Pourquoi géoréférencer un bâtiment ? Une étape devenue essentielle pour les projets BIM
Comprendre l’intérêt du géoréférencement des relevés laser scanner 3D pour garantir la qualité des maquettes BIM, des contrôles de chantier et des futurs relevés.
Lorsque l’on réalise un relevé laser scanner 3D d’un bâtiment existant, une question revient régulièrement :
Faut-il géoréférencer le bâtiment ?
Pendant longtemps, cette opération était réservée aux grands projets d’infrastructure ou aux bâtiments implantés sur des terrains complexes. Aujourd’hui, avec la généralisation du BIM, du Scan-to-BIM et des contrôles de chantier par laser scanner, le géoréférencement devient une véritable bonne pratique pour la majorité des projets.
Un relevé non géoréférencé permet parfaitement de produire des plans ou une maquette BIM. En revanche, il ne possède aucune référence géographique réelle. Il est impossible de connaître précisément la position du bâtiment dans le système national suisse ou son altitude officielle.
À l’inverse, un bâtiment géoréférencé est directement rattaché aux coordonnées nationales MN95 ainsi qu’au système altimétrique officiel NF02 (ou LHN95 selon les exigences du projet). Toutes les données produites peuvent alors être utilisées pendant l’ensemble du cycle de vie du bâtiment.
⏱️Résumé en 20 secondes
Le géoréférencement d’un bâtiment consiste à rattacher un relevé laser scanner aux coordonnées nationales suisses MN95 et au système altimétrique NF02. Cette opération garantit que les nuages de points, les maquettes BIM, les relevés topographiques et les contrôles de chantier utilisent tous le même référentiel géométrique. Elle facilite les comparaisons entre l’état projeté et l’état construit, améliore la coordination BIM et assure la pérennité des données numériques pendant toute la durée de vie du bâtiment.
Pourquoi un bâtiment non géoréférencé est-il limité ?
Lorsque le scanner est utilisé sans géoréférencement, il crée automatiquement son propre système de coordonnées local.
Le bâtiment est parfaitement représenté dans ce référentiel.
En revanche, il est impossible de connaître :
- sa position exacte sur le territoire suisse ;
- son altitude officielle ;
- son orientation réelle ;
- sa relation avec un levé topographique ;
- sa compatibilité avec un futur relevé réalisé plusieurs années plus tard.
Cette situation ne pose généralement aucun problème pour produire quelques plans.
Elle devient en revanche rapidement pénalisante dès que plusieurs intervenants travaillent ensemble.
Le géoréférencement crée un langage commun
Le BIM repose sur un principe simple :
tout le monde travaille dans le même système de coordonnées.
Architectes.
Ingénieurs.
Géomètres.
Entreprises.
Bureaux CVSE.
Exploitants.
Lorsque chaque discipline utilise exactement le même référentiel, toutes les maquettes numériques se superposent naturellement.
Le bâtiment devient alors un véritable jumeau numérique implanté à son emplacement réel.
Comment réalise-t-on un géoréférencement ?
Le géoréférencement commence par la mise en place de plusieurs cibles réparties autour du bâtiment.
Ces cibles sont ensuite levées par un géomètre au moyen d’une station totale ou d’un récepteur GNSS.
Chaque cible reçoit alors :
- une coordonnée X ;
- une coordonnée Y ;
- une altitude Z.
Ces coordonnées sont exprimées dans le système officiel suisse MN95 pour la planimétrie et NF02 (ou LHN95) pour l’altimétrie.
Le plan d’implantation des cibles ainsi que le listing des coordonnées deviennent les documents de référence du projet.
Pourquoi est-ce indispensable pour le Scan-to-BIM ?
Aujourd’hui, il est courant de réaliser plusieurs campagnes de relevés laser scanner pendant un chantier.
Ces relevés permettent de comparer :
- la maquette BIM prévue ;
- l’ouvrage réellement construit.
Cette méthode est connue sous le nom de Scan-to-BIM ou de contrôle d’exécution.
Qu’est-ce qu’un Clash ?
Dans le BIM, un clash correspond à une collision ou à une incompatibilité entre deux éléments.
Il peut s’agir :
- d’une gaine qui traverse une poutre ;
- d’une conduite qui passe dans un voile ;
- d’un équipement technique qui empiète sur une structure.
Mais un clash peut également apparaître entre la maquette BIM et le bâtiment réellement construit.
Un contrôle laser scanner permet alors de détecter immédiatement les écarts de position, les défauts d’implantation ou les erreurs d’exécution avant qu’ils ne deviennent coûteux à corriger.
Peut-on géoréférencer un nuage de points à partir d’une maquette BIM ?
La réponse est généralement non.
Une maquette BIM n’est pas un document topographique.
Même si elle contient des coordonnées, celles-ci ne garantissent pas que les éléments modélisés correspondent exactement à leur position réelle.
Lorsqu’un logiciel comme Leica Cyclone Register 360 réalise un géoréférencement, il considère que les coordonnées des cibles sont parfaitement exactes.
Si ces coordonnées proviennent d’une maquette BIM imprécise, le logiciel cherchera malgré tout à les respecter.
Il appliquera alors une transformation mathématique pouvant entraîner :
- une rotation du nuage de points ;
- une modification des altitudes ;
- un faux niveau ;
- une déformation globale de la géométrie.
Autrement dit, le logiciel privilégiera les coordonnées imposées plutôt que les mesures réellement effectuées par le laser scanner.
Erreur fréquente
Utiliser des points extraits d’une maquette Revit ou Archicad comme coordonnées de géoréférencement est une erreur fréquente.
Les coordonnées de la maquette ne possèdent généralement aucune garantie topographique. Les utiliser comme référence peut conduire à une déformation du nuage de points et fausser les contrôles de chantier.
La bonne pratique pour contrôler une maquette BIM non géoréférencée
Lorsque l’objectif est uniquement de comparer une maquette BIM existante avec l’état réel du chantier, il n’est généralement pas nécessaire de géoréférencer le nuage de points.
La bonne pratique consiste à :
- conserver le nuage de points dans son système de coordonnées d’origine afin de préserver toute sa précision ;
- importer le nuage de points dans le logiciel BIM ;
- repositionner le nuage de points par rapport à la maquette BIM à l’aide d’une transformation rigide (translation et rotation), sans modifier sa géométrie ;
- effectuer ensuite les contrôles et les comparaisons.
Cet alignement est réalisé en utilisant des points de référence forts, c’est-à-dire des éléments structurels présents sur toute la hauteur du bâtiment et dont la géométrie est particulièrement stable.
Les références les plus utilisées sont :
- les cages d’escaliers ;
- les cages d’ascenseurs ;
- les noyaux en béton armé ;
- les voiles porteurs principaux ;
- les façades ou angles de bâtiment lorsque leur géométrie est simple et fiable.
Ces éléments offrent une bien meilleure référence géométrique que des cloisons, des équipements techniques ou des éléments de second œuvre susceptibles d’avoir été déplacés.
L’objectif n’est pas de faire correspondre artificiellement le nuage de points à la maquette, mais de replacer les deux jeux de données dans un même référentiel local afin de comparer fidèlement l’ouvrage construit avec le projet théorique. Le nuage de points conserve ainsi toute son intégrité géométrique.
Quand faut-il absolument géoréférencer ?
Le géoréférencement est fortement recommandé lorsque le projet prévoit :
- un suivi de chantier ;
- plusieurs campagnes de relevés laser scanner ;
- une extension future du bâtiment ;
- un contrôle BIM ;
- un projet de grande dimension ;
- des relevés drone ;
- un raccordement avec la topographie ;
- une implantation de nouveaux ouvrages ;
- un jumeau numérique ;
- une gestion patrimoniale.
Cas d’étude – Gare de la télécabine de Tracouet à Haute-Nendaz.
Dans le cadre du remplacement des installations, le géoréférencement du relevé laser scanner 3D était indispensable afin de positionner avec précision les futurs équipements techniques dans le système national suisse (MN95/NF02). Cette démarche a permis de garantir la cohérence entre le relevé laser scanner, la maquette BIM, les implantations réalisées par le géomètre et les futurs contrôles de chantier.
Conclusion
Le géoréférencement ne consiste pas simplement à donner des coordonnées à un bâtiment.
Il garantit que toutes les données produites aujourd’hui pourront encore être utilisées dans plusieurs années, quelles que soient les évolutions du projet.
Dans un contexte où le BIM, le Scan-to-BIM et les contrôles de chantier deviennent la norme, il constitue désormais une bonne pratique qui sécurise les études, facilite la coordination entre les intervenants et préserve la qualité géométrique des relevés laser scanner.
Ce qu’il faut retenir
Un relevé laser scanner non géoréférencé permet de produire des plans et des maquettes BIM de qualité, mais il reste limité à un système de coordonnées local.
Le géoréférencement rattache ces données au système national suisse MN95/NF02 et garantit leur compatibilité avec les futurs relevés, les projets BIM, les contrôles de chantier et les données topographiques.
Pour la plupart des projets appelés à évoluer dans le temps, il s’agit aujourd’hui d’une bonne pratique qui assure la pérennité des données et la fiabilité des comparaisons entre l’existant et le projet.
