un nuage de points. Placez-vous sur un des étages. En coupant le nuage de points à un mètre de hauteur par rapport au sol (hauteur conventionnelle pour les plans) vous obtiendrez le plan d’étage.

Un nuage de points vu de dessus permet de dresser un plan d'étage

Un nuage de points vu de dessus permet de dresser un plan d’étage

En coupant ce même nuage verticalement, vous obtiendrez une coupe verticale. Et en coupant à deux mètres du sol tout en regardant vers le haut, vous pourrez quantifier le nombre de plaques de faux-plafond présentes sur place.

De la même manière, en regardant un nuage de point ou un mesh en projection orthographique sur un plan parallèle à celui d’une façade de bâtiment, vous obtiendrez alors une vue 2D vous permettant par exemple d’établir un devis pour le remplacement  de menuiseries.

Un plan 2D de façade, sur la base d'un scan 3D

Un plan 2D de façade, sur la base d’un scan 3D. Vue composite RGB/élévation/réflectance.

En faisant voler un drone au-dessus d’une toiture, vous pourrez prendre des photos permettant d’obtenir un modèle 3D photogrammétrique de cette dernière. Outre le fait que vous découvrirez probablement des tuiles cassées invisibles depuis le sol, vous pourrez également chiffrer la réfection des chéneaux endommagés sur la base de plans extraits du modèle 3D.

Modèle 3D obtenu par photogrammétrie basée sur des photos prises par drone

Modèle 3D obtenu par photogrammétrie basée sur des photos prises par drone

Si passer de la 2D à la 3D n’est clairement pas possible sans un travail humain de collecte des informations manquantes à la définition des ouvrages, l’inverse est totalement réaliste et véritablement simple.

Passer de la 3D à la 2D peut-être réalisé en quelques clics de souris en coupant un modèle 3D à un emplacement souhaité.

La 2D reste nécessaire dans la construction

Un débat émerge parfois des échanges entre professionnels de la construction au sujet des nouvelles technologies, du BIM et des méthodes de relevé 3D. Certaines incompréhensions du concept de la 3D amènent parfois des professionnels sceptiques à conclure que : “la 3D ne pourra jamais remplacer la 2D”. Et à d’autres, plus enthousiastes, de répondre que “la 2D est dépassée”. La véritable question ne devrait pas être de savoir s’il faut voir tout noir ou tout blanc. La réalité est faite des deux nuances.

Les débats sur la 3D sont souvent assez limités...

Les débats sur la 3D sont souvent assez limités…

Si vous cherchez à numériser un bâtiment pour réaliser un plan d’évacuation à afficher sur le mur du couloir, un nuage de points 3D sera un bon outil de travail pour la mise en plan mais ne pourra évidemment pas constituer un livrable.

A contrario, si vous cherchez à établir un Modèle Numérique de Terrain (MNT) pour réaliser une étude de terrassement en masse d’un bâtiment, alors un nuage de points 3D sera totalement pertinent.

Un nuage de points en 3D permet d'obtenir des MNT

Un nuage de points en 3D permet d’obtenir des MNT

Le BTP a besoin de plans, coupes ou façades 2D dans certains cas, et de modèles 3D dans d’autres cas.

Et la numérisation 3D présente cet avantage de pouvoir répondre aux deux besoins.

Clément VALENTE

Expert en construction numérique

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