Le projet
Dans le cadre d’un projet d’aménagement, nous avons relevé et modélisé un atelier de finition d’un site de production de ALSTOM TRANSPORT. Situé à Belfort, c’est dans ce bâtiment que sont fabriquées les motrices des premières rames du TGV du futur, baptisé TGV-M !
L’objectif de cette opération était de livrer à l’exploitant du bâtiment un référentiel spatial lui permettant d’optimiser les aménagements qui seront apportés aux lignes de production. Par ailleurs, le jumeau numérique du bâtiment viendra renforcer la transition vers l’industrie du futur qui s’opère sur ce site particulièrement ancré dans l’innovation, notamment sur le volet de la production.
La solution apportée
Produits sur la base d’une seule captation, la maquette BIM et le jumeau numérique façon «Google Street View » du bâtiment furent ainsi les deux livrables sélectionnées par Alstom. La première faisant office de référentiel géométrique modulable, et la seconde d’alternative photoréaliste, collaborative et accessible depuis le web (ne nécessite ainsi aucun équipement ou logiciel d’exploitation spécifique).
L’atelier de production s’étend sur un seul niveau composé d’une allée de circulation centrale, entourée d’espaces particulièrement encombrés par des passerelles métalliques, lignes de production, des motrices et du matériel de production. Ces deux configurations très distinctes auront d’ailleurs été des éléments déterminant lors de la sélection des solutions de scan.
Malgré l’encombrement et la surface du bâtiment, le relevé aura été mené en seulement 7 heures grâce à la combinaison de plusieurs technologies de scanner laser 3D. Nous vous proposons ci-dessous plus de détails concernant cette opération et l’exploitation finale des deux jumeaux numériques livrés.
Un protocole de relevé multi-technologiques
Afin de mener cette intervention dans les meilleurs délais, tout en capturant des données d’une précision optimale quant à leurs futures exploitations, nous avons opté pour un relevé combinant différent scanner 3D.
Compte tenu des spécificités du bâtiment et du cahier des charges, nous avons tout d’abord choisi d’exploiter la mobilité et la capacité de captation du scanner NavVis M6 sur le rez-de-chaussée du bâtiment et l’allée de circulation principale. Ainsi, nous avons pu numériser l’ensemble cette zone très rapidement, tout en balayant les abords des zones encombrées à proximité.
Parallèlement, nous avons complété le relevé avec un scanner statique Faro X130 permettant d’accéder aux parties les moins accessibles (allées de circulation et passerelles en hauteur) et de bénéficier d’une plus grande précision de captation sur les composantes sujettes à une modélisation plus détaillée. Afin d’assembler les différents jeux de données capturés, nous avons utilisé des sphères de recalage et des GCP qui ont été placées au sol.
Opter pour un relevé 3D du bâtiment combinant plusieurs solution de scan 3D nous a ainsi permis de tirer le meilleur parti de chacune d’entre elles et d’optimiser notre intervention.
L’exploitation des jumeaux numériques
La maquette numérique BIM
Un projet « Scan to BIM »
La maquette numérique BIM livrée résulte d’un process « scan to BIM », c’est-à-dire d’une modélisation 3D du bâtiment basée sur le nuage de points capté lors de notre intervention sur site. Nous reviendrons plus en détail sur les avantages de cette méthode plus loin dans l’article. Si vous souhaitez en savoir plus sur les différentes étapes qui la composent, nous vous invitons à lire notre article sur le scan to BIM.
Un niveau de détail géométrique adapté
Afin d’optimiser les coûts et délais de livraison de la maquette, tout en répondant aux besoins du client, chaque zone du bâtiment a été modélisée à un niveau de détail précis.
Ainsi, les structures et réseaux (électricité, plomberie, air comprimé, etc.) ont été modélisés au LOD 300, puisqu’ils étaient fortement impliqués dans les aménagements prévus. Cela a également permis de détecter rapidement des conflits d’implantations entre des composantes ayant des similitudes, comme des passerelles et des alimentations électriques par exemple.
Inversement, la structure et la charpente du bâtiment ont été modélisées au LOD 200, puisqu’elles ne sont pas impliquées dans les simulations d’aménagements envisagées à l’intérieur du bâtiment.
Finalement, les machines ont été représentées sous la forme de « bounding boxes » simples (parallélépipèdes rectangles représentatifs d’un volume). Ces dernières seront à terme remplacer par les objets 3D de chaque modèle de machines dont dispose Alstom, et ce dans le logiciel Catia.
Le jumeau numérique façon « Google Street View »
Afin de proposer un jumeau numérique exploitable par les services généraux et les équipes de maintenance, nous avons également livré un jumeau numérique façon «Google Street View » du bâtiment. Celui-ci s’apparente à une visite virtuelle collaborative, créée sur la base du nuage de points et des photos panoramiques systématiquement capturées par nos solutions de scan.
L’avantage de cette alternative à la maquette BIM réside dans son accessibilité. En effet, ce jumeau numérique est accessible depuis notre plateforme web, et ne nécessite donc aucun logiciel ou équipement spécifique pour être exploité. Au contraire, les fonctionnalités collaboratives de notre plateforme (prise de mesures, surfaces, ajout et édition de points d’intérêts géoréférencés, partage de vue, etc.) permettent d’exploiter celui-ci facilement.
Ainsi, l’ensemble des acteurs du bâtiment (mainteneurs, facility managers, équipes commerciales ou marketing, etc.) bénéficient de ce référentiel spatial ouvrant sur une multitude de cas d’usage.
Les avantages du procédé de scan to BIM
En modélisant sur la base du nuage de points capturé, nous avons pu bénéficier d’une empreinte 3D représentative du bâtiment et de ce qu’il y a à l’intérieur (machines, structures, réseaux, etc.). Bénéficier de ce calque 3D sur lequel se baser nous permet d’être plus précis en phase de modélisation, mais aussi plus rapide.
En se calquant sur cette empreinte 3D, nous livrons une maquette qualifiée de « As-Built » (telle que construite), parfaitement exploitable en phase de Gestion Exploitation Maintenance et intégrable à un futur DOE numérique (Dossier des Ouvrages Exécutés).
Par ailleurs, en se basant sur le nuage de points, aucun doute n’émane de la conformité des données. Cela n’est pas systématique lorsque l’on modélise sur la base de plans 2D, dont la tenue à jour suppose parfois bien des interrogations auxquelles seules des visites sur site peuvent répondre.
Finalement, comme nous l’expliquions ci-dessus, nous avons également livré un jumeau numérique façon « Google Street View » du bâtiment. Celui-ci fut un réel support d’aide à la modélisation, puisqu’il a permis aux modeleurs de naviguer virtuellement dans le bâtiment depuis notre plateforme web. Ainsi, il peut effectuer des vérifications à distance et avoir accès à des informations contextualisées, ce qui fut d’une aide précieuse sur la modélisation des réseaux notamment.
Pour aller plus loin
Scan to BIM : 12 steps to bring an existing building into BIM
Comment est fabriqué le train du futur made in France ?
