À quoi servent les modèles 3D ?

Un tour d'horizon des usages de la modélisation 3D, du prototypage à la conduite de chantier, et de ses bénéfices concrets pour la construction.

Illustration abstraite aux couleurs Tech-Alsace

La modélisation 3D est une technologie très répandue, utilisée par de nombreux secteurs à des fins variées.

  • Planification des bâtiments à l'aide de la visualisation architecturale.
  • Visites virtuelles en 3D dans l'immobilier.
  • Création de jeux vidéo et de films.
  • Recherche académique.

Le secteur de la construction a lui aussi développé de nombreux usages de la modélisation 3D, avec des techniques en constante évolution.

Trois usages concrets sur un chantier

Des techniques désormais courantes sur le terrain, en complément des méthodes traditionnelles d'arpentage.

Contrôle de la machine

La modélisation 3D permet un contrôle des machines plus précis, efficace et économique. Au lieu d'utiliser des piquets d'arpentage traditionnels, les opérateurs visualisent le chantier directement sur un écran depuis la cabine : un système de capteurs guide la machine à partir des mesures du modèle 3D. Les excavatrices, rétrocaveuses et bulldozers peuvent être équipés d'ordinateurs de bord, et leurs lames ou godets de dispositifs GPS. Le modèle 3D, référencé aux coordonnées GPS, est chargé sur ces ordinateurs de bord, qui communiquent avec les récepteurs et les commandes de la machine. Au fur et à mesure que l'engin se déplace, le GPS enregistre sa position, et l'ordinateur ajuste automatiquement les lames ou godets aux profondeurs ou élévations requises, pour un nivellement régulier et précis des routes, trottoirs et parkings.

Disposition du site

Les modèles 3D servent aussi à communiquer la disposition d'un site, y compris l'emplacement des équipements et des éléments de paysage : réseaux électriques, éclairage, canalisations d'eau et d'eaux usées, conduites de gaz, aménagement paysager, bordures, mobilier urbain, etc. Connaître à l'avance l'emplacement de ces éléments permet aux équipes de les préparer plus tôt et d'éviter des reprises de terrassement.

Rapports d'étape et plans tels que construits

Les modèles 3D permettent également de suivre l'avancement d'un projet et de produire des plans « tels que construits », c'est-à-dire des dessins révisés remis à l'achèvement d'un chantier. De nouvelles données peuvent être collectées tout au long du projet pour mettre à jour le modèle, qui pourra ensuite servir tout au long du cycle de vie de l'installation : maintenance, exploitation, gestion des actifs.

Les avantages des modèles 3D pour les terrassements

AvantageCe que ça change
Précision accrue du planLa modélisation 3D révèle les conflits et incohérences avant le début des travaux, ce qui réduit les reprises et les coûts.
Précision accrue sur le terrainLes machines disposant des mêmes données que l'arpenteur, les opérateurs suivent plus facilement les plans du projet sans se fier uniquement aux repères de chantier.
Réduction des coûts d'arpentageLa modélisation 3D limite le besoin de vérifications de niveau répétées.
Fonctionnement plus efficace des machinesLes déplacements suivent précisément les mesures du modèle, ce qui réduit aussi les coûts de carburant et d'entretien.
Réduction des coûts de matières premièresAtteindre l'objectif dès le premier passage limite le gaspillage de matériaux.
Réduction des coûts de main-d'œuvreUne partie des tâches de l'opérateur est automatisée, ce qui réduit les erreurs et accélère le travail.
Communication amélioréeLes modèles 3D permettent de partager l'information de façon visuelle avec toutes les parties prenantes d'un projet.
Polyvalence des donnéesUn même modèle peut être réutilisé pour le nivellement, les réseaux ou l'aménagement paysager.
SELON LA FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION

Un rapport du département américain des transports indique que l'utilisation d'un modèle 3D peut réduire les coûts globaux d'un projet de 4 à 6 %, et augmenter l'efficacité des travaux de terrassement de 15 à 25 %.