Numérisation 3D automatisée et IA

Le patrimoine culturel de la France constitue l'un de ses meilleurs atouts, que ce soit par sa valeur historique, sa symbolique de fierté nationale ou son attrait touristique. Néanmoins, nombre des 43 600 bâtiments classés monuments historiques [1] nécessitent un entretien régulier en raison des dégâts causés par le temps. 

Cet article fait partie d’une série portée par les membres du programme IA de Leonard. Le parcours a été spécialement conçu pour accélérer l’adoption des technologies de l’IA au sein du groupe VINCI. Il comporte une période d’incubation de cinq mois au cours de laquelle une sélection de collaborateurs VINCI suivent un apprentissage par la pratique. Leur objectif est de co-créer un cas d’usage basé sur l’IA, sous la supervision de l’équipe Leonard et des consultants Eleven.

La rénovation des monuments historiques est un domaine très particulier du BTP, car elle nécessite la reproduction à l’identique de tout ce qui a été fait précédemment. Chaque pierre est envisagée comme un objet singulier, qu’il faut identifier, diagnostiquer et, le cas échéant, remplacer. Le conducteur de travaux doit ensuite assurer un suivi hebdomadaire de l’état de chaque pierre, de la sculpture à la pose. Il doit également fournir aux sculpteurs les moyens de sculpter chaque pierre. Il en résulte que la rénovation d’un monument historique est un processus long, qui nécessite notamment une préparation méticuleuse.

Le jumelage numérique a naturellement trouvé sa place dans ce secteur. Le modèle numérique tridimensionnel d’un bâtiment, ou jumeau numérique, permet non seulement de conserver une trace du bâtiment, mais aussi d’offrir aux visiteurs une expérience originale (physique ou virtuelle). Après des débuts timides, ce phénomène est maintenant en pleine expansion grâce à des technologies simplifiant la réalisation. La photogrammétrie permet de combiner plusieurs prises de vue pour reconstruire une image à l’échelle du monument. Par ailleurs, les technologies de numérisation 3D permettent de créer des modèles fondés sur des nuages de points avec une précision millimétrique [2]. L’exemple le plus connu et le plus saisissant est la maquette de Notre-Dame. Ce modèle est en cours de création parallèlement aux travaux de rénovation (suite à l’incendie de 2019) et vise à rassembler toutes les connaissances disponibles sur la structure d’origine [3].

Conscient du potentiel de ces technologies, VINCI, à travers sa marque Sixense, a fondé le Scanlab, un centre d’expertise en numérisation qui offre à ses clients la possibilité d’acquérir des mesures tridimensionnelles et photogrammétriques de haute précision [4]. Sixense mène d’autres projets similaires fondés sur l’analyse d’images, permettant notamment de détecter automatiquement les fissures et de répondre aux besoins de rénovation des structures en béton.

Toujours à l’affût d’innovations, les entreprises Pateu et Robert et Comte, avec le soutien de Leonard, ont eu l’idée d’exploiter ces nouvelles technologies pour la préparation des sites. Les solutions de vision artificielle et d’apprentissage profond sont mises à profit pour traduire automatiquement les clichés photographiques des façades sous forme de plans d’aménagement technique. En réduisant le temps nécessaire pour mesurer chaque pierre sur site et créer le plan, ces technologies permettent de raccourcir la période d’intervention et le recours aux échafaudages. Les résultats ont été vérifiés sur certains types de façades et d’autres évolutions sont en cours pour étendre le champ d’application. La solution fournit un avantage opérationnel à Pateu et Robert et à Comte tout en réduisant la frustration bien connue du touriste qui arrive en ville et trouve un chef d’œuvre en pleine restauration.

Sources

1. https://www.culture.gouv.fr/Sites-thematiques/Monuments-historiques/Presentation/Les-monuments-historiques
2. https://numerisation3d.construction/lidar-et-scanner-laser-3d/?v=11aedd0e4327
3. https://news.cnrs.fr/articles/a-digital-twin-for-notre-dame
4. https://www.sixense-group.com/offre/sixense-digitalisation/

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