Du nuage de points à la maquette numérique de bâtiment : reconstruction 3D semi-automatique de bâtiments existants

Avec l’émergence, au cours des dernières années, du processus BIM (Building Information Modeling) et des maquettes numériques de bâtiments, la problématique de modélisation de bâtiments existants est apparue. Les bénéfices potentiels de l’implantation du BIM pour les bâtiments existants sont importants, parmi eux, la restauration, la documentation, la maintenance, les contrôles qualité ou la gestion de l’énergie et des espaces.

La création d’une maquette numérique d’un bâtiment existant nécessite le relevé du bâtiment. Le scanner laser terrestre est largement utilisé pour atteindre cet objectif.En effet, les scanners laser permettent d’obtenir la géométrie des objets sous forme de nuages de points. Ils fournissent une grande quantité de données précises de manièretrès rapide et avec un niveau élevé de détails. Malheureusement, le passage du nuage de points à la maquette numérique reste actuellement largement manuel en raison du volume important de données et des processus qui sont difficiles à automatiser.Cette démarche est chronophage et source d’erreurs. Un défi majeur aujourd’hui est donc d’automatiser le processus menant à la reconstruction 3D de bâtiments existants à partir de nuages de points.

L’objectif de cette thèse est de développer une chaîne de traitements permettant d’ex-traire automatiquement le maximum d’informations du nuage de points d’un bâtiment en vue d’intégrer le résultat dans un logiciel de BIM comme base de la maquette numérique du bâtiment.

Nous présentons dans un premier temps le contexte de la thèse et un état de l’art sur l’automatisation de la reconstruction 3D de bâtiments existants qui traite à la fois de la modélisation de la géométrie et de l’attribution d’informations sémantiques. Puis, l’approche développée au cours de la thèse est détaillée. Nous considérons des nuages de points intérieurs de bâtiments en entrée. L’approche est composée d’une première par-tie dans laquelle les nuages de points sont segmentés en sous-espaces et en segments plans et les segments sont classifiés en plusieurs catégories d’objets. Dans une seconde partie, les éléments du bâtiment extraits des nuages de points sont reconstruits dans un format BIM. Enfin, nous évaluons l’approche développée selon plusieurs critères.