Tous les usages du drone
JULIE NICOLAS | le 30/03/2018 | Architecture, Réalisations, Bas-Rhin, Seine-et-Marne
Grâce aux drones, il est plus facile d'acquérir des données complètes et précises sur un ouvrage. A condition de bien définir les besoins avant le décollage.
Septembre 2017 : l'ouragan Irma détruit près d'un million de mètres carrés de toiture sur l'île de Saint-Martin, aux Antilles. Il faut reconstruire et vite ! Christian Nopper, gérant de la société Web2vi, se rend sur place pour former les couvreurs à l'usage du drone couplé à sa solution de devis en ligne : « Nous étions installés au cœur de l'île, seul point avec un accès Internet. Les drones survolaient les bâtiments dans la journée, les informations étaient traitées la nuit afin de reconstituer les édifices en 3D. Le lendemain, nous réalisions les devis. » Cet exemple illustre tout l'intérêt du drone : l'appareil est particulièrement utile pour numériser rapidement de vastes espaces. « Le potentiel de ce nouvel outil dépend avant tout de l'usage qui sera fait des données collectées », estime, pragmatique, Souheil Soubra, directeur des technologies de l'information du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB).
Choix des capteurs. En l'occurrence, l'intérêt du drone réside surtout dans les capteurs qu'il embarque. Et les professionnels ont l'embarras du choix. Pour obtenir des informations précises au centimètre près, un appareil photo HD est le plus fréquemment utilisé. Depuis peu, les industriels proposent aussi des drones équipés de scanner laser 3D. Ces appareils sont particulièrement adaptés pour surveiller les détériorations d'un ouvrage d'art, effectuer un diagnostic sur une toiture inaccessible ou analyser en détail l'enveloppe d'un monument historique. Plus classique, « la photogrammétrie, où chaque photo est géoréférencée, permet de réaliser une représentation 3D d'un bâtiment, afin d'y mesurer distances et surfaces », complète Christian Nopper.
Tous les projets ne requièrent pas une telle précision. Ainsi, pour filmer l’avancée du chantier, Artelia utilise des drones équipés de caméras. « L’objectif est de comparer d’un coup d’œil le construit et les prévisions en building information modeling (BIM) », rappelle Sébastien Réra, responsable innovation au sein de la branche planification et organisation d’Artelia. Et d’ajouter : « L’important est donc de pouvoir adopter le même point de vue sur le chantier, que ce soit pour le drone ou la maquette numérique de conception. »
Prospective. Si le drone propose de nombreux usages dans le BTP, « pour que le marché décolle réellement, il faut des services à valeur ajoutée », souligne Souheil Soubra. Le CSTB propose d’ailleurs Decision3D, qui permet de capter un environnement suivant un cahier des charges précis. « Nous travaillons avec des télépilotes qui prennent en charge la sécurité du survol et les autorisations administratives », poursuit-il. A lui d'adapter le plan de vol en fonction du rendu souhaité.
Le centre de recherche dispose ainsi d'une numérisation des 12 ha de son site de Champs-sur-Marne (Seine-et-Marne), où chaque pixel correspond à un centimètre carré. La modélisation en haute définition intègre aussi quelques édifices en BIM. Enfin, le CSTB participe au projet building indoor-outdoor mode-ling (Biom) qui vient d'être lancé. Son objectif : représenter automatiquement et de façon simultanée l'intérieur et l'extérieur des bâtiments. Une gageure, puisque ces espaces sont numérisés avec des outils différents (drones, scanner laser 3D…) et utilisent plusieurs référentiels. Le résultat devrait marquer une étape majeure dans la numérisation des bâtiments.
Bâti au XIIIe siècle, le château de la Petite-Pierre (Bas-Rhin) a été construit pour être inaccessible : il est posé sur un rocher de 30 m de haut dominant une colline couverte de forêts. Son seul accès emprunte un passage qui mesure moins de 2 m de large. La rénovation de cet édifice, classé monument historique, concerne actuellement les toitures. Au préalable, il a été nécessaire d'évaluer les travaux à effectuer.
Un survol en trois étapes. Une mission à laquelle Christian Nopper, gérant de la société Web2vi et télépilote de drone, a participé : « Le survol s'est déroulé en trois étapes : un vol de reconnaissance du site afin d'identifier les zones à réparer pour le couvreur ; puis un vol de diagnostic technique, au cours duquel le drone s'est approché à 1 m des zones où des problèmes potentiels ont été détectés ; enfin, la réalisation d'un vol métré après programmation précise de la trajectoire du drone. L'appareil a alors pris des photos géoréférencées pour permettre une reconstitution en 3D de l'ouvrage. » Une centaine de clichés ont été pris lors de ce dernier vol.
Grâce au modèle 3D, le couvreur a pu mesurer précisément les dimensions des toitures « dans leur totalité, celles-ci n'étant accessibles que depuis la cour intérieure », précise Christian Nopper. Le résultat a par ailleurs fourni des preuves concrètes des actions à engager. Couplée à la base de données de travaux de la plate-forme Web2vi, la restitution obtenue a enfin permis de réaliser rapidement un devis détaillé.
Sur l'île de la Réunion, la liaison entre les villes de Saint-Paul et du Port emprunte deux ponts qui traversent la rivière des Galets. L'un de ces ouvrages, vétuste, ne peut être utilisé par les poids lourds et menace de s'effondrer lors des tempêtes tropicales. D'où la nécessité de réaliser un nouveau franchissement. Cet ouvrage de 430 m de long est aujourd'hui en construction. « Afin de mener à bien les études, nous devions connaître précisément les terrassements à réaliser dans le lit de la rivière, dont la topographie varie énormément à chaque cyclone », commente Maud Guizol, responsable du déploiement du BIM chez Colas.
Ajustement des travaux. En juillet 2016, un relevé par drone a donc été réalisé afin de procéder à un état des lieux et de le comparer avec les documents existants. Une fois le plan de vol et l'altitude définis, l'appareil a réalisé une série de prises de vues qui, grâce à des cibles installées au sol, ont été géoréférencées. « L'ensemble nous a servi à produire un nuage de points sur une superficie de 20 ha », indique Guillaume Tignon, BIM modélisateur. Le relevé a servi à la conception des plans de méthodes, d'exécution et aux métrés. Un autre survol à l'issue de la saison des cyclones est prévu. Cette évaluation des modifications du terrain permettra d'ajuster les travaux si nécessaire.
Le centre commercial Carré Sénart (Seine-et-Marne) est l'un des plus importants d'Ile-de-France. En 2015, il a été agrandi avec 30 500 m2 de commerces et avec la reconstruction de 110 000 m2 de parkings sur un site historique de 83 000 m2 bâti au début des années 2000. « La priorité de la foncière Unibail-Rodamco était de maintenir l'exploitation du centre commercial pendant les travaux, d'où la nécessité de gérer très précisément les plannings et le phasage », insiste Pierre Pécout, directeur de la branche planification et organisation chez Artelia.
Complément des méthodes habituelles. L'ingénieriste a donc expérimenté l'utilisation d'un drone pour le suivi de chantier, en complément des méthodes habituelles. « Afin de pouvoir comparer visuellement la réalité de l'avancement des travaux avec le modèle 4D associé, la maquette numérique a dû être adaptée, en particulier sur les éléments de structure », explique Sébastien Réra, responsable innovation au sein de la branche d'Artelia. Par exemple, les poteaux béton toute hauteur du modèle numérique ont dû être « découpés » par niveaux pour que la fiction tienne compte de la réalité constructive. Le drone a ensuite survolé le chantier régulièrement suivant un plan de vol identique, ce qui a permis d'évaluer les retards de manière précise.
