Dans le monde en constante évolution de l’industrie, la sécurité et la maintenance sont devenues des piliers essentiels pour garantir le bon fonctionnement des infrastructures. Avec des enjeux de sécurité de plus en plus complexes et des exigences de maintenance de plus en plus rigoureuses, les entreprises se tournent vers des technologies innovantes pour relever ces défis avec efficacité et précision. C’est ici que le relevé 3D entre en jeu, apportant une perspective révolutionnaire à la manière dont les installations industrielles sont gérées et entretenues.
Pour un meilleur usage de ces technologies, HeyBIM s’est donné pour mission d’accompagner les entreprises dans la capture et la création des données spatiales des bâtiments grâce à un protocole de captation rapide et précis. En combinant technologie de pointe et savoir-faire, HeyBIM offre des solutions sur mesure qui révolutionnent la façon dont les entreprises abordent la maintenance dans le secteur industriel. Dans cet article, nous explorerons de près pourquoi le relevé 3D est devenu un élément indispensable pour assurer la sécurité et la pérennité des installations industrielles, et comment HeyBIM se positionne en tant que leader dans ce domaine en constante évolution.
I – Comprendre le Relevé 3D
Le relevé 3D est une technologie intéressante pour le secteur industriel, offrant une perspective révolutionnaire pour la gestion et la maintenance des installations industrielles.
A- Qu’est-ce que le Relevé 3D ?
Le relevé 3D est une technologie de capture de données spatiales permettant de modéliser des environnements réels en trois dimensions. Le principal intérêt de cette méthode réside dans sa capacité à représenter fidèlement les objets capturés, avec une grande résolution et une faible marge d’erreur.
Cette technique a plusieurs applications, notamment dans les domaines suivants :
- Topographie et cartographie
- Architecture et ingénierie
- Patrimoine culturel et archéologie
- Industrie et fabrication
- Infrastructures et génie civil
Le Relevé 3D repose principalement sur l’utilisation de technologies de scan laser, qui permettent de mesurer les distances et la position des points dans un espace donné. Il permet donc de gagner du temps précieux lors de la collecte et de l’analyse des données, contrairement aux méthodes traditionnelles qui nécessitent souvent des relevés manuels et des mesures individuelles. Cela permet aux équipes de maintenance et de planification de travailler de manière plus efficace et d’économiser du temps précieux. On distingue deux types de scanners laser :
Scanner laser statique : il est utilisé pour capturer des points fixes depuis un emplacement stationnaire. Cette méthode consiste à placer le scanner sur un trépied ou une plateforme fixe, puis à effectuer des balayages successifs de l’objet d’étude. L’appareil émet ensuite un faisceau laser qui se réfléchit sur les surfaces rencontrées et revient au scanner. La distance parcourue par le laser permet de déterminer avec précision la position des points. Cette technologie est généralement utilisée pour les relevés de bâtiments, monuments historiques ou sites archéologiques.
Scanner laser dynamique : aussi appelé Lidar mobile, le scanner laser dynamique est utilisé pour capturer des points en mouvement depuis différents angles. Ce type de matériel est monté sur un véhicule ou un drone en mouvement qui capture les données pendant son déplacement. Il peut être employé pour réaliser des relevés topographiques de grandes surfaces, comme des routes, des terrains ou des forêts.
B- Du nuage de points aux plans 2D et maquettes numériques
Après avoir réalisé un relevé 3D à l’aide d’un scanner laser, on obtient un ensemble de données géométriques appelé nuage de points. Ce nuage représente l’ensemble des positions et des distances entre chaque point, formant ainsi une représentation tridimensionnelle de l’objet ou du site étudié.
Pour faciliter le traitement et l’exploitation de ces données, il est possible de convertir ce nuage en un ensemble de plans 2D ou maquettes numériques. Les plans 2D sont des représentations en deux dimensions de l’installation industrielle, fournissant des informations détaillées sur les dimensions et la disposition des éléments. Les maquettes numériques, quant à elles, sont des modèles 3D virtuels qui permettent de visualiser l’installation et d’effectuer des simulations.
Pour exploiter un nuage de points, plusieurs logiciels spécialisés existent. Selon les attentes du cahier des charges et les objectifs de l’intervention, le professionnel va procéder à différentes étapes pour transformer ce nuage en documents exploitables :
Nettoyage du nuage de points : cette étape consiste à supprimer les points parasites ou indésirables, tels que les objets mobiles, la végétation ou les éléments temporaires présents lors du scan. Cette opération est cruciale pour obtenir un modèle propre et exploitable.
Alignement et assemblage : si le relevé 3D a été réalisé à partir de plusieurs scans, il est nécessaire d’aligner et d’assembler les différents nuages de points pour former un modèle unique et complet. Pour cela, on utilise des algorithmes de correspondance de points et de minimisation des erreurs.
Génération de plans 2D : une fois le nuage de points nettoyé et unifié, on peut en extraire des plans 2D (plans de façades, coupes horizontales ou verticales) qui serviront à l’élaboration des documents techniques (plan d’étage, plan de masse, etc.) Ces plans sont généralement créés à partir de logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur).
Création de maquettes numériques : à partir du nuage de points, il est également possible de concevoir des modèles 3D texturés et détaillés. Ces maquettes peuvent être utilisées pour visualiser l’objet d’étude sous différents angles et échelles, simuler des modifications ou intégrer le projet dans son environnement.
En utilisant ces technologies de relevé 3D, les entreprises peuvent bénéficier d’une meilleure compréhension de leurs installations industrielles, ce qui facilite la planification et l’exécution de la maintenance.
Les plans 2D précis et les maquettes numériques permettent de détecter les problèmes potentiels avant qu’ils ne deviennent critiques, d’améliorer l’efficacité des opérations de maintenance et de réduire les coûts.
II. L’Impact du Relevé 3D dans le Secteur industriel
Le secteur industriel est en constante évolution et recherche continuellement des solutions pour améliorer la qualité, la rentabilité et la compétitivité de ses infrastructures. Les technologies telles que le relevé 3D ont permis d’apporter une percée significative dans ce domaine.
A. Amélioration de la Précision et de la Fiabilité
Dans un environnement industriel où la moindre erreur peut avoir des conséquences désastreuses, la précision des plans de bâtiment et d’installations est primordiale. Le relevé 3D se positionne comme un outil indispensable pour garantir cette précision. En capturant chaque détail avec une exactitude remarquable, cette technologie permet de créer des modèles numériques hautement fidèles à la réalité contrairement aux méthodes traditionnelles qui peuvent entraîner des erreurs de mesure et d’interprétation.
Grâce à ces informations détaillées, il est possible de créer des plans qui tiennent compte non seulement des contraintes spatiales, mais également de la nature et de l’emplacement des machines ainsi que des zones de passage et de stockage. Les professionnels peuvent ainsi s’appuyer sur des données précises et fiables pour concevoir, entretenir et optimiser les installations industrielles, réduisant ainsi les risques d’erreurs coûteuses et de défaillances potentielles.
Le relevé 3D permet aussi d’éviter les erreurs pouvant découler d’une mauvaise interprétation des données, telles que des imprécisions sur les dimensions ou les emplacements d’éléments (tuyauteries, câbles, etc.). Ainsi, les risques d’interruption de production liés à des erreurs de conception ou à des problèmes de maintenance sont fortement réduits.
B. Optimisation de la Maintenance et de la Sécurité
L’une des principales forces du relevé 3D réside dans sa capacité à faciliter la maintenance préventive et à renforcer la sécurité des installations industrielles. Grâce à des relevés détaillés et précis, les équipes de maintenance peuvent identifier rapidement les zones à risque, anticiper les problèmes potentiels et planifier les interventions de manière proactive.
1- Amélioration de l’efficacité de la maintenance grâce au relevé 3D
La mise en œuvre d’une maintenance préventive de qualité passe par plusieurs étapes clés, notamment :
- l’identification précoce des problèmes et leur résolution avant qu’ils ne causent de véritables dysfonctionnements ;
- l’optimisation des itinéraires de maintenance ;
- la minimisation des coûts liés aux interventions correctives imprévues ;
- la prolongation de la durée de vie des équipements grâce aux contrôles et vérifications réguliers effectués dans le cadre d’une maintenance préventive ;
- la simulation des scénarios d’urgence pour améliorer la préparation aux situations critiques ;
- la maximisation de l’efficacité et de la disponibilité des installations en évitant les arrêts non planifiés dus à des pannes ou défaillances.
Le relevé 3D constitue un outil efficace pour accompagner ces objectifs puisqu’il permet, entre autres :
- de cartographier en trois dimensions les installations et équipements, offrant une vue d’ensemble précise de l’état des structures et facilitant ainsi la détection précoce des problèmes ;
- d’établir des modèles informatiques servant à optimiser les plans de maintenance préventive grâce à l’identification des points critiques ou des potentiels risques de pannes ;
- de faciliter le suivi des opérations et interventions menées sur les différents équipements, en conservant un historique détaillé des actions ayant eu lieu au sein des installations.
- de réduire les temps d’arrêt, accroître la durabilité de leurs installations et garantir un environnement de travail plus sûr pour leurs employés.
2- Augmentation de la sécurité au travers du relevé 3D
Le respect des exigences de sécurité est également primordial pour assurer la fiabilité et la performance des installations industrielles. L’utilisation du relevé 3D permet :
- de disposer d’informations fiables et précises quant à l’état des équipements et infrastructures, contribuant ainsi à renforcer la sécurité au sein des sites ;
- d’améliorer la planification des contrôles techniques et des analyses nécessaires à la vérification du bon fonctionnement des installations selon les normes de sécurité en vigueur ;
- de réduire les erreurs humaines dans l’évaluation de l’état des équipements, grâce à une cartographie objective et complète fournie par les représentations 3D ;
- de favoriser la mise en œuvre de solutions innovantes pour anticiper les risques liés à la sécurité, en se basant sur l’analyse des données issues du relevé 3D.
3- Exemple d’application du relevé 3D dans l’industrie aéronautique
L’industrie aéronautique est un domaine où les exigences en termes de maintenance et sécurité sont particulièrement strictes, compte tenu des enjeux liés à la sûreté de vol des avions. Le relevé 3D trouve ici une application concrète permettant d’améliorer les processus existants :
- réalisation de modèles 3D précis des divers composants et systèmes de l’avion, facilitant ainsi leur inspection et leur maintenance ;
- optimisation des méthodes d’entretien grâce à une meilleure compréhension de la structure de l’appareil et des interactions entre ses différents éléments ;
- mise en évidence des potentiels défauts ou points faibles susceptibles de compromettre la sécurité en vol de l’avion, permettant d’intervenir de manière préventive avant que ceux-ci n’entraînent des conséquences dangereuses pour les passagers et l’équipage.
III. Le Relevé 3D : Au-delà de la Maintenance
Le relevé 3D n’est pas seulement utile dans le domaine de la maintenance. Son impact s’étend également aux domaines de gestion de projet et planification des ressources.
A- Gestion de Projet et Planification
Le relevé 3D intervient au niveau de plusieurs axes de la gestion de projet et de la planification.
D’abord, il offre une visualisation précise et détaillée des installations à maintenir ou réparer. En étudiant ces données en amont, les responsables peuvent anticiper les problèmes potentiels ou les contraintes techniques liées aux travaux. Ils sont ainsi en mesure de mieux préparer les équipes intervenantes en termes de formation, équipement requis et respect des normes de sécurité. Cette approche permet de gagner en efficacité lors de l’exécution des travaux tout en minimisant les risques d’accident.
Aussi, les données issues du relevé 3D permettent de réaliser des simulations de scénarios de maintenance avant même que les opérations ne débutent. Grâce à ces simulations, les gestionnaires peuvent comparer différentes options en termes de coût, de temps nécessaire pour les travaux et d’impact sur la production. Ils ont donc toutes les cartes en main pour prendre des décisions éclairées et optimiser leur projet.
L’utilisation du relevé 3D facilite grandement la communication entre tous les acteurs impliqués dans un projet. En effet, les données en trois dimensions offrent une visualisation immédiate et parlante pour tous, même sans connaissances techniques spécifiques. Ainsi, les entreprises peuvent plus facilement partager leurs plans et intentions avec leurs partenaires et clients, apportant ainsi davantage de clarté et de transparence à leurs projets.
Ensuite, grâce aux informations précises fournies par le relevé 3D, il devient possible d’évaluer avec justesse les effectifs et équipements nécessaires pour mener à bien un projet de maintenance. Les responsables peuvent répartir judicieusement les ressources disponibles sur les différents chantiers et éviter le gaspillage de temps et d’argent dû à des erreurs d’affectation ou des sous-utilisations.
En utilisant les données collectées lors du relevé 3D, les gestionnaires peuvent mettre en place des systèmes de suivi en temps réel de l’avancée des travaux de maintenance. Cette approche permet de détecter rapidement les anomalies et d’y remédier avant qu’elles n’impactent l’ensemble du projet. En améliorant la réactivité et le suivi des équipes, le relevé 3D contribue à une gestion plus efficace des ressources et à un meilleur contrôle des coûts.
Enfin, le relevé 3D peut être facilement intégré aux logiciels et applications de planification et ressources existants tels que les systèmes de gestion de maintenance assistée par ordinateur (GMAO) ou les progiciels de gestion intégrés (ERP). Ainsi, les entreprises peuvent tirer pleinement profit de cette technologie sans changer radicalement leurs habitudes et processus actuels, en combinant les données fournies par le relevé 3D avec leur propre expertise pour affiner leur gestion et planification des projets.
B- Intégration avec les Systèmes BIM
Avant de parler de l’intégration des données de relevé 3D dans les systèmes BIM, il est important de rappeler ce qu’est le BIM. Le BIM est un processus de gestion collaborative qui implique la création et l’échange d’informations entre les différents acteurs d’un projet de construction. Il s’appuie sur des logiciels de pointe pour générer des maquettes numériques tridimensionnelles des bâtiments, permettant ainsi d’analyser, de simuler et d’évaluer leurs performances avant leur construction.
1- Les avantages de l’intégration des données de relevés 3D dans les systèmes BIM
L’intégration des données issues de relevés 3D dans les systèmes BIM offre plusieurs avantages, notamment :
- Une meilleure compréhension de l’existant
- La possibilité d’anticiper et de résoudre les conflits potentiels entre les éléments du projet
- La réduction des erreurs et des imprécisions lors de la conception
- L’amélioration de la communication et de la coordination entre les parties prenantes
Pour tirer parti de ces avantages, il est essentiel que les données de relevé 3D soient intégrées de manière efficace et cohérente dans les logiciels BIM. Cela implique généralement plusieurs étapes, dont :
- La préparation des données : Nous devons d’abord convertir les données brutes issues des scanners en un format exploitable par les logiciels BIM, comme le nuage de points.
- L’importation des données : Une fois les données converties, on les intègre dans les maquettes numériques des bâtiments en utilisant des logiciels spécifiques tels qu’Autodesk Revit ou Bentley MicroStation.
- La modélisation des éléments : Les informations extraites du nuage de points sont ensuite utilisées pour créer des objets représentatifs de chaque élément et composant du bâtiment existant.
- La mise à jour des maquettes : Enfin, les modèles numériques sont mis à jour avec les informations issues du relevé 3D, ce qui permet de disposer d’une base précise pour la conception et l’analyse des projets.
2- Les défis de l’intégration des données de relevé 3D dans les systèmes BIM
Malgré les nombreux avantages qu’elle peut apporter, l’intégration des données de relevé 3D dans les systèmes BIM n’est pas sans difficulté. Plusieurs défis peuvent se présenter lors de cette démarche :
La qualité des données collectées
Un problème récurrent lors de l’intégration des relevés 3D est la qualité des données fournies par les scanners laser et autres appareils de mesure. Il est crucial que ces données soient précises et complètes pour permettre une utilisation optimale dans les systèmes BIM.
Le temps et les ressources nécessaires
L’intégration des données de relevé 3D peut être un processus long et complexe, demandant des compétences spécifiques et des logiciels performants. Cette étape représente donc un coût supplémentaire pour les entreprises, tant en termes de temps que d’investissement matériel et humain.
Les problèmes de compatibilité entre les logiciels
Plusieurs logiciels différents sont impliqués dans les processus de création de maquettes numériques, de collecte des données et d’intégration. Il peut donc y avoir des problèmes de compatibilité entre les formats de fichiers, entravant l’échange d’informations et la collaboration entre les parties prenantes.
3 – Les solutions pour réussir l’intégration des relevés 3D dans les systèmes BIM
Face à ces défis, plusieurs solutions peuvent être envisagées pour garantir une intégration réussie des données de relevé 3D dans les systèmes BIM :
L’amélioration de la précision des appareils de mesure
Il est essentiel que les scanners laser et autres équipements utilisés pour la collecte des données soient capables de fournir des informations hautement précises et détaillées. Pour cela, il est important de choisir du matériel de qualité et de veiller à son entretien régulier.
L’automatisation des processus d’intégration
Le recours à des logiciels automatisés peut grandement faciliter l’intégration des données de relevé 3D, tout en réduisant le temps et les ressources nécessaires. Des approches telles que la génération automatique de maquettes ou la synchronisation en temps réel des données peuvent contribuer à améliorer efficacement cette étape cruciale.
La formation des équipes et la coopération entre les acteurs du marché
Pour assurer une intégration optimale des données de relevé 3D dans les systèmes BIM, il est impératif que les équipes chargées de cette démarche possèdent les compétences et les connaissances nécessaires. La formation continue du personnel et la coopération entre les acteurs du marché sont donc des points clés à considérer dans ce processus.
IV- Études de Cas : HeyBIM à l’Action
HeyBIM a accompagné plusieurs entreprises dans la réalisation de nuages de points et relevé 3 D.
Le cas de la PLATEFORME
Nous sommes intervenus notamment sur un projet innovant avec La Plateforme, l’école de référence à Marseille pour les métiers du numérique. Notre équipe a eu le privilège d’intervenir sur un projet unique : la numérisation 3D d’un hangar transformé en espace d’exposition artistique. Ce lieu emblématique, situé au cœur de Marseille, représente non seulement un espace de créativité et d’expression pour la communauté artistique locale, mais sert également de cadre pédagogique pour les étudiants de La Plateforme.
Grâce à un scanner laser statique de pointe, nous avons capturé tout le bâtiment d’une superficie d’environ 1000 mètres carrés. Nous avons généré un nuage de points colorisés qui a permis d’obtenir une représentation numérique précise de l’espace. Grâce à ces nuages de points, La Plateforme garde une trace numérique de cet espace créatif. Ils permettront d’identifier par la suite les meilleures possibilités de réaménagement de cet espace.
La conception des plans 2D du lycée Saint-Joseph de Thonon
La réalisation des plans 2D de cet établissement d’une superficie de 15 000 mètres carrés réparti sur 5 niveaux nous a été confiée. En effet, l’établissement était confronté aux limites des méthodes traditionnelles et manuelles qui prendraient énormément de temps sans pour autant fournir un résultat précis. Nous avons donc pu effectuer 880 positions de scans et généré des nuages de points précis qui permettront la reconstitution du bâtiment.
Grâce à nos outils et techniques, nous avons obtenu des plans 2D détaillés des différents bâtiments qui composent l’établissement. Toutes les informations ont été données pour permettre plus tard la mise en place des meilleures stratégies pour minimiser les coûts liés à la reconstruction. Tous les détails ont été fournis dans un livrable au format adapté.
En résumé, le relevé 3D est un outil indispensable dans le secteur industriel, offrant une vision précise et détaillée des installations. Grâce aux technologies de scanner laser statique et dynamique, il permet la création de plans 2D précis et de maquettes numériques, facilitant ainsi la maintenance et assurant la sécurité des infrastructures industrielles. C’est donc un atout majeur pour toutes les entreprises industrielles qui pourront bénéficier d’une meilleure gestion de projet, d’une planification plus efficace des ressources et d’une optimisation des opérations de maintenance, renforçant ainsi leur compétitivité sur le marché industriel.