L'accès à un bâtiment patrimonial est souvent difficile. Il arrive que les échafaudages ne soient en place que pour une semaine, que l'église ne soit ouverte que le mardi, ou que vous ne disposiez que d'un après-midi lorsque quelqu'un d'autre détient les clés. Déterminez la norme à laquelle votre livrable doit répondre, planifiez le relevé du bâtiment par sessions qui se chevauchent, utilisez le LiDAR pour la structure principale et la photogrammétrie pour les détails, et notez tout ce que vous n'avez pas pu atteindre.
Le scan en lui-même est simple. Mais si vous choisissez la mauvaise norme, vous risquez d'acheter du matériel coûteux dont vous n'avez pas besoin, ou de réaliser trop tard que vos relevés sont insuffisants une fois que vous n'avez plus accès au bâtiment. Détecter une lacune pendant que vous êtes sur place est facile à corriger, mais s'en rendre compte plus tard signifie devoir revenir.
La séquence
Étape 1 : Déterminer la norme applicable
Découvrez qui définit la norme pour votre projet avant de choisir votre méthode, car ce n'est généralement pas à vous d'en décider.
Aux États-Unis, la documentation archivistique suit les normes et directives du Secrétaire à l'Intérieur pour la documentation architecturale et technique, auxquelles sont soumis les relevés du Historic American Buildings Survey. Le National Park Service, qui gère ce relevé, décrit les équipes originales mesurant les bâtiments au huitième de pouce près, passant des semaines par structure avec des rubans à mesurer et des niveaux de chantier.
Les plans mesurés d'archives et les projets financés par le gouvernement fédéral nécessitent un équipement de scan terrestre et une personne formée pour l'utiliser, qu'il s'agisse d'un cabinet de documentation que vous engagez ou d'une compétence que vous développez en interne. Le Georgia O’Keeffe Museum a choisi la seconde option, en formant deux personnes sans expérience préalable en 3D en quelques semaines. Les dossiers d'état des lieux, les études de planification, les demandes de subvention et les références d'entrepreneurs se satisfont très bien d'une capture par téléphone, ce qui couvre la plupart des travaux de restauration.
Tout ce qui sort du cadre archivistique est défini par quelqu'un plus proche de vous : un bureau de préservation historique de l'État, une commission locale des monuments, une condition de subvention ou le client. Demandez ce qui s'applique plutôt que de supposer, car la réponse modifie votre budget et pas seulement votre méthode. Le scan terrestre et un téléphone ne représentent pas le même ordre de coût.
Relevé interprétatif par rapport au relevé métrique. Le relevé interprétatif établit ce qu'est un bâtiment, comment il a été construit et ce qui a changé, et ne nécessite pas nécessairement de données mesurées. Le relevé métrique produit des données spatiales selon une spécification technique. Leurs directives sont rédigées pour l'Angleterre plutôt que pour les États-Unis, mais la distinction est universelle, et savoir ce dont votre projet a besoin vous indique si vous devez commander un relevé ou envoyer quelqu'un avec un téléphone et un carnet.
Étape 2 : Planifier le bâtiment par sessions
Vous ne pouvez généralement pas scanner un bâtiment patrimonial en une seule fois. Décider où diviser les sessions est une partie importante de la planification.
Divisez les sessions au niveau des étages et des portes, pas au milieu d'une pièce. Les limites dans les espaces ouverts sont difficiles à faire correspondre plus tard. Les pièces, les couloirs et les escaliers sont de bons endroits pour diviser vos sessions.
Assurez-vous que chaque session chevauche la suivante. Capturez les portes ou les seuils des deux côtés afin que les sessions partagent une partie du maillage, car cela aide le système à assembler les pièces entre elles.
Parcourez le bâtiment avant de commencer à scanner. Repérez les zones délicates, comme une nef où vous ne pouvez pas garder la même distance par rapport aux murs, des escaliers aux formes répétitives, des caves sombres ou des pièces encombrées de meubles. Ces endroits peuvent prendre plus de temps ou nécessiter une approche différente, il est donc préférable de les identifier avant de commencer.
Prévoyez de scanner l'extérieur séparément. Si vous ne pouvez photographier un mur qu'en étant de l'autre côté de la rue, utilisez la photogrammétrie plutôt que le LiDAR. Pour les façades de plus de deux étages, vous pourriez avoir besoin d'un drone ou d'un objectif plus long.
Étape 3 : Capturer l'enveloppe
Commencez par capturer la forme du bâtiment avec le LiDAR, pièce par pièce, et terminez chacune d'elles avant de passer à la suivante.
Marchez lentement le long des bords de chaque pièce, en gardant votre appareil dirigé vers le centre.
Scannez du sol jusqu'au plafond. Si vous ne scannez qu'à hauteur d'yeux, vous manquerez des détails comme la base du mur ou les changements de hauteur sous plafond, qui sont importants dans les bâtiments historiques.
Travaillez depuis le sol et utilisez des points d'accès sécurisés. Si vous avez besoin d'examiner de plus près un détail que vous ne pouvez pas atteindre, utilisez la photogrammétrie avec un objectif plus long plutôt que d'appuyer une échelle contre des surfaces anciennes.
Vérifiez vos scans avant de quitter chaque zone. Si vous découvrez une zone manquante pendant que vous êtes encore sur place, il ne faut que quelques minutes pour la corriger. Si vous vous en apercevez plus tard à votre bureau, vous pourriez devoir attendre des semaines pour pouvoir y retourner.
Étape 4 : Capturez les détails séparément
Dans la mesure du possible, capturez les détails décoratifs séparément, car le scan d'une pièce entière ne permettra pas de saisir la finesse des sculptures ou des ornements.
Pour des éléments tels que les chapiteaux sculptés, les moulures en plâtre, les inscriptions commémoratives et les ferronneries décoratives, utilisez le mode Objet de Polycam. Tournez autour de l'objet, prenez de nombreuses photos qui se chevauchent sous différents angles et traitez-les comme un modèle distinct.
Choisissez la méthode de reconstruction adaptée à l'objectif de votre capture. La photogrammétrie vous fournit un maillage modifiable, utilisable par un tailleur de pierre ou un menuisier. Les « Gaussian splats » offrent un rendu photoréaliste, idéal lorsque la finition de surface, la patine ou la couche de peinture est importante. Historic England propose des conseils sur les applications photogrammétriques pour le patrimoine culturel, notamment les techniques de « structure-from-motion », qui correspondent au fonctionnement d'un smartphone.
N'utilisez jamais de spray de scan sur des surfaces historiques. Les sprays matifiants sont courants pour les objets brillants ou transparents et peuvent aider à produire un maillage détaillé, mais ne les utilisez pas sur des matériaux d'origine, des surfaces peintes ou tout élément présentant une patine. Si vous rencontrez des difficultés avec le verre ou la pierre polie, ajustez vos angles de capture ou votre éclairage, ou nettoyez le scan ultérieurement. Pour en savoir plus, consultez Comment gérer le verre réfléchissant et les miroirs dans les scans 3D.
Étape 5 : Enregistrez ce que vous n'avez pas pu atteindre ou auquel vous n'avez pas accès
Notez les pièces auxquelles vous n'avez pas pu accéder, les surfaces bloquées par des échafaudages, les détails trop hauts pour être scannés, ou tout élément omis parce que l'espace était trop encombré pour permettre une bonne capture. Il est préférable d'indiquer clairement ce qui manque, afin que toute personne utilisant votre relevé sache exactement ce qui a été couvert.
Pour faciliter l'organisation, notez également les conditions. Une capture réalisée dans une faible luminosité, ou avec le mobilier du bâtiment encore en place, produit une qualité de données différente de celle réalisée dans un espace dégagé et éclairé ; l'utilisateur doit savoir dans quelles conditions le travail a été effectué.
Étape 6 : Vérifiez avant de partir
Dans chaque zone, prenez au moins une mesure manuelle si cela est possible en toute sécurité.
Cette mesure unique vous permet de vérifier la précision de votre modèle et, en photogrammétrie, elle définit l'échelle pour tout le reste. Choisissez un élément clair, comme une ouverture de porte ou un mur droit, et notez précisément l'endroit où vous avez effectué la mesure.
Plutôt que de mesurer après coup, intégrez une référence d'échelle dans le cadre : une ligne de repères espacés de manière égale et connue, placée à niveau devant le sujet. L'échelle est alors directement intégrée aux photographies plutôt que dans une note que quelqu'un devra retrouver plus tard, ce qui est crucial lorsque le modèle doit être comparé à une capture réalisée des années plus tard.
Si vous comptez utiliser une mesure pour créer un nouvel élément, mesurez-le également à la main. Se fier uniquement au scan pourrait signifier que la nouvelle pièce ne s'adaptera pas correctement.
Étape 7 : Transmettez les données
Exportez vos fichiers dans le format le plus adapté à la personne qui les utilisera, et non simplement celui qui est le plus facile pour vous.
Un architecte du patrimoine ou un dessinateur préférera généralement un fichier DXF (lignes modifiables) ou un nuage de points au format LAS, converti via Autodesk ReCap pour Revit. Historic England propose également des conseils sur le développement d'un modèle d'information sur le bâtiment historique (HBIM), mais pour la plupart des travaux de restauration, un plan 2D mesuré et un ensemble d'élévations sont plus utiles qu'un modèle complet. C'est la question abordée dans Scan vers CAO vs Scan vers BIM.
Un tailleur de pierre ou un menuisier souhaitera que les scans détaillés soient exportés sous forme de maillage utilisable pour son travail.
Un organisme de financement ou le grand public préférera souvent une visite virtuelle. Une visite immersive d'un intérieur dangereux, fermé ou éloigné peut aider à obtenir des financements.
Si vous prévoyez de conserver vos relevés dans des archives, tenez compte du format de fichier autant que de la géométrie. Les formats ouverts permettent de garder les données accessibles et sous le contrôle de l'institution, tandis que les formats propriétaires peuvent masquer les étapes de traitement et lier les archives au logiciel d'un seul fournisseur. Pour les organisations qui conservent des archives pendant des décennies, c'est un point plus important que l'aspect visuel du maillage à un instant T.
FAQ
Comment scanner un bâtiment historique en vue d'une restauration ?
Déterminez la norme à laquelle votre livrable doit répondre, divisez le bâtiment en sessions qui se chevauchent, capturez l'enveloppe au LiDAR pièce par pièce, capturez les ornements séparément par photogrammétrie ou splats gaussiens, enregistrez les zones inaccessibles, prenez une mesure manuelle par espace et exportez les données pour qu'elles correspondent aux besoins de ceux qui dessineront ou construiront à partir de celles-ci.
Comment diviser un grand bâtiment en sessions de scan ?
Effectuez les coupures au niveau des étages et des portes plutôt que dans les espaces ouverts, et capturez chaque seuil des deux côtés afin que les sessions adjacentes partagent une géométrie commune. Les pièces, les couloirs et les cages d'escalier constituent des unités naturelles, et une visite préalable du bâtiment vous indiquera quels espaces nécessiteront plus de temps.
Le scan 3D est-il sans danger pour les bâtiments historiques fragiles ?
La capture elle-même est sans contact, ce qui élimine le recours aux échelles, aux rubans à mesurer et à l'accès physique requis par les méthodes traditionnelles. Les risques restants sont ceux liés à l'accès habituel aux bâtiments. N'utilisez pas de spray de scan sur les surfaces historiques, car les produits de matage sont destinés aux pièces industrielles et non aux matériaux d'origine.
Comment capturer la pierre sculptée et les détails ornementaux ?
Séparez-les de la pièce en utilisant le mode objet. Contournez l'élément avec de nombreux angles qui se chevauchent et traitez-le comme un modèle distinct. La photogrammétrie fournit un maillage modifiable pour la fabrication, tandis que les splats gaussiens offrent un enregistrement photoréaliste lorsque la finition ou la patine revêt une importance particulière.
Que faire si le bâtiment risque de disparaître ?
Capturez-le dès maintenant avec les moyens dont vous disposez. L'enregistrement par téléphone d'un bâtiment qui finit par brûler a une valeur inestimable par rapport à un relevé parfait qui n'a jamais été commandé. Vous pourrez toujours effectuer un nouveau scan plus précis tant que le bâtiment est encore debout.
