Scan to BIM, du relevé laser au modèle BIM

Du relevé à partir du scanner laser en passant par le nuage de points et les étapes qui portent au modèle BIM. Les avantages du Scan to BIM pour votre travail

Dans cet article, nous vous parlons de relevé avec des scanners laser, des nuages de points et du modèle BIM, un processus que l’on appelle synthétiquement Scan to BIM, et les avantages déterminés par l’intégration de ces nouvelles technologies dans le réaménagement des bâtiments.

Ensemble, nous verrons comment créer pratiquement le modèle BIM 3D du bâtiment objet d’intervention à partir du relevé par scanner laser avec la technologie SLAM.

Qu’est-ce que le processus Scan to BIM

Scan to BIM fait référence au processus de création d’un modèle BIM d’un bâtiment ou d’un espace existant, à partir des données acquises du relevé avec des technologies avancées, telles que le balayage laser 3D, Structure for Motion et la photogrammétrie haute définition.

Le résultat du relevé est le nuage de points ou maillage 3D qui peut être utilisé comme base pour la modélisation BIM.

Pourquoi utiliser la technologie SLAM

Pour débuter toute intervention sur le bâti, l’une des premières activités est le relevé géométrique du bâtiment sur l’ouvrage d’intervention.

En plus des méthodes traditionnelles (trilatération avec méthodes classiques, mètre, disto, etc.), il existe des techniques de relevé très efficaces et rapides qui permettent d’obtenir le modèle 3D de l’ensemble du bâtiment en quelques étapes et avec un degré de précision incroyable.

L’une de ces techniques est certainement le relevé au scanner laser  avec la technologie SLAM, un instrument capable de scruter le milieu environnant pendant que le technicien marche à proximité du bâtiment à relevé (plus de 300 000 points détectés par seconde, jusqu’à une distance de 100 m).

La technologie SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) permet à l’instrument de s’orienter en l’absence de signal GPS, en fonction de ce qui est détecté pendant la période de balayage.

En pratique, avec ce type de scanner laser, il suffit à l’opérateur de marcher avec l’instrument dans un espace spécifique (à la fois interne et externe) pour générer automatiquement le nuage de points.

Ce processus de relevé (scan to BIM) présente de grands avantages car : 

  • il permet une forte réduction des temps d’acquisition par rapport aux méthodes de relevé traditionnelles
  • il permet d’obtenir le relevé avec une simple promenade
  • il ne nécessite pas de compétences particulières et de connaissances techniques de la part de l’opérateur
  • il suffit d’un opérateur pour relevé des bâtiments très complexes
  • il permet de relevé à la fois l’extérieur et l’intérieur du bâtiment
  • il a un très haut degré de précision
  • il vous fournit toutes les données à retravailler et à analyser tranquillement au bureau en une seule inspection des lieux
  • il relève aussi les environnements où le signal GPS est absent
  • il est également efficace sur les bâtiments historiques qui présentent des irrégularités et des espaces complexes à relevé avec d’autres méthodes
  • il permet de passer facilement de la conception existante au modèle BIM.

Du relevé avec le scanner laser au modèle BIM

Vous pouvez dans cet article suivre un cas d’étude sur une maquette 3D BIM d’un bâtiment à partir d’un relevé réalisé avec GeoSLAM.

Relevé du bâtiment avec GeoSLAM

Dans l’étude de cas en question, nous avons mené un relevé sur un bâtiment historique, en utilisant GeoSLAM Horizon. Il n’est pas nécessaire d’apporter des outils supplémentaires sur le site et même un seul opérateur suffit.

Commençons par le relevé de l’intérieur du bâtiment.

Une fois l’instrument actionné, nous marchons de manière très normale et à un rythme modéré, en évitant les mouvements brusques, à l’intérieur de chaque pièces à relevé.

En quelques minutes, vraiment le temps d’une promenade à l’intérieur du bâtiment, nous avons déjà terminé l’opération et acquis le balayage complet des pièces intérieures.

Relevé de scanner laser geoSLAM pour la modélisation BIM

Relevé de scanner laser pour la modélisation BIM

À ce stade, nous pouvons passer au relevé des façades.

La technique est la même, nous sortons du bâtiment et marchons en correspondance des murs périmétriques.

Une fois cette simple opération effectuée, nous retournons au bureau et téléchargeons les résultats du balayage dans le logiciel du GeoSLAM lui-même.

Nous affichons le nuage de points relevé et les trajectoires du parcours que nous avons suivi lors du relevé.

Visualisation du nuage de points réalisée avec un scanner laser avec la technologie SLAM

Visualisation du nuage de points réalisée avec un scanner laser avec la technologie SLAM

En très peu de temps et avec très peu d’efforts, nous avons obtenu un nuage de points très détaillé et complet. De plus, après avoir effectué le relevé aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur, nous disposons également déjà des épaisseurs des murs et de toutes les informations nécessaires pour établir les dessins. Nous pourrions également éviter d’effectuer d’autres inspections car nous avons déjà obtenu toutes les informations dont nous avons besoin.

À ce niveau, une fois le nuage de points obtenu, nous pouvons l’exporter dans les différents formats standards (.LAS, .LAZ, .E57, etc.) et l’importer dans notre logiciel BIM.

Téléchargez le nuage de points sur usBIM.pointcloud

Avant d’importer le nuage de points sur Edificius, le logiciel BIM que nous avons utilisé pour la modélisation, nous le téléchargeons sur le cloud de la plateforme usBIM. Edificius exploite les avantages et le potentiel de visualisation et d’archivage de usBIM pour gérer des nuages de points, même volumineux, et avoir des fichiers toujours disponibles et partageables avec d’autres collaborateurs.

usBIM.pointcloud offre de nombreuses fonctionnalités de gestion de nuages de points directement en ligne et sans installer de logiciel sur votre PC.

Par exemple on peut : 

  • archiver les nuages de points, même ceux de grandes dimensions
  • visualiser les fichiers en ligne à partir d’un navigateur sans utiliser de logiciel spécifique installé sur le PC
  • partager des données et des informations avec d’autres professionnels susceptibles d’être impliqués dans le travail via un simple lien, sans copier et dupliquer des fichiers lourds
  • visualiser le nuage de points directement en ligne dans les formats .PTS, .XYZ.PLY, .E57, .LAS, .LAZ, .XYZCIRN et .ASC
  • parcourir même les modèles de maillage texturés directement avec le navigateur
  • effectuer des mesures sur le modèle
  • fédérer et gérer différents formats de fichiers
  • créer instantanément toutes les coupes dont vous avez besoins du modèle
  • ajouter plus d’informations au modèle.
Nuage de points affiché sur usBIM.pointcloud

Nuage de points affiché sur usBIM.pointcloud

La modélisation 3D de nuages de points avec Edificius

La phase de modélisation BIM est tout aussi simple et rapide grâce aux fonctionnalités de Edificius dédiées au nuage de points.

Depuis le nœud spécifique Nuages de points de Edificius, nous importons le relevé que nous avons téléchargé sur usBIM et utilisons toutes les fonctionnalités de Edificius pour gérer les nuages de points générés par les scanners laser.

Importer un nuage de points depuis usBIM.pointcloud vers le logiciel Edificius

Importer un nuage de points depuis usBIM.pointcloud vers le logiciel Edificius

Par exemple, on peut générer des coupes du nuage de points en tout point, gérer la visibilité des différents objets (nuage, plans de coupe, etc.), gérer les niveaux et profiter d’automatismes pour reconnaitre les objets et construire rapidement le modèle 3D.

Tout d’abord, nous définissons les niveaux et les cotes des différents étages du bâtiment.

De cette façon, nous positionnons simplement le nuage de points pour l’aligner à notre système de référence. Nous définissons correctement les hauteurs et les cotes des différents étages.

Gestion du niveau de nuage de points issue du logiciel Edificius

Gestion du niveau de nuage de points issue du logiciel Edificius

Nous pouvons également accéder à l’éditeur du système de référence altimétrique pour effectuer d’autres personnalisations en fonction de besoins particuliers. Nous avons le maximum de flexibilité pour gérer les niveaux et nous pouvons agir à la fois en fonction du nuage de points et manuellement, en intervenant sur les valeurs relevées ou même en ajoutant d’autres étages que nous n’avons peut-être pas relevé avec le scanner laser.

Nous pouvons obtenir le nombre de coupes (verticales et horizontales) dont nous avons besoin et prendre beaucoup d’informations directement à partir du nuage de points.

Pour créer facilement le modèle BIM du bâtiment directement depuis le nuage de points (scan to BIM), nous utilisons les fonctionnalités automatiques de Edificius, des accélérateurs qui nous permettent de saisir des murs à partir du nuage de points de manière simplifiée.

Commençons par modéliser les enveloppes verticales en utilisant le nuage de points comme guide. On sélectionne le bouton enveloppe et on clique sur l’icône nuage de points pour profiter des automatismes du logiciel. Il suffit de tracer la longueur du mur en fonction des points du nuage et de choisir l’alignement, l’épaisseur, le type de section(constante ou variable), l’angle, etc. : le logiciel détecte la longueur, la largeur et l’épaisseur de la maçonnerie.

Modélisation des enveloppes verticales à partir du nuage de points issue du logiciel Edificius

Modélisation des enveloppes verticales à partir du nuage de points issue du logiciel Edificius

En très peu de temps nous traçons tous les murs grâce à ces accélérateurs et nous pouvons également définir leur stratigraphie et leurs matériaux, en choisissant des objets de la bibliothèque.

Insérons également les fenêtres.

Nous traçons la largeur de la fenêtre et un éditeur s’affiche automatiquement qui nous permet de positionner la fenêtre à la bonne cote de manière très simple, de spécifier correctement sa hauteur et de définir les valeurs approximatives selon nos besoins.

Modélisation de fenêtre à partir d'un nuage de points issue du logiciel Edificius

Modélisation de fenêtre à partir d’un nuage de points issue du logiciel Edificius

A partir des propriétés, nous pouvons également spécifier le type de vitrage, le cadre, la transmission thermique de chaque fenêtre pour avoir un modèle complet et enrichi d’informations utiles.

De la même manière, nous insérons les portes intérieures toujours en utilisant les automatismes de reconnaissance à partir du nuage de points.

En quelques étapes on obtient la modélisation 3D qui retrace fidèlement la conception existante du bâtiment relevé.

Avec une saisie simplifiée, nous avons pu créer notre modèle BIM à partir du nuage de points que nous avons importé depuis usBIM.

Scan to BIM du nuage de points à la modélisation 3D BIM issu du logiciel Edificius

Scan to BIM du nuage de points à la modélisation 3D BIM issu du logiciel Edificius

Avec cette modélisation, il devient très facile d’obtenir tous les plans d’exécutions, les élévations, les coupes et les vues 3D et nous pouvons également générer des rendus statiques, des rendus en temps réel et des présentations vidéo.

À partir de là, nous pouvons également exporter le modèle au format IFC pour faciliter la collaboration avec d’autres professionnels qui utilisent d’autres logiciels BIM.

Edificius permet également un export IFC optimisé pour ACCA afin d’obtenir un IFC .zip qui contiendra tous les éléments, les stratigraphies, le type de fenêtres et toutes les propriétés et caractéristiques que nous avons assignées dans Edificius.

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