Créer un modèle 3D en CAO à partir d'un nuage de points

May 17, 2017 Aric Stott

« Comment créer un modèle 3D avec un scanner laser 3D ? »

On me pose souvent cette question ces derniers temps. J'ai donc pensé qu'il me fallait essayer de livrer la réponse pour le « Trainers Corner » de ce mois-ci. Je soulignerai que ce qui suit est un aperçu et non pas un descriptif détaillé pas à pas du processus. Nombreux sont les facteurs dictant une telle entreprise : le niveau de détail, l'équipement de numérisation, le logiciel d'enregistrement du nuage de points ainsi qu'un logiciel CAO pour n'en citer que quelques-uns.  Ne sachant pas auxquels vous accordez plus d'importance, j'ai pensé qu'il valait mieux rester plutôt superficiel.

De même j'aimerais souligner avant de démarrer que la question ci-dessus est un peu une question piège.  Je ne connais pas de scanner laser 3D sur le marché capable de créer un modèle 3D en CAO.  S'il en existe un, merci de me le faire savoir car il élaguera grandement le processus suivant.  Pour les novices : ce que le scanner laser 3D crée en réalité est un nuage de points que nous pouvons utiliser pour créer un modèle 3D en CAO.  Pour l'instant, je ne crois pas qu'il y ait de solution de facilité.

Ce projet spécifique, comme vous allez le voir, est celui du bâtiment d'une piscine olympique.  Nous l'avons scanné avec le scanner laser Trimble TX5 dans l'intention de créer un modèle 3D en CAO, en mettant principalement l'accent sur les murs, le plafond et la structure.

Notre première étape a consisté à visiter le site et à lancer la numérisation.  En plaçant le scanner en six endroits différents, nous sommes parvenus à recueillir le nombre de points nécessaires pour atteindre le niveau de détail que nous recherchions.  Chaque numérisation a pris environ six minutes et aucune cible n'a été utilisée en raison du nombre de surfaces plates.  Il me faut souligner qu'il s'agit là plutôt d'une exception à la règle vs la norme.  La majeure partie du temps, vous allez placer des cibles sphériques ainsi que des cibles en échiquier pour aider votre logiciel d'enregistrement à « coudre » les différentes numérisations ensemble.

Voici un relevé du plan du sol du bâtiment avec les stations de numérisation visibles pour vous donner une meilleure idée du plan d'ensemble.

Une fois nos numérisations faites, notre visite a pris fin et nous sommes retournés au bureau pour enregistrer nos scans.

Sur le marché, il y a le choix en termes de logiciels d'enregistrement de nuages de points. Le nôtre, c'est RealWorks et il apporte beaucoup de flexibilité.  Avec RealWorks, le processus d'enregistrement est simple.

  1. Démarrer le logiciel

  2. Importer les fichiers du scanner

  3. Enregistrer.

La taille de chaque scan et la puissance de votre ordinateur définissent la durée de l'enregistrement. Compter habituellement quelques minutes pour chaque.

Voici l'illustration du nuage de points enregistré.

Avec un nuage de points enregistré, vous pouvez utiliser RealWorks pour rendre votre tâche mieux gérable.  Dans la plupart des cas, il n’est pas possible de transférer l'ensemble du nuage dans votre logiciel de modélisation 3D du fait de l'énormité du fichier.  Je peux utiliser le logiciel pour segmenter le nuage en « bouchées » plus normales, plus faciles à « digérer » par mon logiciel de modélisation en CAO.  Cela ne prend que quelques minutes avec les outils inclus dans RealWorks.

En découpant des sections spécifiques dans le modèle, je peux les importer dans mon logiciel de modélisation 3D et commencer à modéliser les murs, portes, fenêtres, structures, etc. La durée de la modélisation peut grandement varier selon que vous souhaitez obtenir beaucoup ou peu de détails du scan.  L'avantage de pouvoir découper des sections dans le nuage de points enregistré est que vous avez un gabarit à respecter.  Je commence normalement par les objets plus faciles : les murs, le sol et le plafond.  Ensuite je passe dans ce cas au système structurel.  Les fermes ont été modélisées une fois puis copiées et collées.

Une fois le « gros-œuvre » complet (murs et structure), je suis parvenu à créer quelques vues en coupe et un plan du plafond.

Ici aussi, pour ce qui est des détails, il s'est plutôt agi d'un travail grossier.  Le temps total passé sur le projet n'était cependant rien du tout comparé aux méthodes conventionnelles consistant à recueillir les données représentant ce qui a été construit, puis à modéliser à partir de ces données.  Il est important de noter aussi, je pense, qu'il n'y a eu qu'une visite du chantier avec le scanner laser et que toute l'information dont nous avions besoin a été recueillie au cours d'un seul déplacement.  Voici la décomposition des temps :

  • Taille approximative du bâtiment : 30 000 m²
  • Durée de la numérisation, paramétrage inclus : 1 heure
  • Enregistrement, segmentation, sectionnement : 45 minutes
  • Exportation : 10 minutes
  • Modélisation dans Revit : 27 heures
  • Temps total investi :  Un peu moins de 30 heures

A propos de l'Auteur

Aric Stott

Aric is a Field Solutions Product Manager at Trimble MEP.

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