Comment fonctionne et à quoi sert un scanner 3D ?

Dernière mise à jour: 07.04.20

 

Comme l’espèce humaine, la technologie n’a de cesse d’évoluer. Malgré des revers aux conséquences plus ou moins graves suivant les époques, elle continue d’apporter son lot d’innovations. L’objectif de faciliter les opérations difficiles et chronophages se rapproche de plus en plus. Le scanner en 3D constitue aujourd’hui la dernière nouveauté.

 

Fonctionnement du scanner 3D

Avant de détailler les différents modes de fonctionnements d’un scanner 3D, il convient de définir succinctement la nature du scanner 3D. En termes profanes et pour simplifier l’explication, il s’agit d’un appareil qui permet de reproduire une image en relief d’un objet réel. Par l’intermédiaire de différents capteurs, il effectue un nombre important de mesures et de calculs afin de créer une image de synthèse de l’objet analysé.

En ce qui concerne les modalités de fonctionnement, grâce à son niveau supérieur de technologie embarquée, la complexité des calculs qu’il effectue apporte une précision de l’ordre de plus ou moins deux millimètres. Un capteur, généralement une caméra ou tout autre moyen comme un laser ou des rayons X, effectue une capture d’image et en fournit les coordonnées à un logiciel de numérisation. En effectuant des balayages complets et réguliers sur l’objet à numériser, il permet de recomposer la structure de l’objet, pour en fabriquer une image la plus fidèle possible de la réalité.

Si les modèles de première génération étaient encore assez rudimentaires, les appareils de dernière génération englobent toute une panoplie de nouvelles technologies, pour une utilisation facilitée, mais surtout pour un résultat optimal. En effet, il est désormais possible de les piloter à partir d’un Smartphone pour les opérations à effectuer dans une zone inaccessible ou dangereuse. Il suffit de placer l’appareil au bon endroit, et de le piloter à distance pour effectuer les balayages nécessaires et recueillir les données utiles. Dans une situation moins difficile, vous pouvez effectuer les commandes à partir d’un écran en couleur hautement ergonomique et intuitif (pour les initiés, quand même).

Quoi qu’il en soit, le principal atout des appareils actuels réside dans le fait qu’ils fournissent des données réellement précises, avec des portées de 60 centimètres à 130 mètres. Les informations procurent des données issues de balayages allant jusqu’à 976 000 points par seconde, ainsi qu’une précision de nivellement de la numérisation de l’ordre de 0,015 degré par passage. L’ensemble est renforcé par un GPS pour l’amélioration des résultats par rapport au positionnement réel de l’objet. Avec toutes les données recueillies, il est alors possible de créer l’environnement de l’objet et ce dernier lui-même, tel que construit comme le disent les spécialistes de cette technologie. Trouvez ici une sélection des meilleurs produits, au besoin.

 

Les différentes méthodes de scan en 3D

Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes pour procéder à un scan en 3D. Cependant, ces différentes procédures peuvent se regrouper en deux grandes familles, à savoir la méthode de scanner avec contact, et celle de scanner sans contact.

La première constitue l’une des plus anciennes méthodes pour procéder à cette science de la reproduction d’une image en relief. Comme la terminologie l’indique de manière implicite et explicite, ce principe nécessite de toucher réellement l’objet concerné, afin de retranscrire les données. Il est d’ailleurs toujours utilisé dans le monde industriel, pour la précision des détails qu’il fournit. Par ailleurs, il s’agit également de la méthode la plus utilisée dans la métrologie, pour les précisions qu’elle fournit en matière de courbes et autres particularités importantes. Par contre, son principal défaut se situe au niveau du temps d’exécution nécessaire pour une mise en œuvre totale.

En effet, afin de retransmettre tous les détails, le capteur se déplace lentement sur l’objet, pour en donner tous les relevés nécessaires. Un autre risque concerne la possibilité de détérioration, ou même de destruction de l’objet durant cette manipulation, s’il est déjà assez fragile avant l’opération. En guise d’exemple du scanner avec contact, il est possible de citer le bras de palpage. Celui-ci se matérialise par un capteur placé au bout d’un bras mécanique qu’il est possible de bouger dans toutes les directions. En parcourant l’objet avec ce matériel, le capteur fournit les coordonnées nécessaires au calculateur pour reconstituer l’objet de manière virtuelle.

Pour pallier les risques de destruction, la seconde méthode, à savoir le scanner sans contact, a été développée. Il utilise pour sa part un rayon laser, des rayons X, de la lumière blanche ou des ultrasons. Les ondes lumineuses ou sonores sont dirigées sur l’objet, pour créer une courbe précise. Une caméra spéciale, un appareil photo ou un récepteur sonore situent alors la courbe dans l’espace, en calculant les différentes distances entre le point de départ du faisceau lumineux ou sonore par rapport au point d’arrivée. Un logiciel spécialisé analyse ces résultats et en crée une image par déduction de l’objet, selon les différentes données de distance recueillies. L’intégrité de l’objet reste le principal atout de ce procédé, sans compter le gain de temps considérable pour l’opération, en fonction du niveau technologique de l’appareil utilisé.

Utilisation du scanner 3D

Compte tenu des capacités de cette nouvelle technologie, les champs d’application tendent à se multiplier. Le premier utilisateur concerne surtout le monde de l’architecture et du génie civil. En effet, cette technologie montre toute son utilité dans la reproduction en virtuel d’un bâtiment ou d’un ouvrage civil à restaurer par exemple. Lorsque les plans de construction ont disparu depuis des siècles, il est toujours possible de reconstituer un plan en 3D en se basant sur l’existant. Il sera alors possible de reconstruire à l’identique un monument historique. L’industrie représente le second consommateur le plus intéressé par ce procédé. En effet, pour la reproduction d’objets sous forme de maquette ou vice-versa, ou pour la création simplement, le scanner 3D permet de gagner du temps pour la refabrication de matériel qui n’existe plus depuis le siècle dernier, et qui reste pourtant toujours utile de nos jours. Dans l‘industrie automobile par exemple, le scanner 3D permet de recréer par exemple les pièces détachées pour les voitures de collection.

 

 

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