Gaussian Splatting et BIM : définition, utilité et pourquoi cela ne remplace pas l’IFC

Gaussian Splatting, NuRec et reconstruction neuronale sont des technologies basées sur l’intelligence artificielle et sur des représentations neuronales de la scène, utiles pour reconstruire des environnements réels en 3D à partir d’images, de capteurs et de données acquises sur le terrain. Leur valeur principale est de générer une représentation photoréaliste, navigable et visuellement fidèle de la réalité.

Dans le contexte des jumeaux numériques, ces technologies ne remplacent pas le BIM ni le modèle IFC et appartiennent à une couche différente : elles reconstruisent l’apparence visuelle de l’espace, tandis que l’IFC et l’openBIM décrivent le sens technique des éléments. Une scène reconstruite avec Gaussian Splatting peut montrer des murs, des fenêtres, des installations ou des infrastructures, mais ne contient pas automatiquement d’objets BIM, de propriétés IFC, de relations, de classifications ou de données de cycle de vie.

Pour cette raison, l’avenir le plus crédible n’est pas « NuRec contre IFC », mais l’intégration entre jumeau neuronal, jumeau sémantique et workflows ouverts dans lesquels OpenUSD peut également jouer un rôle de connexion, de composition et de simulation des scènes 3D. Dans cette perspective, l’IA n’élimine pas le BIM : elle l’accompagne, rendant plus puissant la couche visuelle du jumeau numérique et laissant à l’openBIM la tâche de donner sens, structure et interopérabilité aux données de l’œuvre.

Qu’est-ce que le Gaussian Splatting dans le BIM ?

Le Gaussian Splatting est une technique de représentation 3D photoréaliste qui peut soutenir des workflows BIM, la capture de réalité et le jumeau numérique, mais ce n’est pas un modèle d’information BIM.

Dans le 3D, le Gaussian Splatting, une scène n’est pas représentée principalement comme un maillage ou un nuage de points traditionnel, mais comme un ensemble de primitives gaussiennes orientées dans l’espace, chacune ayant une position, une forme, une couleur, une opacité et d’autres paramètres optimisés pour générer des vues photoréalistes.

Dans le contexte AEC, le Gaussian Splatting concerne surtout : 

Le Gaussian Splatting BIM est donc une expression utile pour décrire l’intersection entre reconstruction neuronale et processus d’information, mais n’indique pas un nouveau format BIM. Une scène générée avec Gaussian Splatting peut montrer des murs, des fenêtres, des installations, des routes ou des environnements industriels, mais ne contient pas automatiquement de classes IFC, de propriétés techniques, de relations spatiales ou de données de maintenance.

Une gaussienne peut contribuer à la représentation visuelle d’un mur, mais ce n’est pas un IfcWall. Elle peut reconstruire l’apparence d’une fenêtre, mais ce n’est pas une IfcWindow. Elle peut reproduire une installation, mais ne connaît pas sa fonction, son débit, sa classification ou ses obligations de maintenance.

Le point central est le suivant : un modèle photoréaliste n’est pas automatiquement un modèle d’information.

Qu’est-ce que la reconstruction neuronale et pourquoi concerne-t-elle aussi le BIM ?

La reconstruction neuronale est l’ensemble des techniques qui permettent de reconstruire des scènes tridimensionnelles à partir de données réelles, en utilisant l’intelligence artificielle, des capteurs, des caméras, LiDAR et des représentations neuronales de l’espace. Dans le secteur AEC, elle est pertinente car elle peut transformer des relevés et des acquisitions du monde réel en environnements 3D photoréalistes, utiles pour les jumeaux numériques, les simulations, les inspections, la comparaison avec le projet et les workflows scan-to-BIM.

Le Gaussian Splatting s’inscrit précisément dans ce domaine : c’est une technique de représentation et de rendu 3D qui permet de visualiser de manière photoréaliste des scènes reconstruites à partir du réel. En d’autres termes, la reconstruction neuronale décrit le processus général de reconstruction de la scène ; le Gaussian Splatting est l’une des technologies qui peuvent rendre cette scène navigable, réaliste et utilisable en temps quasi réel.

Dans ce contexte, NVIDIA Omniverse NuRec est souvent cité car il représente un cas concret d’application de la reconstruction neuronale et du 3D Gaussian Splatting à des scènes 3D navigables et utilisables dans des environnements de simulation. NuRec n’est pas un outil BIM et ne génère pas automatiquement de modèles IFC, mais il montre bien la direction technologique : acquérir des données du monde réel, reconstruire une scène 3D photoréaliste et la rendre utilisable dans des workflows basés sur OpenUSD, simulation et IA physique.

Pourquoi la reconstruction neuronale est-elle pertinente pour le secteur AEC ?

La reconstruction neuronale entre en relation avec le BIM et le jumeau numérique car elle permet de : 

• reconstruire des environnements réels de manière photoréaliste ;
• naviguer dans des espaces complexes acquis par des capteurs ;
• soutenir des simulations et des formations de systèmes d’intelligence artificielle ;
• comparer des modèles de conception et l’état réel ;
• compléter des workflows de relevé, d’inspection et de scan-to-BIM.

NVIDIA relie également NuRec à la création d’environnements 3D pour la formation et les tests de systèmes d’IA physique, de robotique et de conduite autonome ; les bibliothèques NuRec introduisent également des workflows de rendu basés sur le 3D Gaussian Splatting pour la capture, la reconstruction et la simulation du monde réel.

Cela rend NuRec intéressant également pour le monde BIM, mais ne le transforme pas en un outil d’authoring BIM.

La reconstruction neuronale mesure et reconstruit ce qui apparaît ; le BIM structure ce qu’un élément est, quelles propriétés il a et comment il participe aux processus de conception, de construction et de gestion.

Gaussian Splatting BIM

IFC et Gaussian Splatting : pourquoi ils ne décrivent pas la même chose

Pour comprendre pourquoi Gaussian Splatting, NuRec et reconstruction neurale ne peuvent pas remplacer le BIM, il faut clarifier ce que contient vraiment un modèle IFC. La comparaison ne concerne pas seulement deux façons différentes de représenter une scène 3D, mais deux niveaux d’information différents : d’un côté l’apparence visuelle de la réalité, de l’autre le sens technique des éléments qui composent une œuvre.

IFC est la norme ouverte pour l’échange d’informations BIM : il ne décrit pas seulement des géométries 3D, mais des objets, des propriétés, des quantités, des relations et des données de cycle de vie.

La version officielle la plus récente indiquée par buildingSMART est IFC 4.3.2.0, tandis que IFC 5 est en cours de refactorisation pour permettre des cas d’utilisation plus avancés.

Dans un modèle IFC, un bâtiment ou une infrastructure ne sont pas représentés comme une simple scène 3D. Ils sont décrits comme un système d’objets informatifs : 

• un mur peut être un IfcWall ;
• une poutre peut être un IfcBeam ;
• un espace peut être un IfcSpace ;
• un élément peut avoir des propriétés, des matériaux, des quantités et des classifications ;
• chaque objet peut être lié à d’autres objets, systèmes, niveaux ou documents.

Que permet de faire IFC ?

Un modèle IFC peut répondre à des questions telles que : 

• Quels murs ont une certaine résistance au feu ?
• Quels éléments structurels appartiennent à un certain étage ?
• Quels composants nécessitent un entretien ?
• Quelles quantités sont associées à une catégorie d’œuvres ?
• Quels espaces sont desservis par un système ?
• Quels objets appartiennent à une classification spécifique ?

Pour cela, le modèle IFC est une base de données sémantique de l’œuvre, pas une simple représentation 3D.

NuRec et IFC en comparaison : jumeau neural vs jumeau sémantique

NuRec et IFC ne rivalisent pas sur le même plan : NuRec décrit comment apparaît une scène, IFC décrit ce que signifient les éléments qui composent une œuvre.

La différence peut être résumée ainsi : IFC code l’intention et le sens de l’œuvre ; NuRec code la mesure visuelle de la réalité.

Le modèle IFC répond à des questions telles que : « Qu’est-ce que cet élément ? », « Quelles propriétés a-t-il ? », « À quel système appartient-il ? », « Comment se connecte-t-il aux autres objets ? ». NuRec répond à une question différente : « Comment est fait et comment apparaît cet espace, vu d’ici ou d’un autre point ? ».

Ce sont des questions différentes. Toutes deux utiles. Mais pas interchangeables.

Gaussian Splatting BIM

Pourquoi OpenUSD est-il le point de contact entre Gaussian Splatting et BIM ?

OpenUSD, acronyme de Open Universal Scene Description, est un écosystème ouvert pour décrire, composer et échanger des scènes 3D complexes. Il est né dans le monde de la graphisme, de la visualisation et de la simulation, et permet de organiser des géométries, des matériaux, des lumières, des animations, des variantes et des couches d’une scène numérique.

C’est pourquoi OpenUSD est un terrain de convergence possible entre Gaussian Splatting et BIM : il peut faciliter les flux de travail entre reconstruction neuronale, simulation, visualisation, jumeau numérique et modèles d’information. Plus précisément, OpenUSD peut devenir un point de contact dans les flux de travail de composition et de simulation de scènes 3D, mais pas dans la gestion complète de la sémantique BIM.

La collaboration entre buildingSMART International et Alliance for OpenUSD, annoncée le 1er octobre 2024, vise à explorer des synergies entre des standards numériques ouverts, IFC et OpenUSD.

C’est ici que naît la convergence technique : 

• NuRec produit des scènes au format USDZ ;
• OpenUSD fournit un substrat pour représenter et composer des scènes 3D ;
• IFC 5 évolue pour répondre à des cas d’utilisation plus avancés ;
• buildingSMART et AOUSD ont formalisé un parcours de coopération sur des standards numériques ouverts.

Mais cette convergence ne signifie pas qu’IFC et USD deviennent la même chose. USD est un conteneur et un cadre pour des scènes numériques complexes. IFC est un modèle d’information pour des actifs construits. OpenUSD peut rapprocher les flux de travail, mais ne remplace pas la sémantique BIM.

Où NuRec et IFC se rencontrent-ils vraiment ?

Bien qu’appartenant à des domaines différents, NuRec et IFC partagent plusieurs points de contact opérationnels au sein des flux de travail AEC modernes. Tous deux contribuent à la construction du jumeau numérique, mais avec des rôles complémentaires : NuRec aide à capturer et représenter fidèlement la réalité existante, tandis qu’IFC organise et structure les informations nécessaires pour concevoir, vérifier, construire et gérer l’œuvre dans le temps. Voici les domaines où cette intégration est la plus évidente.

Capture de la réalité et état des lieux

NuRec et BIM se rencontrent dans les flux de travail basés sur le relevé du réel, mais produisent des résultats différents.

NuRec part de données acquises via des capteurs, des caméras, LIDAR et des enregistrements multi-capteurs. De nombreux flux de travail BIM partent également du réel, surtout lorsqu’il s’agit de travailler sur des bâtiments existants, des infrastructures, des patrimoines historiques ou des actifs complexes.

Le scan-to-BIM naît précisément de la nécessité de transformer des relevés, des nuages de points et des acquisitions en modèles d’information. La différence est que NuRec produit une scène photoréaliste navigable, tandis que le scan-to-BIM vise à construire ou à mettre à jour des objets informatifs.

Un flux de travail intégré possible peut être lu ainsi : acquisition réelle → reconstruction photoréaliste → comparaison avec le modèle BIM → reconnaissance ou segmentation des éléments → enrichissement sémantique → mise à jour d’IFC, CDE ou jumeau numérique.

Jumeau numérique

NuRec et IFC peuvent coexister dans un jumeau numérique mature : le premier comme couche visuelle, le second comme couche sémantique.

Le jumeau neuronal est puissant lorsqu’il s’agit de voir, simuler et reproduire un environnement de manière réaliste. Il est utile pour la visualisation immersive, la formation de systèmes d’intelligence artificielle, la robotique, la conduite autonome et les simulations.

Le jumeau sémantique est indispensable lorsqu’il s’agit de gérer des informations, des propriétés, des classifications, de la maintenance, des contrôles, des calculs, des processus d’autorisation et des données de cycle de vie.

Un jumeau numérique réellement utile ne devrait pas choisir entre les deux. Il devrait les intégrer.

Géoréférencement

Le géoréférencement est le pont entre BIM, SIG, relevé, jumeau numérique et reconstructions neuronales.

Dans les jumeaux numériques territoriaux, infrastructurels et urbains, les données visuelles et les données informatives doivent partager une référence spatiale cohérente. Le BIM doit se connecter au contexte géographique ; les reconstructions neuronales doivent être alignées sur des systèmes de référence utiles pour la conception, la gestion et l’analyse.

Dans ce scénario, IFC, SIG, nuages de points et scènes photoréalistes peuvent coexister si elles sont coordonnées correctement.

Nuages de points et données externes

Le modèle d’information ne doit pas englober tout : il peut référencer et coordonner des données externes, telles que des nuages de points, des relevés ou des scènes reconstruites.
C’est un point décisif. Dans un jumeau numérique évolué, un nuage de points, une scène Gaussian Splatting, un modèle IFC et une couche SIG peuvent coexister, chacun avec son propre rôle.

La valeur ne réside pas dans la transformation de tout en IFC ou de tout en USDZ, mais dans la création de liens fiables entre des données différentes.

Asset harvester : objets 3D issus de la réalité, pas encore des objets BIM

Un autre point de contact entre NuRec et BIM concerne la possibilité de reconnaître, corriger ou remplacer certains éléments au sein d’une scène reconstruite.

NVIDIA Omniverse NuRec, décrit des workflows qui permettent de travailler sur les actifs présents dans les reconstructions USDZ, c’est-à-dire sur des éléments de la scène qui peuvent être identifiés, corrigés, remplacés ou modifiés. Une scène 3D reconstruite à partir de la réalité n’est pas seulement traitée comme une image navigable, mais peut commencer à contenir des parties reconnaissables sur lesquelles intervenir.

C’est un passage important, car il rapproche la reconstruction neurale du monde des objets. Cependant, reconnaître visuellement un élément ne signifie pas automatiquement le transformer en un objet BIM.

Une porte reconnue dans une scène 3D, par exemple, n’est pas encore une IfcDoor. Pour le devenir, elle devrait avoir des propriétés techniques, des dimensions fiables, des matériaux, des classifications, des relations avec les murs et les espaces, d’éventuelles données anti-incendie, des informations de maintenance et des connexions avec le reste du modèle d’information.

C’est pourquoi les outils de reconnaissance et de gestion des actifs décrits par NVIDIA sont intéressants, mais ne suppriment pas le rôle du BIM. Ils aident à rendre la scène plus organisée et modifiable, mais le saut vers la sémantique BIM nécessite encore des informations structurées, contrôlées et interopérables.

Où NuRec et IFC ne se touchent pas : le fossé sémantique

La principale limite de la reconstruction neurale par rapport au BIM est le fossé sémantique : une scène photoréaliste ne sait pas automatiquement ce que représentent les objets qu’elle montre.

Une reconstruction avec Gaussian Splatting peut montrer : 

• un mur ;
• un plafond ;
• une route ;
• une installation ;
• un environnement industriel ;
• une porte ;
• un pilier.

Mais elle ne distingue pas nativement : 

• un mur porteur d’un cloisons ;
• une porte REI d’une porte ordinaire ;
• un pilier en béton armé d’un revêtement ;
• une tuyauterie anti-incendie d’un fourreau ;
• un élément structurel d’un mobilier ;
• une difformité constructive d’un choix de conception.

Ces informations n’appartiennent pas seulement à la surface visuelle. Elles appartiennent au modèle d’information.
Dire que « le Gaussian Splatting remplacera le BIM » est donc trompeur. Le Gaussian Splatting peut améliorer la façon dont nous visualisons et reconstruisons le réel, mais ne remplace pas la structure de données nécessaire pour concevoir, calculer, vérifier, approuver, livrer, gérer et entretenir une œuvre.

Intention de conception et mesure du réel : quelle est la différence ?

Le modèle IFC représente l’intention de conception et d’information ; la reconstruction neurale représente une mesure de l’état réel acquise à un moment donné.

Cette distinction est fondamentale : 

Cette différence n’est pas un problème. C’est une opportunité. La comparaison entre le modèle IFC et la reconstruction réelle peut permettre des cas d’utilisation à forte valeur ajoutée : 

• vérification entre as-designed et as-built ;
• suivi de l’avancement des travaux ;
• contrôle des interférences par rapport à l’état réel ;
• relevé de difformités ;
• mise à jour du jumeau numérique ;
• soutien à la maintenance ;
• documentation photographique et tridimensionnelle de l’état des lieux.

Dans ce scénario, NuRec ne remplace pas l’IFC. Il le complète.

Pourquoi l’éditabilité est-elle une différence décisive ?

Un objet BIM peut être modifié comme un objet informatif ; une reconstruction neurale doit être corrigée, remplacée, réoptimisée ou régénérée.

Dans un modèle BIM, il est possible de : 

• changer l’épaisseur d’un mur ;
• mettre à jour le matériau ;
• remplacer une fenêtre ;
• modifier une propriété ;
• associer une classification ;
• lier un document ;
• mettre à jour une quantité ;
• modifier une relation entre éléments.

Dans une reconstruction neurale, en revanche, on ne modifie pas un mur car le mur n’existe pas en tant qu’objet sémantique. Il existe une distribution de primitives visuelles qui contribuent à sa représentation.

Pour intervenir sur la scène, des procédures différentes sont nécessaires : correction, refinement, remplacement d’actifs, réoptimisation ou nouvelle acquisition. Cela confirme que l’édition d’un modèle BIM et la correction d’une scène neurale sont des opérations conceptuellement différentes.

Où se situe le Gaussian Splatting dans un jumeau numérique BIM ?

Pour comprendre pourquoi le Gaussian Splatting, NuRec et les reconstructions neurales ne remplacent pas le BIM, mais peuvent l’intégrer, il est utile de lire le jumeau numérique comme une structure composée de plusieurs couches.

Dans cette perspective, une reconstruction photoréaliste ne doit pas contenir toutes les informations de l’œuvre. Elle peut plutôt représenter la couche visuelle du jumeau numérique, c’est-à-dire celle qui permet de voir l’état réel d’un bâtiment, d’une infrastructure ou d’un environnement acquis par des capteurs.

Couche de l’apparence :

Comprend : 

• relevés ;
• images ;
• nuages de points ;
• maillage ;
• Gaussian Splatting ;
• scènes USDZ ;
• vues photoréalistes ;
• simulations visuelles ;
• reconstructions neurales.

Elle sert à voir le monde réel, à le naviguer, à le comprendre visuellement et à le reproduire en simulation.

Couche du sens :

Comprend : 

• IFC ;
• openBIM ;
• propriétés ;
• classifications ;
• quantités ;
• relations ;
• systèmes ;
• données de maintenance ;
• documents ;
• contraintes ;
• responsabilités ;
• informations sur le cycle de vie.

Elle sert à interroger, gérer et gouverner l’actif.

La valeur naît lorsque ces deux couches dialoguent. Une reconstruction photoréaliste peut montrer l’état réel d’un bâtiment ; le modèle IFC peut indiquer que cet élément est un mur coupe-feu, appartient à un compartiment, a une certaine performance et doit être vérifié selon une procédure.

Sans apparence, le jumeau numérique risque d’être abstrait. Sans sens, il risque d’être seulement une représentation visuelle.

OpenUSD et IFC 5 : qu’est-ce qui est déjà concret et qu’est-ce qui est encore en évolution ?

La convergence entre OpenUSD, IFC 5 et le jumeau numérique est une direction technique pertinente, mais elle ne doit pas être présentée comme une intégration déjà pleinement résolue.

buildingSMART indique qu’IFC 5 est une refactorisation en cours destinée à porter l’IFC à un niveau technique supérieur et à permettre de nouveaux cas d’utilisation avancés.

La direction de la convergence est claire, mais la maturité applicative est encore en évolution.

Pour le secteur AEC, c’est un moment important car il met en relation trois mondes qui ont souvent voyagé séparément jusqu’à présent : 

• BIM sémantique ;
• visualisation et simulation 3D avancée ;
• reconstruction neurale du réel.

Le point n’est pas d’abandonner l’openBIM. Il s’agit de l’intégrer dans des workflows plus larges, capables d’intégrer la capture de la réalité, l’IA, le SIG, la simulation et le jumeau numérique.

Quel rôle pour ACCA software et pour l’openBIM ?

Le rôle de l’openBIM est de donner un sens aux données, tandis que les technologies neuronales rendent de plus en plus simple de générer la couche visuelle du jumeau numérique.

Dans ce scénario, la valeur ne réside pas dans l’opposition entre IFC et la reconstruction neuronale. La valeur réside dans la clarification du cadre.

ACCA software, l’expert N.1 IFC openBIM^® et l’entreprise avec le plus grand nombre de logiciels certifiés IFC par buildingSMART International au monde, se positionne naturellement dans la couche de signification : celle où les données ne sont pas seulement visualisées, mais structurées, interrogées, reliées et gouvernées.

D’un côté, l’intérêt pour IFC 5, OpenUSD et les workflows basés sur USD augmente ; de l’autre, l’intégration entre le modèle d’information, les données géospatiales et le relevé reste centrale, même dans des environnements orientés vers le jumeau numérique territorial et infrastructurel.

Au fur et à mesure que la production de la couche visuelle deviendra plus simple, accessible et automatisée, l’avantage concurrentiel se déplacera de plus en plus vers la capacité de donner un sens aux données.

Une scène photoréaliste peut être générée par des capteurs, des GPU et de l’IA. Mais décider ce que signifie cette scène, comment elle se relie au projet, quelles informations elle contient, quelles responsabilités elle active et comment elle s’intègre dans les processus de gestion de l’œuvre reste un thème openBIM.

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FAQ – Gaussian Splatting et BIM

Quelle est la différence entre Gaussian Splatting et BIM ?

Le Gaussian Splatting est une technique de représentation visuelle photoréaliste basée sur des primitives neuronales. Le BIM est une méthode de gestion informative de l’œuvre basée sur des objets, des propriétés, des relations et des données de cycle de vie. Le premier décrit à quoi ressemble un espace ; le second décrit ce que cela signifie.

NuRec produit-il un modèle BIM ?

Non. NuRec produit une scène 3D reconstruite à partir du réel, avec un output USDZ, utile pour la visualisation, la simulation et la formation de systèmes d’IA physique. Il ne produit pas nativement un modèle IFC sémantique avec des classes, des propriétés et des relations BIM.

Un fichier USDZ peut-il contenir des informations BIM ?

USDZ peut contenir une scène 3D, mais cela ne signifie pas automatiquement qu’il contient une sémantique BIM. Le point de contact entre USD et BIM est en évolution, surtout à travers OpenUSD, IFC 5 et les initiatives de coopération entre buildingSMART et AOUSD.

IFC 5 utilisera-t-il OpenUSD ?

Il est correct de parler de direction de convergence, et non d’intégration déjà complètement consolidée. IFC 5 est en phase d’évolution et buildingSMART a lancé une coopération avec AOUSD pour explorer des synergies entre IFC et OpenUSD.

Le Gaussian Splatting peut-il être utile dans le scan-to-BIM ?

Oui. Il peut être utile comme couche visuelle et de capture de réalité, surtout pour représenter l’état des lieux. Pour obtenir un modèle BIM interrogeable, cependant, un passage sémantique est nécessaire : identifier des objets, les classer, attribuer des propriétés et les relier à un modèle d’information.

Pourquoi le modèle IFC reste-t-il important dans les jumeaux numériques ?

Parce qu’un jumeau numérique ne doit pas seulement montrer un actif : il doit permettre de l’interroger, de le gérer, de le mettre à jour et de le relier aux processus de conception, de construction, de maintenance et de gestion. Ces fonctions nécessitent des données sémantiques structurées.

Quel est le rôle d’OpenUSD dans les jumeaux numériques AEC ?

OpenUSD peut devenir un environnement de composition et d’échange pour des scènes 3D complexes, des simulations et des workflows de jumeaux numériques. Dans le secteur AEC, il peut faciliter l’intégration entre visualisation avancée, simulation et données informatives, mais ne remplace pas le modèle IFC.

Quelle est la différence entre un jumeau neuronal et un jumeau sémantique ?

Le jumeau neuronal reconstruit l’apparence de la réalité à travers des données sensorielles et des modèles d’IA. Le jumeau sémantique décrit la signification des éléments à travers des objets, des propriétés, des classifications et des relations. Un jumeau numérique mature devrait intégrer les deux.

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