Plus qu’une jolie image : tirer le meilleur parti de la modélisation 3D

More than a Pretty Picture: Making the Most of 3D Modelling
Michael Webster

Michael Webster Member Name

Ingénieur géologue

Jenny Byron

Jennie Byron Member Name

Analyste géospatiale séniore

Adopter la modélisation 3D ne se résume pas seulement à produire de « jolies images » à présenter à un client ou à une occasion de s’amuser avec de nouveaux « jouets ». Bien que la modélisation 3D révolutionne certainement les présentations aux clients et l’interaction avec la collectivité, il y a bien plus à gagner des avancées en modélisation 3D sur l’ensemble du cycle de vie d’un projet.

Le grand potentiel de la modélisation 3D peut être exploité pour accroître l’exactitude et l’efficacité, réduire le temps et la main-d’œuvre requis, et améliorer la communication et la prise de décisions, le tout menant à des réductions importantes du niveau de risque associé à un projet.

S’aventurer dans la troisième dimension

Pour ceux qui veulent comprendre le monde qui nous entoure et les projets qui nous touchent, les progrès en modélisation 3D et dans les technologies 3D connexes changent la donne. Il nous est plus rapide et plus facile de comprendre une chose dans son intégralité lorsqu’elle est représentée dans un mode qui correspond à la perception sensorielle humaine, et nous, les humains, sommes nés pour la 3D.

Ordinairement, les données sont présentées dans un format 2D : tableaux, coupes transversales, feuilles de calcul ou rapports. Cependant, un investissement énorme de temps et d’efforts est requis pour l’interprétation et la présentation de données en 2D, particulièrement lorsqu’il s’agit de présenter des données à échelles et profils variés. Il peut rapidement devenir inefficace et irréalisable de tenter de gérer un projet complexe comportant de nombreux dessins 2D. De plus, la distance à laquelle l’information est « projetée » sur la section varie. Une grande distance peut fausser l’interprétation, créer des inexactitudes et accroître le risque associé au projet.

Adopter la technologie 3D permettra à un spécialiste technique non seulement d’économiser du temps et des efforts, mais aussi d’acquérir une bien meilleure compréhension du projet, qui réduira les risques sur les plans professionnel, de la construction et de l’exploitation. Une vue 3D augmente les chances de révéler des incohérences ou des contradictions, des interprétations inexactes et des occasions manquées. Elle permet de déterminer, beaucoup plus efficacement qu’avec les représentations 2D, les données qui ne sont pas suffisamment fiables, détaillées ou complètes, et les sections qui nécessiteront un travail supplémentaire sur le terrain.

Grâce à une meilleure connaissance des zones d’incertitude, il est possible de faire du travail de plus pour recueillir de nouvelles informations et ainsi accroître la compréhension. Au fur et à mesure que de nouvelles données et informations deviennent disponibles, le modèle 3D peut être mis à jour et réinterprété sans qu’un retour à la planche à dessin et la création de nouveaux documents ne soient nécessaires.

Utiliser des modèles 3D pour mettre en lumière l’« art sombre » qu’est la géologie

La géologie étant l’étude du monde réel, tangible et physique (des surfaces, des formes et des matériaux), la 3D est le mode idéal pour interagir avec l’information géologique.

La géologie est parfois décrite comme un « art sombre ». Le paysage entourant chaque projet est différent, complexe, souvent vaste et en grande partie invisible. Les géologues doivent interpréter et tirer des conclusions en fonction d’une quantité limitée de différents types d’information. En dépit d’une longue série de tests, ils peuvent n’avoir vu qu’un millième d’un pour cent du volume géologique total d’un site et doivent prendre d’importantes décisions sur ce fondement.

Un modèle 3D met en lumière cet « art sombre ». Créer et exposer un modèle de sol tridimensionnel permet de mieux comprendre l’état du sol et du sous-sol, dont la plus grande partie ne peut être « vue » ou intuitivement comprise par un autre moyen. Le modèle révèle ce que les données illustrent et produit une image globale de l’état du sol montrant la géologie, les zones à risques et à variables inconnues, et les zones nécessitant une attention supplémentaire. Ainsi, un modèle géologique 3D peut jouer un rôle crucial dans la définition des risques et dans la communication avec les intervenants du projet.

Construire un modèle 3D

La construction d’un modèle géologique nécessite une grande quantité de données, qui doivent être numérisées et intégrées dans l’espace tridimensionnel. Ces données peuvent comprendre des renseignements géologiques, des résultats d’échantillonnage de puits, des essais de pénétration au cône, des résultats d’analyse, des observations sur le terrain, des données géophysiques, des documents de construction, des données de levé, ainsi que des images LiDAR et aériennes. La prochaine étape est la construction d’une série de surfaces géologiques dans l’espace 3D pour définir les différentes unités géologiques du modèle. Toute donnée supplémentaire recueillie lors de l’exploration du site peut être cartographiée rapidement, sur place ou au bureau, et intégrée au modèle dynamique.

Lorsqu’une infrastructure est intégrée au modèle 3D, il devient possible d’étudier sa position et sa relation avec le sol pour obtenir une conception plus sûre et plus efficace. Parfois, les cartes des infrastructures sont restreintes et ne localisent pas correctement les conduites d’eau, les égouts, les conduites de gaz, et autres, ou ne représentent pas leur étendue complète. L’intégration de ces types de données dans le modèle permet de mettre en évidence les secteurs à risque élevé pour que la conception puisse être modifiée afin d’éviter les conflits dans les zones où les infrastructures sont abondantes ou complexes.

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Utiliser un modèle 3D pour mieux gérer les risques

En fin de compte, le but d’un modèle est de permettre aux clients et aux équipes de projet de prendre des décisions éclairées sur le plan de la gestion des risques, ce qui est de plus en plus important à mesure que les projets d’infrastructure augmentent en envergure et en complexité.

La souplesse et la réactivité des modèles 3D permettent la mise à l’essai d’autres scénarios. Il est possible de voir rapidement la réaction du modèle aux différents intrants et paramètres, non seulement sur le plan de l’emplacement immédiat ou de l’échéancier, mais aussi de la perspective reculée qu’est la chaîne des effets et des conséquences. De multiples itérations avec différents intrants offriront d’autres points de vue qui aideront le spécialiste dans son processus décisionnel et contribueront à réduire les risques.

Le modèle 3D peut aussi servir à conforter ou à vérifier l’interprétation d’un spécialiste, agissant en quelque sorte comme deuxième ou troisième opinion. Par ce renforcement, le modèle contribue à réduire les risques et à accroître la confiance dans l’interprétation et la solution apportées par le spécialiste.

Par exemple, « excaver » numériquement un sous-sol dans un contexte géologique complexe à l’aide d’un modèle tridimensionnel permet à tous les membres d’une équipe de projet d’acquérir une meilleure compréhension des risques liés à la construction. Cela fournit également aux concepteurs des informations pouvant leur permettre d’optimiser la conception, par exemple en évitant les conditions de fondations problématiques ou en indiquant les cas où la charge est critique lors de la conception du système de support d’excavation.

Pour les décideurs, un modèle 3D pourrait être un excellent outil lors de l’évaluation des différents tracés proposés pour une nouvelle infrastructure souterraine. Le modèle 3D crée une image rapide et facile à communiquer des risques et des opportunités associés à chaque tracé, clarifiant grandement les différentes options.

Les sites d’enfouissement sont un autre exemple d’un secteur qui peut bénéficier de l’intégration des modèles géologiques tridimensionnels. Les défis courants des projets d’enfouissement comprennent la protection des eaux souterraines par l’entremise d’un drainage adéquat, la limitation du ruissellement non contrôlé et surtout l’assurance qu’aucune réserve d’eau souterraine importante ne sera mise en péril par le site d’enfouissement. Ainsi, dans le cas d’un projet d’agrandissement d’un site d’enfouissement, la modélisation 3D permet de mieux comprendre la géologie et l’hydrogéologie du site du projet et des zones environnantes afin de déterminer les risques potentiels pour les eaux souterraines s’il y avait un rejet à partir du site d’enfouissement.

Un nouveau monde de communication et d’interaction

Qu’ils soient présentés à l’écran, à travers un médium physique ou même par la réalité virtuelle, les modèles 3D ouvrent un nouveau monde de communication et d’interaction avec les clients et les intervenants. Lorsqu’un modèle 3D est communiqué efficacement, il « met tout en perspective ». Enfin, toutes les personnes participant à un projet ou touchées par celui-ci peuvent clairement « voir » ce que représentent les dessins techniques détaillés, les diagrammes et les graphiques. De plus, l’équipe de projet et le client peuvent interagir avec le modèle et collaborer plus efficacement pour mettre les options à l’essai, explorer les répercussions des changements et comprendre les zones d’incertitude et les risques correspondants.

Toutes sortes de projets au sein des disciplines de l’ingénierie et de la conception soulèvent dans les collectivités des préoccupations concernant l’impact visuel. Les évaluations d’impact visuelles changent la donne dans ce domaine, offrant une vue inégalée de l’aspect qu’aura une conception dans le monde réel. Elles comprennent des points d’observation 3D montrant les angles de vue et les obstacles ou impacts potentiels du projet sur les vues depuis des zones résidentielles ou commerciales. Il devient possible de présenter clairement au public les différentes options à l’étape de la conception et de démontrer à la collectivité qu’un soin particulier est pris pour que la conception soit optimale. Permettre à la collectivité de participer et travailler à l’acceptation sociale tôt dans le processus réduira les risques pour la progression du projet et accroîtra son potentiel de réussite.

Mettre la 3D en perspective

Obtenir de bons résultats en 3D, comme pour toute technologie ou technique, nécessite qu’elle soit utilisée de façon judicieuse. Pour ce faire, des compétences et des logiciels spécialisés, ainsi que de bonnes données et une idée claire et partagée du niveau de confiance ou d’ambiguïté associé à un modèle seront nécessaires. Pour que le modèle soit fiable et robuste, les intrants doivent être exacts. Au fur et à mesure que des données supplémentaires deviennent disponibles ou que les conditions changent, le modèle doit être mis à jour. Un modèle inexact ou désuet pourrait causer plus de problèmes qu’il n’en résout.

Cela dit, dans les bonnes conditions, la modélisation 3D atteint une capacité de traitement sans précédent qui s’articule en une forme que l’esprit humain peut facilement interpréter. Grâce à la perspective et à la clarté accrues acquises à l’aide de la 3D, les équipes de projet sont plus susceptibles de communiquer efficacement les renseignements clés et de prendre de meilleures décisions. Ces décisions influent sur les risques, les revenus, les coûts, l’efficacité et la productivité, et elles déterminent le succès des projets et des entreprises.

En fin de compte, pour les géologues, les ingénieurs et les professionnels de domaines connexes, la modélisation 3D permet d’obtenir de meilleurs résultats dans le cadre des projets d’infrastructure et géotechniques, en particulier si les équipes de projet ont la capacité de voir au-delà de la valeur la plus évidente de la modélisation 3D comme outil de présentation et de chercher à exploiter sa force et son potentiel pour la conception, la prise de décisions et la réduction des risques. Il y a beaucoup à gagner en prenant le virage numérique qui nous permettra d’obtenir une vue d’ensemble claire au sein de notre monde complexe et en constant changement.

 

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