La cathédrale Notre-Dame de Paris, l’un des monuments les plus emblématiques de la France, a subi un incendie les 15 et 16 avril 2019. Le drame a duré environ 15 heures de temps occasionnant de sérieux dommages au niveau de la structure du bâtiment. La flèche et la toiture de la cathédrale se sont effondrées. Au vu de ces dégâts importants, l’objectif était de procéder à la reconstruction de la cathédrale. Un travail de longue haleine accéléré et simplifié par la technologie de numérisation 3D.

Nous avons vu dans un précédent article comment le BIM et le scan 3D ont été deux des technologies utilisées dans la reconstruction. Nous allons voir plus en détail, quels ont été les avantages majeurs du scan 3D dans la reconstruction de Notre Dame de Paris.

Le reportage sur la reconstruction de Notre Dame de Paris et l’utilisation du Scan 3D

Vous pouvez également visionner l’excellent reportage d’Arte sur la reconstruction de Notre Dame de Paris. Le reportage revient très régulièrement sur le rôle du scan 3D dans la reconstruction.

Les technologies de scan 3D utilisées pour la restauration de notre Dame de Paris

Avant d’aborder les avantages du scanner 3D, il est utile de rappeler ce qu’est le scan 3D et de comprendre comment cette technologie a été utilisée pour la restauration de la cathédrale.

La numérisation 3D est une technologie qui permet de relever et de numériser les informations d’un objet, d’une pièce ou d’un bâtiment grâce à un scanner 3D. Les scanners 3D utilisent différentes technologies qui sont classées en cinq catégories. Il y a :

• la triangulation laser qui consiste à projeter un rayon laser et à étudier sa trajectoire. En fonction de la déviation du rayon laser, les caractéristiques de la surface scannée en 3D peuvent être connues ;
• la lumière structurée qui est propulsée sur la surface à scanner en 3D. Un capteur enregistre les déformations de cette lumière pour en déduire la forme de la surface numérisée en 3D ;
• la photogrammétrie analyse les informations contenues sur les photographies. Les informations extraites permettent de placer en 3D le lieu où les photographies ont été prises pour en déduire le scan 3D de l’objet ;
• la technologie par contact permet de générer un scan 3D à partir des mesures de la surface de l’objet. Le système 3D réalise ces mesures en touchant l’objet ;
• lasergrammétrie est basée sur le calcul de la durée que met un laser pour toucher une surface et revenir. L’émission du laser de façon répétée et le calcul de la distance séparant le scanner 3D de la surface de l’objet à scanner permettent de capturer les dimensions de la surface 3D.

Dans le cadre de la restauration de la cathédrale Notre Dame, les technologies utilisées sont entre autres la triangulation laser, le lasergrammétrie et la photogrammétrie. Toutes les données mises ensemble ont permis de générer un nuage de points des éléments disparus dans l’incendie à savoir la toiture, la charpente et la flèche.

Après le relevé au scan 3D, il a fallu faire le traitement du nuage de points grâce à l’utilisation du logiciel de traitement adapté. Grâce à la modélisation des données du bâtiment BIM et l’impression 3D, il est possible d’obtenir un modèle de qualité qui servira pour le projet.

La précision et la vitesse de la numérisation 3D

La technologie scan 3D offre une précision extrême dans la capture de données. Dans le cas de Notre Dame de Paris, les équipes de reconstruction ont pu capturer des données avec une précision allant jusqu’à quelques millimètres en utilisant des scanners 3D. Cela a permis de produire des modèles numériques très précis de la structure endommagée de la cathédrale Notre-Dame de Paris.

Cet outil a permis aussi de réduire considérablement les erreurs dans la phase de conception. En effet, pour un projet de si grande envergure comme la reconstruction de la cathédrale Notre Dame de Paris, les erreurs de mesure ou de conception peuvent avoir des conséquences désastreuses. En utilisant des données précises de numérisation 3D, les équipes travaillant sur le projet ont pu concevoir des plans de reconstruction avec une grande précision.

En outre, la numérisation 3D permet la collecte de données à une vitesse bien supérieure à celle des méthodes traditionnelles. En se servant des scanners 3D, les équipes de reconstruction ont pu capturer des données sur la structure de Notre-Dame en quelques heures seulement, là où des méthodes traditionnelles auraient pris plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Cela a donc accéléré le processus de restauration, permettant de gagner un temps précieux et de réduire aussi les coûts.

La planification et la collaboration optimisées autour de la restauration de la cathédrale

La numérisation 3D a permis une planification et une collaboration optimisées dans la reconstruction de Notre-Dame. Les équipes de restauration ont pu collecter grâce à la numérisation 3D des données précises et détaillées sur la structure endommagée de Notre-Dame. Ces données numériques obtenues ont été utilisées pour créer des modèles 3D précis de la structure endommagée.

Superposés aux scans 3D d’avant incendie, ces modèles ont permis aux spécialistes de visualiser les travaux à effectuer et de simuler des scénarios pour choisir la meilleure option en termes de coûts et d’efficacité. Les éventuels problèmes qui auraient pu entraver la bonne exécution de la restauration ont été identifiés avant même le début des travaux. Cela a ainsi permis de planifier avec précision les étapes de planification de la restauration.

La numérisation 3D a favorisé une étroite collaboration entre les différentes équipes travaillant sur la reconstruction de la cathédrale Notre-Dame de Paris.

Les données numériques ont été partagées et visualisées de manière interactive entre les équipes de conception, d’ingénierie, de construction et de gestion de projet, ce qui a permis une meilleure communication et une bonne synergie entre les différentes parties concernées. Les éventuelles erreurs qui auraient pu survenir à cause de problèmes de communication ont donc été écartées.

Cet outil a permis de réduire le nombre de déplacements sur le lieu, ce qui a eu pour impact des économies de temps et d’argent. Les équipes ont pu travailler à distance sur les modèles numériques, en réalisant des modifications et en partageant des commentaires en temps réel.

La réduction des risques

Grâce à la numérisation 3D, les risques liés à la reconstruction de la cathédrale Notre-Dame ont été réduits. En utilisant des scanners 3D pour collecter des données sur la structure endommagée, les spécialistes en charge du projet ont pu éviter de travailler directement sur le site, ce qui aurait pu être dangereux pour les travailleurs et pour la structure elle-même.

De plus, la numérisation 3D permet de détecter très tôt des défauts. En utilisant des données précises de numérisation 3D, les spécialistes ont pu détecter des problèmes de structure qui pourraient passer inaperçus avec des méthodes traditionnelles. Cela a permis de prendre des mesures préventives pour éviter des problèmes plus graves dans l’avenir.

La création d’une base de données numériques pour la préservation de Notre-Dame

La numérisation 3D a permis de créer une base de données numérique de la structure de la cathédrale Notre-Dame, qui peut être utilisée dans le futur pour la préservation à long terme du bâtiment. Les données numériques acquises grâce à la numérisation 3D permettent de documenter de manière exhaustive l’état de la structure avant et après la reconstruction.

Cela permettra aux équipes de maintenance de suivre l’état de la structure dans le temps, d’identifier les zones nécessitant des réparations et de planifier des travaux de maintenance préventive pour éviter des problèmes. La base de données numérique peut également être utilisée pour informer le grand public sur l’histoire de la cathédrale Notre-Dame et sur les techniques utilisées dans la reconstruction.

En conclusion, la numérisation 3D a apporté de nombreux avantages dans la reconstruction de Notre-Dame de Paris. La précision et la vitesse de la numérisation 3D ont permis une collecte de données rapide et précise, évitant les erreurs et accélérant le processus de reconstruction. La planification et la collaboration ont également été concluantes grâce aux données numériques, tandis que la réduction des risques a permis de garantir la sécurité des travailleurs et de la structure de la cathédrale.

La création d’une base de données numérique permettra aux professionnels de mieux préserver la cathédrale Notre-Dame de Paris dans le temps. Cela pourrait se faire grâce à une surveillance et une maintenance préventive efficaces. La numérisation 3D couplée avec l’utilisation de la modélisation BIM est donc une technologie indispensable pour la reconstruction de bâtiments historiques et emblématiques tels que Notre-Dame de Paris.

Pour en savoir encore plus sur la reconstruction de Notre de Dame de Paris, découvrez notre article sur le rôle du Building Information Modeling, la technologie de pointe qui a permis la reconstruction de Notre Dame de Paris.