La création de modèles 3D à partir du réel : comment ça marche ?

Scanner un objet, un bâtiment ou un site pour en tirer un modèle numérique exploitable : voici les grandes méthodes utilisées, du relevé sur le terrain jusqu'au fichier 3D final.

Illustration abstraite aux couleurs Tech-Alsace

Les méthodes de création de modèles 3D

Chaque technique de capture a ses forces et ses limites : le choix dépend de la taille du sujet, de la précision recherchée et du terrain.

Capture laser

Le scanner LiDAR

Le LiDAR (Light Detection And Ranging) mesure la distance entre un capteur et son environnement en envoyant des impulsions laser et en chronométrant leur retour. Répété des milliers de fois par seconde, ce principe produit un nuage de points dense et précis, qui restitue fidèlement la géométrie d'un lieu ou d'un objet.

  • relevés topographiques et bâtiments
  • sites étendus ou difficiles d'accès
  • bonne précision même en extérieur
Capture photo

La photogrammétrie

La photogrammétrie reconstruit un objet ou un paysage à partir d'une série de photographies prises sous plusieurs angles, au sol comme depuis un drone. Un logiciel repère les points communs entre les clichés pour recalculer leur position dans l'espace et en déduire un nuage de points, puis un maillage 3D texturé.

  • objets de petite à grande taille
  • relevés aériens par drone
  • rendu fidèle des couleurs et textures
Capture optique

Le scanner 3D à lumière structurée

Utilisé à courte distance, ce type de scanner, souvent portatif, projette une trame de lumière sur l'objet et observe sa déformation pour calculer sa forme en trois dimensions. Il offre une très bonne précision sur de petits objets, avec une portée plus limitée que le LiDAR ou la photogrammétrie.

  • petits objets et pièces mécaniques
  • numérisation en atelier
  • contrôle qualité et rétro-ingénierie

Du relevé de terrain au modèle 3D exploitable

Quelle que soit la technique de capture retenue, la reconstruction suit globalement les mêmes grandes étapes.

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    Capture des données

    Le site ou l'objet est scanné (LiDAR, scanner optique) ou photographié sous plusieurs angles (photogrammétrie). Un relevé initial fixe des points de référence pour recaler l'ensemble des prises entre elles.

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    Nuage de points

    Les mesures sont assemblées en un nuage de points : une multitude de coordonnées dans l'espace qui dessinent la forme brute du sujet capturé.

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    Maillage et nettoyage

    Le nuage de points est transformé en maillage, un ensemble de surfaces reliées entre elles, puis nettoyé : suppression du bruit, comblement des trous, simplification de la géométrie.

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    Modèle 3D exploitable

    Le maillage nettoyé devient un modèle utilisable : consultation, plan, impression 3D, ou reprise dans un logiciel de modélisation pour d'autres usages.

Questions fréquentes

Quelle précision peut-on attendre de ces techniques ?
Cela dépend surtout du matériel utilisé et de la distance de capture. Un scanner portatif de courte portée est en général plus précis sur un petit objet qu'un LiDAR aérien pensé pour un rendu à plus grande échelle.
Ces méthodes coûtent-elles cher ?
Le coût varie selon la technique retenue, le matériel nécessaire et la surface ou le volume à capturer. Un devis se construit au cas par cas selon le besoin réel.
À quoi sert un modèle 3D issu d'une capture du réel ?
Les usages sont variés : documentation d'un site existant, base de travail pour une impression 3D, support de conception, contrôle qualité, ou archivage numérique d'un objet ou d'un lieu.
Faut-il un matériel spécifique pour se lancer ?
Oui. La photogrammétrie demande un appareil photo, voire un drone, et un logiciel de traitement, tandis que le LiDAR et les scanners à lumière structurée nécessitent un capteur dédié.

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