Depuis 2015, les technologies de relevé 3D sont devenues abordables et accessibles pour les études de surélévation. Scan laser FARO/Leica (précision ±2 mm sur 100 m), photogrammétrie drone (Pix4D, Agisoft Metashape), scanner mobile NavVis (cartographie en marchant), et tomographie sol (microgravimétrie, sismique) permettent de générer un nuage de points millimétrique du bâtiment existant. Ce nuage est ensuite converti en BIM (LOD 200-300) exploitable par les bureaux d'études (Revit, Tekla, Allplan). Cette page compare les 5 technologies, présente le workflow nuage de points → BIM, et donne les coûts indicatifs.
① Scan laser terrestre statique (FARO Focus, Leica BLK360, Z+F IMAGER)
Principe : laser tournant (1 million points/seconde) qui mesure la distance par temps de vol
ou déphasage. Un seul scan = sphère de 100-300 m de rayon. 2-5 millions de points par scan.
Précision : ± 2 mm à 25 m, ± 8 mm à 100 m
Cadence : 5-15 min par scan (selon résolution)
Nombre de scans : 1 par 50-150 m² (avec recouvrement)
Tâches d'occultation : zones cachées par obstacles, nécessitent scans additionnels
Coût matériel : 30-80 k€ achat, 200-500 €/jour location
Workflow :
1. Placer cibles sphériques de référence (5-10 cibles)
2. Effectuer les scans (1-3 jours bâtiment moyen)
3. Recalage (registration) des scans en un seul nuage
4. Filtrage du bruit (suppression personnes, mobilier)
5. Export .e57, .las, .pcd
② Lidar aéroporté drone (DJI Matrice 300 + Zenmuse L1, Riegl VUX)
Drone équipé d'un laser scanner + caméra + IMU + GPS RTK. Survol systématique du bâti.
Précision : ± 3-5 cm (positionnement absolu RTK)
Cadence : 30 ha en 1 vol (autonomie 30 min)
Utilisation principale : relevé toiture + façades extérieures + abords
Limites :
— Précision dégradée vs laser terrestre (mais en augmentation rapide)
— Indisponible en intérieur
— Réglementation drone urbain (autorisation préfecture)
— Conditions météo défavorables (vent > 25 km/h, pluie)
Coût : 15-40 k€ achat, 1 500-4 000 €/jour avec opérateur certifié
Cas typiques : grandes emprises, toitures industrielles, cités-jardins
③ Photogrammétrie drone (DJI Mavic + Agisoft, Pix4D, Reality Capture)
Principe : 200-1 000 photos haute résolution du bâtiment, traitement logiciel par
stéréophotogrammétrie pour reconstruire le nuage 3D.
Précision : ± 1-3 cm (selon recouvrement photos et conditions)
Cadence : 1 bâtiment R+5 en 30-60 min de vol
Avantages : couleur naturelle (texturage facile), coût modéré
Limites :
— Précision inférieure au laser
— Sensible aux surfaces réfléchissantes (verre, métal poli) → trous dans nuage
— Conditions de lumière critiques (éviter ombres dures)
— Inadapté pour parties intérieures complexes
Coût drone + logiciel : 2-10 k€ matériel, 500-2 000 €/jour prestation
Cas typique : relevé extérieur d'un bâtiment de R+5 à R+15
④ Scanner mobile (NavVis VLX, Leica BLK2GO, Emesent Hovermap)
Scanner laser porté à la main ou en sac à dos, on cartographie en marchant dans les locaux.
Précision : ± 1-3 cm (algorithmes SLAM modernes)
Cadence : très rapide — 5 000 m² en 1 jour
Avantages : relevé intérieur complet et rapide, accès aux espaces difficiles
Adapté à : étages intérieurs, parkings, cours, escaliers
Coût : 50-120 k€ achat, 1 500-3 500 €/jour prestation
Tendance : technologie en explosion 2020-2025, va devenir le standard pour relevés intérieurs.
⑤ Tomographie sol (microgravimétrie + sismique réfraction + GPR)
Pour relever ce qu'on ne voit pas : fondations enterrées, cavités, pieux invisibles,
nappe phréatique.
Microgravimétrie : détection de cavités par gradient de gravité
Précision : cavité Ø > 2 m à 10 m profondeur détectable
Cadence : 200 m² /jour
Sismique réfraction : détection des couches de sol par vitesse onde
Précision : 50-100 cm verticalement
Cadence : 100-300 m linéaire/jour
Radar GPR (Ground Penetrating Radar) : 100-1000 MHz selon profondeur
Précision : 5-30 cm selon fréquence
Profondeur utile : 0,5-10 m
Cadence : 500-2 000 m²/jour
Cas typique : localisation pieux bois sous bâti haussmannien parisien,
cavité minière en zone d'aléa minier
Tableau comparatif des 5 technologies :
| Tech. | Précision | Vitesse | Coût/jour | Cas d'usage |
|---|---|---|---|---|
| ① Laser terrestre | ± 2 mm | 1 000 m²/j | 500-1 200 € | Tout, référence absolue |
| ② Lidar drone | ± 3-5 cm | 10 000 m²/j | 2 000-4 000 € | Toits, façades, abords |
| ③ Photogrammétrie drone | ± 1-3 cm | 3 000 m²/j | 800-2 000 € | Extérieur seul |
| ④ Scanner mobile | ± 1-3 cm | 5 000 m²/j | 1 500-3 500 € | Intérieur rapide |
| ⑤ Tomographie sol | 5-100 cm | 200-500 m²/j | 2 000-5 000 € | Sous-sol invisible |
Workflow complet : du scan au BIM exploitable
Étape 1 : Acquisition (1-5 jours)
— Scan complet (intérieur + extérieur + toiture)
— Cibles de calage en GPS RTK ou stations totales
— Sortie : nuage de points brut (.e57, .las)
Étape 2 : Recalage et nettoyage (2-7 jours)
— Logiciels : Autodesk ReCap, FARO Scene, Leica Cyclone, RealityCapture
— Fusion des scans (registration ICP)
— Filtrage bruit (personnes, ombres, occultations)
— Sortie : nuage unifié géoréférencé
Étape 3 : Vectorisation (BIM existant) (5-15 jours)
— Conversion nuage → géométrie BIM (Revit, Tekla, ArchiCAD)
— Niveaux LOD :
◇ LOD 200 : géométrie générale (volumes, étages)
◇ LOD 300 : géométrie + propriétés (matériau, épaisseur)
◇ LOD 400 : détails constructifs (armatures, assemblages)
— Outils : Scan-to-BIM via plugins Revit (PointSense, Scan to BIM Autodesk)
— Sortie : maquette BIM IFC 2x3 ou IFC 4
Étape 4 : Vérification et croisement (3-5 jours)
— Croisement avec DOE et essais structurels
— Validation par BE structure
— Identification incohérences (modifications non documentées)
Coût total indicatif d'un relevé 3D + BIM existant
| Bâtiment | Surface | Acquisition | BIM LOD 300 | Total |
|---|---|---|---|---|
| Maison individuelle | 200 m² | 1 j (1 500 €) | 5 j (3 000 €) | 4 500 € |
| Petit immeuble R+3 | 800 m² | 2 j (3 500 €) | 10 j (6 000 €) | 9 500 € |
| Haussmannien R+5 | 1 500 m² | 3 j (5 000 €) | 15 j (10 000 €) | 15 000 € |
| Tour bureaux R+10 | 10 000 m² | 7 j (15 000 €) | 30 j (25 000 €) | 40 000 € |
| Hôpital patrimoine | 20 000 m² | 15 j (40 000 €) | 60 j (60 000 €) | 100 000 € |
Apports concrets pour la surélévation
① Géométrie réelle vs DOE (souvent inexact, surtout pour bâti ancien)
② Désaplomb détecté automatiquement (mesure laser)
③ Tassements différentiels visibles à l'échelle du nuage
④ Compatibilité maquette BIM pour études BE (logiciels Robot, ETABS, Tekla)
⑤ Réduction des aléas chantier (cotes connues = pas de surprise)
⑥ Phase études raccourcie de 30-50 %
⑦ Archive numérique du patrimoine (utilisable pour futures rénovations)
Pièges et précautions
⚠ Surfaces vitrées : trous dans le nuage, à compléter par photo ou plan
⚠ Surfaces sombres (peinture noire, marbre noir) : précision dégradée
⚠ Personnes ou mobilier mobile : à supprimer en post-traitement
⚠ Géoréférencement : station totale RTK obligatoire pour intégration BIM/SIG
⚠ Conversion LOD > 300 très chronophage (10-20× le temps acquisition)
⚠ Compatibilité IFC : tester sur les logiciels BE cibles (Revit ↔ Tekla)
⚠ Mises à jour : si modifications avant chantier, refaire un scan partiel
Tendances 2024+ et outils émergents
① Intelligence artificielle pour Scan-to-BIM (segmentation auto des éléments)
② Gaussian Splatting et NeRF (Neural Radiance Fields) — photogrammétrie nouvelle génération
③ Twin numériques temps réel avec capteurs IoT post-livraison
④ Réalité augmentée chantier (Trimble XR10, Microsoft HoloLens) pour superposer BIM/réel
⑤ BIM existant standardisé (NF EN ISO 19650 PROCESS, BIM Forum LOD)
⑥ Open Source nuage : CloudCompare, MeshLab pour traitement gratuit
Lien avec d'autres modules. Module 3 (Diagnostic) intègre le relevé 3D dans le plan d'investigation. Module 11 (Aléas) couvre la fiabilité des données. Pour réduction des coefficients γ EC8 Part 3 voir Module 11.