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Numérisation 3d : démocratisation progressive

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Aéronautique, automobile, architecture, mais aussi bijouterie, police scientifique, ou médical… de plus en plus de secteurs s’intéressent aux possibilités de numérisation 3D. La technologie est mature, de plus en plus de sociétés proposent leurs services, et les applications se multiplient. La numérisation 3D a souvent pour objectif une démarche de rétro-ingénierie, c’est-à-dire obtenir une cartographie, un plan 2D ou une maquette numérique 3D d’un objet, d’une scène ou d’une construction.

ntroduire le réel sur l’écran de son ordinateur, c’est l’objectif de la numérisation 3D. Il s’agit de récupérer la géométrie, les dimensions et parfois les textures d’objets, de scènes, ou de constructions humaines sous leur représentation numérique. Dans le cadre d’une rétro-conception, cette forme doit être modifiable à l’aide d’un modeleur CAO. La technique la plus courante consiste à utiliser un scanner 3D qui projette un faisceau laser ou des franges lumineuses sur l’objet et en mesure les réflexions. Parfois, il est nécessaire d’effectuer plusieurs scans à des positions différentes que l’on recale pour obtenir une représentation globale. On obtient un nuage de points que des logiciels spécialisés permettent d’analyser pour en extraire le modèle 3D surfacique ou solide, selon les besoins. Il est également possible de récupérer et d’exploiter directement ce nuage de points dans un logiciel de CAO comme Inventor ou Solidworks qui intègrent des fonctions appropriées, ou des outils comme Luxion pour une visite en réalité virtuelle.

Pourquoi ?

Les raisons de se lancer dans la rétroconception ? Elles sont nombreuses. La conception originelle n’est pas supportée par une documentation suffisante ou adéquate. Les plans n’existent plus, ou le modèle CAO disponible n’est pas assez détaillé pour soutenir des modifications. Le fabricant originel a disparu ou ne fabrique plus le produit, mais il y a des besoins pour le produit. Un composant est cassé et il n’y a aucune source d’approvisionnement. On souhaite analyser le produit de la concurrence ou l’imprimer en 3D. Ou encore comparer le modèle théorique (CAO) et la pièce fabriquée ou la pièce ayant fonctionné un certain temps pour contrôler son usure.

Bref, les besoins se multiplient, tout comme les secteurs qui font appel à cette technique. L’automobile, l’aéronautique, les moulistes et fabricants d’outillages, mais aussi la bijouterie, la médecine, les designers, l’industrie du cycle… Tous ces domaines manufacturiers exploitent à divers titres les technologies de rétroingénierie. Mais c’est sans doute le secteur du bâtiment et de l’urbanisme qui sont les plus gros consommateurs de scans 3D. François Metteil, Directeur Trimble Mep France : « dans le domaine du BTP, les plans sont parfois absents, ou pas à jour. Les projets BIM de réhabilitation sont de plus en plus nombreux et ils exigent une maquette 3D. Difficile de la construire à partir de relevés manuels. D’où la démocratisation des scanners 3D et de leur logiciel de traitement. »

La technologie est mature

Si les applications se multiplient, c’est aussi parce que la technologie arrive à maturité. Pour un scanner 3D sur trépied et son logiciel dédié, le ticket d’entrée démarre à 40 K€. Les prix ne baissent pas depuis 4-5 ans, mais les performances progressent largement. La vitesse d’acquisition a été multipliée par 10 en moins de 10 ans, tout en augmentant la résolution et les détails captés. Les caméras associées aux scanners facilitent la lecture des nuages de points et permettent en plus de saisir la texture des matériaux. Côté utilisation, l’opérateur est de plus en plus guidé, notamment pour paramétrer le scanner en fonction de son cas d’application. Les limitations techniques tombent les unes après les autres. Même les spray matifiant les surfaces réfléchissantes ne sont guère employés désormais tant les scanners et logiciels ont fait de progrès. Résultat : 33 000 m2 scannés sur la ville de Dijon avec un Scanner 3D sur trépied par un seul opérateur. Par ailleurs, les solutions disponibles sont nombreuses. Depuis les scanners manuels popularisés par Creaform notamment, pour l’acquisition de petites pièces, jusqu’aux modèles sur trépied de Trimble, Leica ou encore Faro, capables de travailler jusqu’à des distances de 300 m. Sans compter ceux qui sont installés sur banc fixe, bras multi-axes ou au bout d’un bras robot. Si le faisceau laser est majoritaire, les technologies à base de projection de franges de lumière sont plus adaptées aux pièces techniques aux formes complexes. Plus coûteuses, elles sont aussi plus précises et s’affranchissent des matériaux fortement réfléchissants ou au contraire totalement absorbants. Côté logiciel, là aussi les progrès sont notables. Les outils récents sont capables de traiter des nuages de 100 millions de points. Si votre machine montre ses limites, vous pouvez cependant scinder le nuage en plusieurs lots. Ils disposent de fonctions semi-automatiques pour extraire les géométries remarquables au sein des nuages, et les mailler. S’équiper ou sous-traiter ? Du coup, pas mal d’entreprises se sont équipées récemment. Les grands de l’aéronautique, de l’automobile ou du bâtiment ont été les premiers à sauter le pas. Ils ont des besoins récurrents, les moyens financiers et humains. Si les PME investissent elles aussi progressivement la ...  >> Abonnez-vous pour lire l'article en entier

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