Les nouvelles technologies au service du relevé d’architecture. Partage d ... · 2018-03-09 ·...

Les nouvelles technologiesau service du relevé d’architecture.

Partage d’expériences.

Bernard DESMEDTGéomètre Expert

SPRL DE CEUSTER & ASSOCIES

La Société De Ceuster & Associés c’est tout d’abord plus de 40 ans d’expérience au service deses clients dans le domaine de la topographie, des interventions liées au foncier, del’aménagement du territoire, des études routières, du suivi de chantier, du monitoring, du relevéd’architecture, de la modélisation et de la visualisation 3D sans oublier l’expertise immobilière.

La Société De Ceuster & Associés c’est ensuite 25 collaborateurs géomètres, topographes,dessinateurs, infographistes 3d et auteurs de projets spécialisés dans les domaines citésprécédemment, chacun maitrisant leur mission et prêt à partager et transférer leurs connaissances

La Société De Ceuster & Associés c’est également du matériel moderne d’acquisition dedonnées sur terrain mais également des logiciels adaptés au traitement de l’information acquise età la production de données.

La Société De Ceuster & Associés c’est enfin un portefeuille important de clients tant privés que publics.

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L’EQUIPE

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SECTEURS D’ACTIVITES

1. Topographie (Levé de terrain, rivières, routes, bâtiments, levé pour développement immobilier )

2. Relevé d’architecture (Levé d’intérieur, façades, sites classés, patrimoine exceptionnel …)

3. Génie civile et bâtiment (Implantation, tracé divers, contrôle, monitoring, ….)

4. Auteur de projets (Etude et conception routière, étude de réseaux divers, aménagement urbain, étude de faisabilité

technique et économique)

5. Urbanisme (Permis d’urbanisation, aménagement du territoire, étude de faisabilité)

6. Foncier (Mesurage, bornage, divisions, délimitations)

7. Expertise (Evaluation de biens immobiliers, états des lieux, division d’immeubles, copropriétés, mitoyenneté,

gestion de biens )

8. Modélisation 3d (Modélisation de maisons, sites industriels, immeubles, patrimoine, projet d’urbanisme,…)

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NOS RACINES (Mesure des angles)

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NOS RACINES (Mesure des distances)

LES NOUVELLES TECHNOLOGIES

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I. Les scanners 3D et les nuages de points

II. La photogrammétrie (les appareils photos et les drones)

III. L’utilisation des technologies (cas pratique)

IV. DAO 3D et BIM

Les scanners 3D

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D

Principe de fonctionnement = idem que station totale (Mesure angle horizontal, angle vertical et distance)

tLes scanners 3D (paramètres réglables) é

Résolution spatialeEspace entre chaque points à une certaine distance (ex :10 m); Ceci va déterminer le pas

angulaire = pas de balayage horizontal et/ou vertical.

Chaque scanner se caractérise et se distingue par une résolution angulaire minimum soit, le plus

petit pas angulaire réalisable.

Qualité de la mesureNombre de mesure de distance sur un point.

Les réglages de ces paramètres définissent la durée du scan.

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Les scanners 3D (Résultat 1 = nuage dense de points non coloré)

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en

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Opération de coloriage du nuage de point 3D à l’aide des images acquises par photoPhotos prises par le scanner (5Mp) ou photos prises à l’aide d’un appareil photo.

DE LUCA, 2009, p. 203

Les scanners 3D

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LES S

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Les scanners 3D (Résultat 2 = nuage dense de points coloré)

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Dion-le-mont

Les scanners 3D (Résultat 3 = vidéo à partir du nuage de point)

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LES S

CA

NN

ER

S 3

D

LES NOUVELLES TECHNOLOGIES

I. Les scanners 3D et les nuages de points

II. La photogrammétrie (les appareils photos et les drones)

III. L’utilisation des technologies (cas pratique)

IV. DAO 3D et BIM

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LA

PH

OTO

GR

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IE

Vision binoculaire et perception de laprofondeur

Reconstruction 3D à partir de deux images

La photogrammétrie est une technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène, en utilisant la parallaxeobtenue entre des images acquises selon des points de vue différents. Recopiant la vision stéréoscopique humaine,elle a longtemps exploité celle-ci pour reconstituer le relief de la scène à partir de cette différence de points de vue.Actuellement, elle exploite de plus en plus les calculs de corrélation entre des images désormais numériques.

tPrincipe de la photogrammétrie

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LA

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IE

https://fr.wikipedia.org/wiki/Parallaxe

Ph

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Processus photogrammétrique

1. Prise de vues terrestres (appareil classique) ou aériennes (appareil sur drone).

2. Prise de mesures topométriques (Station totale ou GPS topographique)

3. Mise en place et assemblage des images (processus automatique à l’aide de logiciels

dédiés ex : Agisoft – Pix4D - ….. )

4. Géoréférencement et mise à l’échelle du modèle

5. Produits de la photogrammétrie = images métriques et nuage de point 3d.

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Exemple de séquence de prise de vue (recouvrement important entre chaque image)

Photogrammétrie terrestre

1. Prise de vues. (Les conditions de prise de vue sont primordiales)

Un mauvais éclairage pourra poser problème, en particulier s'il est très faible (reconstruction plus difficile) ou non homogène

(ombres sur les textures).

Un recouvrement de 80% sur chaque image est recommandé.

La focale ne doit pas varier entre chaque image utilisée.

Une façade uniforme (ex: entièrement blanche) sera difficilement assemblée,

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LA

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IE

Un drone est un aéronef non-habité, d’une masse maximale au décollage n’excédant pas 150 kg piloté à partir d’un poste

de télépilotage (http://mobilit.belgium.be/fr/transport_aerien/drones)

UAV : Unmanned Aerial Vehicle Véhicule aérien sans pilote

UAS : Unmanned Aircraft System Système d’aéronef sans pilote

RPAS : Remotely Piloted Aircraft System Système d’aéronef piloté à distance

Photogrammétrie aérienne (Drones)

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Co

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Prises de vues automatiques

= Séquence pour recouvrement

Minimum de 60%

Photogrammétrie aérienne (Drones)

1. Prise de vues. (Les conditions de prise de vue sont primordiales)

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Photogrammétrie terrestre et aérienne

2. Prise de mesure topométrique. (Station totale ou GPS)

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LA

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GR

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IE

(extrait de DE LUCA, 2011)

Géométrie épipolaire(extrait de DE LUCA, 2009, p. 73)

3. Mise en place et assemblage des image

et mise à l’échelle

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.2

LA

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METR

IE


Ph

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gr

am

mét

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Emplacement des prises de vues

Emplacement des prises de vues

5. Produits de la photogrammétrie

5.1 (Maillage 3d texturé à partir des photos)

Photogrammétrie terrestre et aérienne•

3.2

L

A P

HO

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IE




5.2 Orthoimage = Projection orthogonale de l’objet sur un plan

•3

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Photogrammétrie terrestre



5.2 Orthoimage = Projection orthogonale de l’objet sur un plan

5.3 Création d’un nuage de points 3D

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LA

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OTO

GR

AM

METR

IE

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Ca

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Cas 1Relevé d’une maison unifamiliale Rue de Venise à IxellesDemandeur : architecteBut : établissement des plans de situation existante dans le cadre d’un P.U. en vue de rénovations

Combinaison de plusieurs méthodes en vue de la réalisation de plans 2D du bâtiment

1. Relevé des intérieurs de manière traditionnelle (Relevé à la main)

Les diverses étapes lors d’un relevé d’architecture et du report sur plan

Ph

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mét

rieRelevé d’une maison unifamiliale Rue de Venise à Ixelles



2. Report des relevés sur support informatique (Autocad)

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Ca

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Combinaison de plusieurs méthodes en vue de la réalisation de plans 2D du bâtimentCombinaison de plusieurs méthodes en vue de la réalisation de plans 2D du bâtiment



3. Relevé de la façade avant par reconstruction photogrammétrique automatique sur base de multiples images

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4. Modèle 3D (Mesh – Animation)

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Relevé d’une maison unifamiliale Rue de Venise à Ixelles






5. Production orthoimage

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6. Import de l’orthoimage dans un logiciel de dessin et dessin 2D de la façade

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6. Dessin 2D de la façade sur base de l’orthoimage issue de la photogrammétrie

7. Nuage de points de la façade issu d’un scan HDS (Nuage brut)

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8. Nuage de points de la façade issu d’un scan (Nuage nettoyé)

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6. Dessin 2D de la façade


8. Nuage de points de la façade issu d’un scan HDS (Nuage nettoyé)

9. Production orthoimage à partir du nuage de points

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Ca

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10. Report de l’orthoimage sur un logiciel de dessin et dessin 2D de la façade

Relevé d’une maison unifamiliale Rue de Venise à Ixelles


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10. Dessin 2D de la façade sur base de l’orthoimage issue du scan HDS

11. Comparaison orthoimage issue du scan HDS et de la photogrammétrie

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Scan HDS Photogrammétrie

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Scan HDS

Photogrammétrie

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Cas2Relevé des décors du château de Montméry à Ambazac (Limoges)Châteauclassé au titre des monuments historiquesDemandeur : propriétaire + DRAC (Direction régionale des affaires culturelles)But : établissement des plans de situation existante des décors en vue de leur restauration

Combinaison de plusieurs méthodes (Scan 3d – relevés manuels – photos)

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Ca

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s

Relevé des décors du château de Montméry à Ambazac (Limoges)Châteauclassé au titre des monuments historiquesDemandeur : propriétaire + DRAC (Direction régionale des affaires culturelles)

But : établissement des plans de situation existante des décors en vue de leur restauration

Combinaison de plusieurs méthodes (Scan 3d – relevés manuels – photos classiques)

Photo Orthoimage issue du scan HDS Elévation 2D Coupe dans nuage de points

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Ca

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Relevé manuel

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Cas 3Relevé d’une maison de prestige à Bruxelles (800 m²)Demandeur : architecteBut : établissement des plans de situation existante dans le cadre d’un P.U. en vue de rénovations

Plan 2d et modèle 3d Revit (Bim)

1. Relevé codé d’un étage type à la station totale (Leica TPS1205)2. Récupération des données codées sur Autocad 2D


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1. Relevé codé d’un étage type à la station totale (Leica TPS1205)

2. Récupération des données codées sur Autocad

3. Travail de dessin 2D sur Autocad (Plans)

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3. Travail de dessin 2D sur Autocad

4. Scan 3d des extérieurs et production d’un nuage de points de la façade5. Production d’orthoimage à partir du nuage de points et dessin 2d de la façade sur Autocad

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Ca

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4. Scan 3d des extérieurs et production d’un nuage de points de la façade

5. Production d’orthoimage à partir du nuage de points et dessin 2d de la façade sur Autocad

6. Scan 3d complet intérieur de la maison et production d’un nuage de points

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Ca

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4. Scan 3d des extérieurs et production d’un nuage de points de la façade

5. Production d’orthoimage à partir du nuage de points et dessin 2d de la façade sur Autocad

6. Scan 3d complet intérieur de la maison et production d’un nuage de points

7. Modélisation 3d de la maison sous @Revit à l’aide du nuage de points

Cas4Relevé et modélisation détaillé d’une façade et des châssisDemandeur : arcitecteBut : réalisation d’un modèle 3D détaillé en cas de reconstruction à l’identique

Scan 3d HDS vers modélisation Revit

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sLes diverses étapes lors d’un relevé d’architecture et du report sur plan

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Relevé et modélisation d’une façadeDemandeur : arcitecte

But : réalisation d’un modèle 3D détaillé en cas de reconstruction à l’identique

Scan 3d HDS vers modèle Revit

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. SY

NTH

ESE

SynthéseLes demandeurs (utilisateurs) des nouvelles technologies :

Les géomètres

Les topographes

Les architectes

Les acteurs du patrimoine

Les bureaux d’études et ingénieurs

Les entreprises de construction et de génie civil

Les gestionnaires d’installations

Les applications chez les géomètres :

Calculs de cubatures

Levé de façades

Levé d’intérieur

Levé de détails d’architecture

Levé dans le but de modéliser en 3D (BIM)(accroissement important de la demande pour de la

modélisation 3d terrain)

Levé et contrôle de structures portantes

Levé de formes libres (tuyauteries, tunnels …)

Levé en industrie (structures complexes)

Acquisition sur site rapide

Utilisation simple

Conversion aisée des scènes capturées en orthophotos et en CAO

Données exhaustives

Très grande fiabilité pour la documentation 3D de sites complexes

Performances

Partage facile de données

Les avantages :

Les inconvénients :

Prix du matériel

Prix des software et du hardware

Coûts et durée de formation et apprentissage de l’utilisation des

nouvelles technologies

Danger pour les non-initiés (non géomètres) à la précision des

données (ex : Précision lors de l’assemblage des diverses positions de scan;

utilisation indispensable de stations totales pour les relevés de points de calage)

Type de scanner adapté à la précision requise

Taille des données et des fichiers

Présence d’artefacts (miroirs, reflets, trainées…)

Temps de traitement des nuages de points parfois long

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Merci pour votre attention

et vos questions …

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