Imagine : la modélisation 3D dans une nouvelle ère
Qu’il s’agisse de simulations acoustiques, thermiques, de l’éclairage, de la qualité de l’air ou du trafic de véhicules, le recours à des modélisations en trois dimensions de bâtiments, voire de quartiers entiers, est devenu incontournable. Tout simplement parce que, quelle que soit la nature des études effectuées, toutes s’inscrivent dans un même cadre : celui du bâtiment et de la ville durables. Au CSTB, les maquettes numériques font partie du quotidien de bon nombre de ses équipes. Seul problème, la création de telles maquettes coûte cher. Leur réalisation peut prendre beaucoup de temps (de quelques semaines à plusieurs mois) aux équipes de graphistes en ayant la charge et elle exige parfois l’utilisation d’un matériel onéreux (télémètre laser) pas toujours évident à mettre en œuvre. "Du coup, l’idée de passer à la technique de "vision par ordinateur" prend tout son sens, déclare Jean-Philippe Pons, du CSTB. Dans cette branche de l’informatique, la photographie 3D arrive pleinement à maturité et peut servir, entre autres, à la création de modèles numériques."
Une précision inégalée
Le principe déployé en photo-modélisation est identique, dans son principe de base, à celui de la stéréoscopie. Seule différence majeure : au lieu de deux photos, il est possible de prendre jusqu’à plusieurs centaines de clichés de différents points de vue d’un même immeuble, d’une même zone ou d’un même quartier. Le matériel de base se révèle on ne peut plus simple : un appareil photo numérique et un logiciel permettent de "sortir" un modèle 3D sans aucune intervention humaine. Le résultat se révèle beaucoup plus précis que par la méthode classique. Rien n’échappe à cette technique ! Rebord de fenêtre ou fissure dans une façade, il est possible de travailler à une résolution très fine – et encore jamais atteinte – se situant au niveau du pixel. "L’outil informatique permettant de réaliser cette modélisation 3D à partir de photos numériques a été conçu conjointement par le CSTB et l’École Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC) de Marne-la-Vallée, détaille Jean-Philippe Pons. Pour ce faire, nous avons créé Imagine*, une structure commune ad hoc." Cette dernière intègre également les compétences de Bernard Vallet, un photographe professionnel qui réalise les prises de vue.
Un outil pour les collectivités locales, architectes et bureaux d’études
Plusieurs tests grandeur nature ont permis de valider la performance du programme réalisé par les parties prenantes d’Imagine. Aiguille du Midi à Chamonix-Mont-Blanc (Haute-Savoie), Abbaye de Cluny (Saône-et-Loire), calvaire de Tronoën (Finistère)… : peu importe la dimension des sites ou des objets à photographier, la précision reste de mise, avec l’interactivité en prime. Il est ainsi possible d’en voir toutes les façades, de "tourner" autour ou encore de zoomer sur des endroits précis. "La prestation que nous proposons concerne en premier lieu les collectivités territoriales, les architectes, les bureaux d’étude, etc., poursuit Jean-Philippe Pons. Le CSTB a d’ores et déjà réalisé une étude concernant l’éclairage de la façade d’une église en Allemagne." Une simulation qui, en interfaçant un autre logiciel de simulation d’éclairage (Phanie) également mis au point par le CSTB, a permis de tester différentes configurations d’éclairage en fonction de la position et de la nature des projecteurs et des spots. Pratique et efficace.
* Images, apprentissage et géométrie pour la numérisation de l’environnement.
Sur la plus haute marche du podium
L’outil de modélisation 3D développé dans le cadre d’Imagine a été comparé à des logiciels du même type conçus par d’autres équipes de recherche. Il s’agissait de réaliser des tests comparatifs pour étudier la performance de chacun de ces instruments en fonction de critères objectifs et comparables. Résultat de ce banc d’essai international : le produit d’Imagine a été systématiquement classé premier, quel que soit le critère pris en compte.
