#1 – Du nuage de points au modèle 3D selon Z.STUDIO

Du_nuage_de_points_au_modèle_3D

#1 – Du nuage de points au modèle 3D selon Z.STUDIO

16:49 06 juillet in A la une

Du_nuage_de_points_au_modèle_3D

L’agence d’architecture Z.STUDIO, basée à Paris, a été fondée en 1996 par Olivier CELNIK et Pierre VINCENT, architectes DPLG et également enseignants. Ils interviennent sur de multiples types de projets, avec une expertise particulière sur les projets industriels et commerciaux, et un intérêt affirmé pour les modes de production du travail architectural.

 

L’essor des outils numériques  au service de la construction

Olivier CELNIK et Pierre VINCENT ont fait partie des pionniers à utiliser l’informatique dès le milieu des années 80 et à travailler en maquette numérique depuis l’apparition du logiciel ArchiCAD sur le premier Macintosh en 1984. Ils ont depuis toujours recherché des outils leur permettant de mieux faire leur métier, qu’il s’agisse de gagner en productivité, en précision, en capacité de création ou de communication. Ils font logiquement partie des premiers experts BIM en France.

Ainsi, la recherche d’efficacité devient une philosophie à l’agence, refusant le travail approximatif ou répétitif et manuel quand il peut être analysé en procédures et automatisé.

 

La problématique du relevé de mesures

Intervenants principalement sur des bâtiments existants à restructurer, transformer, aménager, la question du relevé est primordiale. Il nous est insupportable de travailler sur des données que l’on sait approximatives (fonds de plan douteux, même s’il est fourni sous forme numérique), car on sait que des problèmes arriveront immanquablement sur le chantier. Mais, il est tout autant insupportable de consacrer un temps important à faire un relevé avec des moyens classiques (même le télémètre laser), car le manque d’informations ou de précisions risquent d’apparaître une fois de retour à l’agence, lorsqu’on procède à la mise au net.

« Il est tout autant insupportable de consacrer un temps important à faire un relevé avec des moyens classiques, car le manque d’informations ou de précisions risquent d’apparaître une fois de retour à l’agence, lorsqu’on procède à la mise au net. »

Après avoir travaillé pour de nombreux réseaux d’enseignes commerciales ou de service, Z.STUDIO est devenu depuis 2013 l’architecte en charge des projets d’aménagement pour les franchisés du réseau d’agences immobilières Laforêt, avec une quarantaine de projets réalisés (locaux de 35 à 100 m2 environ, parfois sur deux niveaux).

Le point de départ de la mission est la visite du local, afin d’en réaliser le relevé qui permettra d’établir le plan de l’existant, puis des propositions d’aménagement permettant à la fois de demander les autorisations d’urbanisme et de consulter les entreprises pour réaliser les travaux.

Nous avions pu goûter à la qualité des premiers relevés de géomètres en scan laser 3D, et importer des nuages de point dans notre logiciel comme support à la modélisation sur des projets de grande ampleur. Cependant, cette technologie, sous forme d’achat ou de prestation de service, reste hors d’échelle et de portée financière pour des projets tels des aménagements de petites surfaces commerciales, qui constituent une des activités récurrentes de l’agence.

 

La découverte de MyCaptR

Mi-2016, des confrères nous ont parlé d’un nouvel outil qu’ils testaient : MyCaptR. Cette application de numérisation permet de scanner en temps réel très rapidement et simplement puis d’obtenir instantanément un nuage de points et son plan 2D métré associé. À cette époque le matériel utilisé était la tablette prototype Google Tango. Convaincu par le potentiel de la solution, nous avons rapidement noué un partenariat avec l’éditeur Levels3D.

Fin 2016, Lenovo sort son nouveau smartphone doté de la technologie Google Tango, le Phab 2 Pro doté de capteurs bien plus performant que la tablette Google Tango. Nous nous sommes rapidement équipés de l’appareil pour un coût d’environ 450€ hors taxe. Après quelques premiers essais concluants, il était temps de passer à la mise en service sur un vrai projet.

Téléchargement_nuage_de_points_Lenovo_Phab_2_Pro

Les premiers tests en situation réelle

L’occasion fut donnée début mars par la sollicitation du nouveau franchisé Laforêt de l’Arbresle, à l’ouest de Lyon. Le local était une ancienne confiserie en centre ville, avec une façade moulurée à l’ancienne sur une rue en pente, un local avec des pans coupés menuisés, une arrière salle accessible par une marche, avec des poutres et coffrages en plafond, et, manifestement des murs non parallèles les uns aux autres.

Un relevé traditionnel fut réalisé (par sécurité, afin de ne pas tout miser sur une méthode peut-être encore risquée), avec prises de côtes, triangulations, photos. Mais surtout, plusieurs nuages de points furent produits, en quelques minutes, en se promenant sur place comme si nous réalisions un film avec le smartphone.

Nous avons effectué plusieurs relevés différents à l’aide de MyCaptR, par sécurité, afin de tester et définir la meilleure méthode pour ensuite choisir la plus complète ou pertinente pour la saisie : relevé de chaque pièce indépendamment, puis de l’ensemble du local (permettant d’avoir la correcte juxtaposition des espaces, des différences de hauteur de plancher et de plafond), de la façade et même du mobilier urbain proche (afin d’établir le plan des abords, d’évaluer la possibilité d’une rampe PMR…).

Nuage_de_points_intérieur_agence_Laforêt_Arbresles

De retour dans le TGV vers Paris, nous avons pu profiter de la nouvelle connexion wifi à bord pour télécharger les fichiers depuis le smartphone vers notre compte sur le site MyCaptR, et même envoyer des liens de visualisation à notre client. Ainsi, avant même que nous ne regagnions notre agence, lui pouvait se promener dans son local à travers le nuage de points qui lui était rendu accessible, via son seul navigateur web.

 

L’import et la modélisation dans ArchiCAD

Ensuite : premier test d’import dans notre logiciel de maquette numérique ArchiCAD. Nous avons téléchargé les nuages depuis le site web, et utilisé la fonction « importer nuage de points » disponible depuis deux versions du logiciel. D’un clic, le nuage s’affiche en plan et d’un autre en 3D, permettant déjà de naviguer dans l’espace.

Le premier travail indispensable, avant de procéder à la modélisation à l’aide des outils murs et dalles, est de vérifier la précision du nuage, pour s’assurer qu’il constitue une base fiable. Sur une coupe transversale, on dessine des lignes représentant le nu des murs et plafond, en essayant de déterminer la position la plus vraisemblable, les points étant répartis sur plusieurs centimètres d’épaisseur. En effet, les sols et plafond ne sont sans doute pas totalement horizontaux, les murs ont du fruit et nous savons aussi que le capteur a une précision plutôt centimétrique et que celle-ci peut dépendre  notamment des conditions de scan.

Dans ArchiCAD on limite donc la tranche coupée dans le nuage à quelques centimètres d’épaisseur, puis on dessine le contour vertical de la pièce. En posant les côtes sur nos lignes, base des futurs murs et dalles, on mesure une largeur de 430,5 cm, et une hauteur de 236,5 cm. En regardant ensuite les relevés manuels (croquis avec cotes reportées selon télémètre), on voit qu’on avait mesuré 431 cm de large, et 239 cm de haut. Sur une autre coupe dans le nuage, on trouvera 238 cm de haut. (Nous avons agi dans ce sens pour jouer le jeu de mesurer le nuage, sans être influencés par les dimensions indiquées sur le papier, que nous n’avons regardées que dans un second temps !)

Capture d’écran 2017-07-03 à 22.26.47

C’est donc jugé largement satisfaisant, et la confiance que nous inspirent ces grandes dimensions nous permet de considérer qu’à la fois la forme sera correctement restituée en plan (malgré les coins biseautés  et la façade en biais), et que les détails (renfoncement des fenêtres, saillie du monte-charge, marche, etc…) seront également fiables.

Pour un tel projet d’aménagement intérieur, avec implantation de mobilier sur catalogue spécifique (donc sans possibilité d’ajustement sur place), ainsi que pour d’éventuels travaux de rénovation (doublage des murs, nouveau faux-plafond), nous devons déterminer des quantités pour établir un estimatif du coût des travaux. La précision nécessaire est de l’ordre de 2 à 3 cm, et nous savons qu’un relevé manuel ne permet pas d’obtenir mieux (mais prend parfois beaucoup plus de temps, et génère de forts risques d’incertitudes sur des locaux anciens aux formes très irrégulières).

 

Un outil adopté par l’agence

Nous considérons donc que cette méthode de relevé est efficace et fiable, correspondant parfaitement à ce type de mission : relevé intérieur de locaux de petite à moyenne dimension (le capteur perd en précision au delà de 4m environ, il faut donc rester relativement proche de la paroi visée).

L’éditeur nous avait prévenu que l’outil n’était pas recommandé pour un usageadapté à l’extérieur et pour duau relevé de façade, nous avons quand même fait des tests, plutôt concluants : le capteur n’apprécie certes pas les éclairages trop forts ou trop faibles, ne perçoit pas les vitrages, mais le nuage obtenu apporte des informations réellement utiles.

Nuage_de_points_façade_agence_Laforêt_Arbresles

« La possibilité de se déplacer pendant le relevé est un vrai avantage, par rapport à une station fixe sur pied, qui ne capte que ce qu’elle voit. »

La possibilité de se déplacer pendant le relevé est un vrai avantage, par rapport à une station fixe sur pied, qui ne capte que ce qu’elle voit (donc rien derrière une poutre ou un décroché de mur) : ici on tourne dans la pièce, on relève tout ce qui est utile et visible, on peut même compléter une première saisie qui serait jugée incomplète, si l’on a oublié une zone sur un mur par exemple.

Depuis, nous avons à nouveau réalisé différents dont un dans une maison en pierre sèche dans un village perché de haute provence, constituant d’une seule traite un nuage présentant la dizaine de pièces réparties sur deux étages, avec de nombreux escalier intérieur. Mission impossible sans ce type d’outil, et seul moyen de percevoir la complexité de la structure.

Aujourd’hui, MyCaptR fait partie des outils adoptés par l’agence pour nos relevés de mesure. Sa facilité de prise en main et d’utilisation permet à tous les collaborateurs de l’agence de s’en servir, sans formation autre que faire un premier test chez eux avant de partir en mission.Et c’est donc naturellement que tous nos relevés des nouvelles agences Laforêt sont désormais réalisés de Rouen à Porto-Vecchio.

 

Olivier Celnik.

www.zstudio.fr

Page LinkedIn 

Compte Twitter