La numérisation 3D, un outil utile pour la rénovation de bâtiments
31 août 2020
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Comment la numérisation 3D peut générer des gains de temps et des économies pour les clients
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Par Zilda Hijazin and David Kury
Cet article a été publié pour la première fois dans le neuvième numéro du magazine Design Quarterly de Stantec sous le titre « Scanning smarter ».
Il n’y a pas si longtemps, la capacité de voir virtuellement des lieux avec précision en trois dimensions et de s’y promener relevait de la science-fiction. Pensez à Google Earth : n’importe qui, peu importe où il se trouve, peut maintenant visiter n’importe quel endroit sur Terre, de notre cour arrière jusqu’aux pyramides d’Égypte. Aujourd’hui, les avancées dans le domaine de la représentation 3D rendent ces technologies plus accessibles que jamais. Les visites virtuelles extrêmement détaillées de bâtiments sont maintenant une réalité. Ces technologies présentent un énorme potentiel dans les secteurs de l’architecture et de la construction. Alors, comment les architectes et les concepteurs utilisent-ils ces outils numériques puissants pour saisir les espaces en 3D, en faire l’exploration et les documenter?
Chez Stantec, nos concepteurs se servent d’outils logiciels comme Matterport, un outil de balayage 3D qui a été initialement développé à des fins de marketing immobilier. La puissance de Matterport réside dans sa capacité à relier des milliers d’images. Il suffit de balayer un espace, deux mètres à la fois, pour que la caméra saisisse sur 360 degrés des images détaillées pouvant être agrandies. C’est essentiellement un outil de numérisation 3D.
Documenter les bâtiments existants
Lorsque nous marchons dans un lieu, nous saisissons une abondance d’informations que les dessins 2D et les photos classiques ne peuvent tout simplement pas nous divulguer. Nous avons découvert que Matterport est un outil fantastique pour documenter les conditions existantes d’un site, qu’il soit éloigné ou non. Maintenant, nous utilisons la numérisation 3D dans la plupart de nos projets de rénovation d’établissements de soins de santé en Colombie-Britannique. Dans le cas de bâtiments existants, que ce soit un espace clos ou autre, notre première étape consiste toujours à faire une numérisation par balayage pour en créer un jumeau numérique.
Par exemple, notre équipe à Victoria travaille sur un projet de rénovation de l’unité des chirurgies d’un jour d’un hôpital sur l’île de Vancouver. Les hôpitaux sont des endroits difficiles à documenter en détail en raison des activités qui s’y déroulent 24 heures par jour et des préoccupations en matière de lutte contre les infections. Nous pouvons rapidement faire la numérisation par balayage de pièces lors des périodes creuses d’activités pour minimiser les dérangements. Durant une pandémie comme celle de la COVID-19, plutôt que d’envoyer souvent nos employés dans des endroits dangereux, nous pouvons virtuellement parcourir les lieux maintes fois au moyen d’un simple clic à partir de nos postes de télétravail.
La puissance des échanges
Nous pensions que la fonctionnalité la plus utile de la numérisation 3D par balayage serait la capacité de lier le nuage de points générés à nos modèles numériques BIM et Revit. Mais selon notre expérience, ce que la représentation 3D a changé le plus, c’est la qualité des échanges que nous avons avec les clients et les consultants. Aucune image 2D ne peut fournir autant d’informations qu’un client qui se promène avec nous dans un bâtiment existant et qui nous montre comment et où il travaille. Maintenant, grâce à ces visites virtuelles, nous pouvons parler avec le client pendant qu’il se promène dans l’espace virtuel en 3D et ce, peu importe où nous nous trouvons. Nous sommes toujours étonnés de la profondeur et de la richesse des conversations qu’un environnement immersif peut générer. Une visite virtuelle permet au client de nous montrer des choses et de nous les expliquer en même temps. Nous pouvons pointer quelque chose et lui demander : À quoi ça sert? Vous servez-vous souvent de cette sortie de gaz à usage médical, ou de cet appareil d’éclairage? Le jumeau numérique nous permet d’aller à l’essentiel. Nous avons même commencé à dessiner directement sur les représentations virtuelles et à sauvegarder des captures d’écran comme notes de réunion. Même pour la conception d’un nouvel immeuble, une numérisation du bâtiment existant du client à l’aide de l’outil Matterport est utile pour comprendre comment et où se déroulent les activités. Une visite virtuelle 3D peut par exemple aider l’équipe de conception et le client à mettre au point le programme fonctionnel d’un nouvel hôpital.
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Un outil qui favorise la collaboration
Stantec est une grande entreprise composée d’experts partout dans le monde. Lorsque nous faisons venir un expert d’ailleurs pour une journée afin de rencontrer un client et discuter d’un projet, nous pouvons préalablement lui faire faire une visite virtuelle des lieux pour accélérer sa prise de connaissance du dossier. De manière similaire, une présentation 3D permet de discuter avec des fournisseurs du remplacement ou de la récupération de l’équipement existant. Quand on peut accéder virtuellement à un réfrigérateur pour en saisir le numéro de série, on obtient des réponses plus rapidement.
Lieux éloignés, entretien de biens immobiliers, remplacement d’équipement
La représentation 3D continue d’être utile bien après l’étape de conception terminée. Nous avons commencé à inclure des visites virtuelles dans nos documents contractuels. Nous envisageons aussi de recourir aux visites virtuelles afin d’accroître l’intérêt des entrepreneurs pour des projets situés dans des lieux éloignés. Ils pourraient ainsi revoir les conditions des lieux ou des installations autant de fois que nécessaire pendant la préparation de leur offre de services, et leurs sous-traitants pourraient aussi en prendre connaissance. Les données générées par l’outil Matterport offrent un grand potentiel d’utilisation par les clients. De nombreux organismes de santé de la région du Grand Vancouver (Colombie-Britannique) envisagent l’achat d’outils de numérisation 3D par balayage. Ces organismes sont responsables de l’entretien de nombreux établissements et ils désirent améliorer la manière dont est documenté l’état de chacun d’eux.
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Visualiser les infrastructures
Les bâtiments âgés sont parfois dotés d’infrastructures complexes. De multiples rénovations, ajouts et modifications rendent difficile l’évaluation des conditions existantes du bâtiment, autant pour le client que pour l’équipe de projet. Il arrive souvent que les plans ne soient plus à jour, ce qui oblige à vérifier bon nombre des décisions en matière de conception sur le terrain et durant les travaux. Un jumeau numérique des installations permet alors de repérer virtuellement l’emplacement d’une infrastructure dans un bâtiment.
Avant et après
Les numérisations 3D par balayage et les jumeaux numériques sont en voie de devenir d’excellents outils pour fournir une description détaillée d’un projet, avant et après sa réalisation. Idéalement, nous posséderons une bibliothèque de différents projets en 3D à montrer à des clients potentiels. Dans le cas d’un nouveau projet de maison de retraite, le client pourrait faire une visite virtuelle des trois derniers projets semblables que nous avons réalisés. C’est le meilleur moyen de promotion qui existe après une visite réelle de nos projets. Ces outils de numérisation 3D sont vraiment puissants.
Un nuage de points comme outil pour atténuer les risques
À Philadelphie et ailleurs, nous recourons aux nuages de points pour représenter en trois dimensions les lieux existants aussi précisément que possible. La technologie qui génère des nuages de points mise moins sur l’aspect visuel et plus sur la schématisation des données des conditions existantes en trois dimensions. Adéquatement réalisé, un nuage de points peut saisir et représenter la géométrie 3D des appareils installés dans les plafonds et les murs. Il permet de documenter les conditions existantes dans un seul modèle 3D avec précision. On peut ainsi visualiser des espaces qu’on ne verrait pas au moyen d’un relevé avec l’assurance que le modèle 3D est une représentation précise de la réalité. Le nuage de points que nous recevons de notre service qui effectue les balayages est très détaillé, alors nous simplifions les données pour pouvoir en faire un modèle BIM. Pour un client qui a subi des difficultés auparavant en raison des espaces incertains et problématiques de son bâtiment, les nuages de points permettent certaines validations avant la conception et la construction.
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Par exemple, un de nos clients possédait un très vieux bâtiment ayant été rénové de multiples fois et dont les systèmes mécaniques, d’électricité et de plomberie et les structures étaient mal documentés. Lors de précédents travaux, le client avait fait face à des problèmes majeurs ayant entraîné des coûts additionnels et des retards. Pour contribuer au succès de notre approche et mieux servir notre client, nous avons décidé de recourir à un jumeau numérique afin de proposer des solutions de conception d’une grande précision. Nous avons utilisé la plateforme infonuagique de gestion des jumeaux numériques Cintoo. Les nuages de points produits par balayage et nos outils de gestion des données nous ont aidés à rassembler et à comprendre les conditions existantes et à atténuer les risques du projet. À l’aide de Cintoo — et du soutien de nos collègues en technologies géospatiales basés à Edmonton, en Alberta — nous avons été en mesure d’intégrer de façon harmonieuse les données issues du jumeau numérique dans nos outils BIM et Revit.
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Vérifier les conflits décelés
Nous pouvons nous servir du nuage de points représentant le bâtiment existant pour déceler les conflits dans notre modèle BIM. Les données du nuage de points sont versées dans notre modèle et nous continuons la conception et les documents de la manière habituelle. Mais cette superposition du bâtiment existant nous permet de faire des vérifications en cours de conception.
Par exemple, s’il faut démolir un mur, nous pouvons vérifier si cela entraînera des problèmes majeurs pour les systèmes mécaniques. Cette façon de faire élimine les incertitudes et permet de prendre des décisions éclairées concernant la rénovation. Généralement, l’investissement fait dans la numérisation par balayage et la détection des conflits à l’étape de conception nous permet de vérifier les livrables et par conséquent, de diminuer les changements à l’étape de construction. Puisque les modifications en cours de travaux entraînent des coûts importants, nos efforts pour les minimiser se soldent par des économies pour notre client. Avec le nuage de points jumelé à nos dessins, nous fournissons au client un modèle très précis des lieux existants qui lui sert à approuver notre conception, et qui sera aussi utile aux architectes, aux concepteurs et aux ingénieurs lors de futurs travaux de rénovation.
La technologie de numérisation 3D est un ajout important à la boîte à outils des architectes, et nous ne faisons que commencer à en saisir tout le potentiel.
Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de Stantec.
À propos des auteurs :
Zilda Hijazin est une architecte spécialisée dans la conception et la planification d’établissements de soins de santé. Basée à Philadelphie, elle et son équipe prennent en charge des projets, de la conception à la réalisation.
L’architecte David Kury travaille au bureau de Stantec situé à Victoria et réalise des projets d’établissements de soins de santé en Colombie-Britannique. Récemment, il a participé à la conception de deux nouveaux hôpitaux de soins de courte durée sur l’île de Vancouver.
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