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Selon le National BIM Standard Project Committee aux Etats-Unis, “le BIM est une représentation numérique des caractéristiques physiques et fonctionnelles d’une installation. C’est une ressource de connaissances partagées des informations d’une structure, formant une base fiable pour les décisions à prendre. Le BIM est en d’autres termes défini comme existant de la conception la plus ancienne à la démolition.” Cette définition et les pratiques BIM sont essentielles pour la compréhension et la réalisation de la démarche Scan To BIM.
Le Scan To BIM est un processus de relevé d’ouvrage tel que construit grâce à la lasergrammétrie ou la photogrammétrie qui capture les informations concernant l’environnement scanné. L’appareil de relevé numérise les informations et données 3D sous forme de millions de points qui, une fois assemblés, dessinent des nuages de points. Les nuages de points sont traités, exploités et analysés pour servir de support à la démarche BIM (Building Information Modeling) qui consiste à créer à partir de la capture de la réalité et des nuages de points une maquette numérique 3D. En plus de la modélisation de l’espace physique existant, des modèles 3D peuvent être ajoutés afin d’anticiper et de simuler les modifications à apporter au bâtiment tel que construit.
Le workflow du Scan To BIM
L’utilisation des scanners laser 3D
Les scanners 3D sont des technologies avancées qui sont conçues pour améliorer, faciliter et accélérer la phase de relevé sur le terrain. C’est ainsi qu’est apparu le terme de relevé 3D, les méthodes de mesures d’informations traditionnelles étant trop peu précises et nécessitant une main d’œuvre importante aussi bien sur le terrain que devant l’ordinateur. Les scanners projettent un laser dans toutes les directions autour de son axe, tout en tournant sur lui-même afin de pouvoir relever toutes les informations de l’environnement présentes autour de lui. Il prend en compte toute la structure plus ou moins complexe de son environnement pour pouvoir les livrer sous forme de nuages points exploitables pour la modélisation 3D et la démarche BIM.
Lors du relevé 3D, les scanners numérisent les informations du “tel que construit” qui sont alors livrables aux logiciels de numérisation tels que ReCAP afin de pouvoir assembler les scans et obtenir un nuages de points complet. Cette phase d’assemblage est appelée registration (cliquez ici pour lire l’article sur l’assemblage des scans).
Point cloud to BIM
Le nuage de points est un système de diffusion d’informations qui cartographie un espace physique et qui représente le jumeau numérique modélisable d’un objet ou d’un environnement que le scanner laser 3D a relevé. Il donne de la visibilité sur le projet en cours avant même d’y apporter des précisions grâce à la modélisation 3D. C’est un gain de temps, d’efficacité et de rapidité qui facilite la coordination et la réalisation du projet, tout en réduisant la marge d’erreur qu’un géomètre ou qu’un architecte peut percevoir en prenant ses mesures sur place. Les nuages de points servent de bases solides pour la création de modèles 3D BIM et de maquettes numériques. Après leur assemblage, les nuages de points peuvent être traités, exploités et analysés grâce à des logiciels ou des plateformes telle qu’ATIS.cloud qui va permettre aux utilisateurs de pouvoir visualiser les informations capturées depuis le relevé 3D, de traiter les données 3D et de les partager en utilisant des outils avancées afin de travailler sur le nuage de points. Cette étape est essentielle pour accélérer la modélisation 3D, les mesures, annotations et informations du projet étant référencées et centralisées sur une plateforme en ligne sécurisée.
Par la suite, les nuages de points (ou une partie des nuages de points nécessitant d’être modélisée), sont exportés vers des logiciels de conceptions (logiciels de CAO tels que ArchiCAD, AutoCAD, Revit) afin de pouvoir, en s’aidant des informations délivrées par le nuage de points, créer un modèle 3D. Le BIM est aujourd’hui dans la plupart des pays avancés une méthode de planification standardisée conforme aux normes de construction, conception, rénovation et qui est dans certains cas imposé aux entreprises de l’AEC ou fortement conseillée. Toutes les étapes du Scan To BIM favorisent la collaboration entre les parties prenantes d’un projet et chacun peut modifier, mettre à jour et extraire des informations du modèle BIM.
Enfin, un modèle BIM est un assemblage d’objets géométriques d’une base de données établie au fur et à mesure de la création d’un modèle 3D. Il faut donc pouvoir définir le niveau de détails des composantes de la structure afin d’établir un référentiel commun entre les acteurs de la construction. Ces niveaux de détails (Level Of Details LOD) sont compris sur une échelle allant de 100 à 500 en fonction de la précision de la structure d’un modèle 3D. LOD 100 est un niveau de détails qui représente peu voire pas du tout l’objet tel que construit (un cube pour représenter une maison ou la pente de la toiture peut ne pas être modélisé. LOD 500 est à l’inverse un niveau de détails précis ou on va modéliser la présence de tous les boulons sur un réseau de tuyauterie ou d’acier dans du béton armé.
Les enjeux du Scan To BIM
Les problèmes que peut résoudre le Scan To BIM
Collecter des données d’une structure ou d’un environnement est très compliqué et demande beaucoup de temps, de précision et d’organisation. Se rendre dans un environnement n’est pas toujours une tâche facile. En effet, l’accès au site est parfois laborieux et la prise de mesure de la structure est un processus long et la présence d’obstacles naturels ou artificiels peut freiner la collecte d’information voire l’empêcher. Toutes ces conditions sont à prendre en compte et sont des problématiques qui influent sur le temps, le budget et les ressources humaines ou technologiques. La technologie du Scan To BIM est une nouvelle méthode de travail qui, par le biais de la phase de relevé 3D, permet de capturer un maximum d’informations extrêmement précises, rapidement et de délivrer la collecte de données sous forme de nuages de points, visualisable sur un ordinateur.
La documentation du bâtiment tel que construit est souvent obsolète ou fragmentée ou les deux. De plus, elle est régulièrement mise à jour de par le traitement et l’exploitation des données en nuages de points ou modèle 3D. La démarche Scan To BIM facilite le suivi des modifications et des simulations afin de créer un modèle BIM cohérent et pertinent. Ces mises à jour et modifications sont visualisables et interprétables par tous les utilisateurs du modèle BIM qui collaborent sur un projet en équipe.
Les bénéfices de la démarche Scan To BIM
L’avantage le plus notable est le fait que les erreurs de modélisation et de planification des projets sont réduites. Ces potentielles erreurs sont évitées grâce à une collecte des informations et des données de l’environnement optimale et précise mais aussi grâce à la superposition du modèle 3D et du nuage de points, afin d’augmenter le niveau de qualité de la modélisation.
Ensuite, le Scan To BIM fournit une qualité de travail indispensable pour l’AEC, puisque chaque étape de la modélisation et chaque progrès dans la réalisation d’un projet est partagé aux parties prenantes. Les inspecteurs de sites réduisent leurs déplacements sans pour autant perdre de la visibilité et de la compréhension sur le projet. L’accès aux sites de construction ou de rénovation est plus facile car la main d’œuvre employée est réduite et la prise de mesure est facilitée notamment si l’environnement révèle des obstacles freinant la collecte d’informations et complexifiant la visibilité des composantes de la structure.
Enfin, les gestionnaires de patrimoine immobilier peuvent anticiper la réalisation de travaux d’aménagement plus facilement. La numérisation 3D et le traitement des nuages de points permet de pouvoir visualiser toute la structure d’un bâtiment et les systèmes électriques et mécaniques qui le composent. Il est alors plus simple de planifier des travaux d’isolation pour réduire leur empreinte carbone, d’organiser et de simuler l’aménagement du mobilier en fonction des systèmes électriques et mécaniques.
Le Scan To BIM devient une standardisation plus facile d’accès pour les entreprises de l’AEC grâce aux évolutions technologiques concernant les nuages de points. La démarche Scan To BIM est également un facteur majeur de la progression du processus BIM qui augmente son utilisation dans les projets de construction. La réduction des coûts, le gain de temps, la facilité d’accès aux données de sites et la collaboration des parties prenantes sont des bénéfices non négligeable apportés par le Scan To BIM qui présente des avantages essentiels pour se démarquer sur un marché concurrentiel.
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