L'ajout de scanners laser FARO Focus3D série X à un workflow de coulage de béton permet d'identifier immédiatement les zones non planes afin de les remettre à niveau tant qu'elles sont encore humides.
Vue d'ensemble
Imaginez pouvoir identifier et localiser les zones non planes dans du béton humide, et remettre ces zones à niveau avant que le béton ne sèche. L'utilisation d'un scanner laser 3D doté de capacités d'acquisition de données rapides, combiné à un logiciel qui fournit des résultats rapides et fiables, permet désormais de déployer un workflow éprouvé. FARO technologies et Rithm ont développé un workflow efficace qui permet d'économiser du temps et de l'argent, et qui a été bien accueilli par les équipes sur le terrain. Les résultats obtenus pour une coulée de béton d'environ 90 m2 ont permis d'identifier des zones non planes. Des mesures ont été données aux finisseurs afin de leur permettre de localiser et de remettre à niveau les zones restant à niveler. Les chefs de travaux ont ainsi pu garantir la conformité du coulage du béton lors des contrôles requis de planéité (FF) et d'horizontalité des sols (FL). Les principales conclusions, le workflow, les difficultés fréquemment rencontrées et les avantages pour les activités de l'entreprise sont décrits en détail ci-dessous.
Principales conclusions
Un workflow faisant appel à du matériel et un logiciel simples d'utilisation : les scanners laser FARO Focus3D série X et le logiciel SCENE sont extrêmement simples d'utilisation et ne nécessitent pas l'intervention d'un ingénieur. Le workflow consiste à effectuer une numérisation unique, ce qui signifie que plusieurs alignements de numérisation (ou enregistrements) ne sont pas nécessaires. L'application Builder associée au logiciel FARO SCENE est très intuitive et, après une courte formation, l'équipe de terrain peut produire efficacement d'excellents résultats. Les ingénieurs de terrain sont responsables de nombreuses tâches sur un site de projet. S'ils peuvent donc consacrer moins de temps à se familiariser avec de nouveaux systèmes logiciels ou des workflows d'application, cela permet une plus grande flexibilité sur le site. Bien qu'un mode veille automatique ne soit pas requis, un marqueur d'élévation que le scanner peut voir est à prévoir. Il n'est pas nécessaire que l'opérateur ait une expérience en BIM ou en CAO.
Délai d'exécution de 10 minutes : pour une surface d'environ 90 m2, des résultats ont été obtenus dans les 10 minutes suivant l'appui sur le bouton de démarrage du scanner laser.
Simple d'utilisation pour l'équipe de terrain : l'équipe de terrain a d'abord eu beaucoup de réticences à utiliser le scanner laser, qu'elle ne considérait pas comme un outil utile. À l'origine, l'équipe de numérisation a été informée que le travail devait être fait rapidement et avec précision, et qu'elle n'avait pas le temps de se familiariser avec la « nouvelle technologie ». Une fois que l'équipe de terrain a observé le déroulement des opérations et les résultats finaux, les chefs de travaux et le contremaître de finition ont décidé d'utiliser cette technologie pour toutes les coulées de béton.
La visualisation 3D est un outil de communication puissant : l'utilisation du balayage laser 3D sur ce projet a mis en évidence une mauvaise communication entre l'ouvrier, le chef de projet et le chef de travaux. L'un estimait que la finition devrait être à la hauteur du coffrage, tandis qu'un autre estimait qu'elle devait être plus haute de 1,5 cm. Comment le scanner laser a-t-il permis de résoudre ce problème ? Les données d'analyse obtenues sont devenues une source unique d'informations, mettant en évidence de manière visuelle et proactive les zones problématiques avant qu'il ne soit trop tard. Le fait de mettre toutes les parties prenantes sur la même longueur d'onde a permis à l'équipe de résoudre rapidement les problèmes qui n'auraient habituellement été découverts qu'après le durcissement du béton et qui auraient potentiellement empêché la validation de conformité lors des contrôles de planéité et d'horizontalité.
Trop d'informations ? C'est la question que se posent les constructeurs au sujet de la technologie de numérisation laser et des informations collectées sur le projet de bétonnage. Si l'utilisation d'un scanner laser collecte effectivement une grande quantité de données, l'analyse et la distribution des données peuvent être gérées par les constructeurs eux-mêmes. Les entreprises qui utilisent cette technologie ont un contrôle total de la manière dont ces informations sont transmises à leurs clients. Pour satisfaire aux exigences du propriétaire en matière de planéité (FF) et d'horizontalité des sols (FL), les constructeurs peuvent soumettre un rapport FF/FL de base via l'application Inspector dans FARO SCENE. Pour leurs propres besoins internes, la numérisation laser 3D aide les professionnels de la construction à identifier les problèmes avant qu'ils n'engendrent des coûts importants. Elle fournit également des données de mesure précises qui peuvent être utilisées lors des discussions d'amélioration continue.
Workflow
L'application de planéité (FF) et d'horizontalité des sols (FL) repose sur l'une des numérisations laser les plus simples du marché. Le workflow comprend 5 étapes :
Étape 1 : déterminer les élévations
Étape 2 : numériser
Étape 3 : importer les données dans le logiciel FARO SCENE
Étape 4 : élever les données de numérisation
Étape 5 : identifier les zones non planes à l'aide de l'application Rithm Builder dans SCENE
Ces étapes sont expliquées en détail dans les paragraphes suivants.
Étape 1 : déterminer les élévations - La première étape consiste à déterminer les élévations. Cela permet d'identifier les différences entre les élévations réelles du béton et celles prévues dans la conception. Une cible en damier, qui peut être imprimée au format A4 (Figure 2), fait le lien entre les données de numérisation obtenues du laser 3D et l'élévation réelle. Pour une numérisation de trois minutes, la cible en damier avec l'élévation connue doit se trouver à moins de 18 m du scanner. S'il n'y a pas d'élévation à moins de 18 m du scanner, ou si le scanner n'a pas de ligne de visée sur l'élévation, un niveau de maçon peut être utilisé pour déplacer facilement et rapidement une élévation à un endroit idéal pour la numérisation. Il est préférable de prévoir les emplacements de numérisation possibles et de placer les élévations à l'avance de façon à ce qu'il y en ait une par emplacement de numérisation, ce qui donne plus de temps pour traiter les données entre les numérisations. Placez une cible en damier sur les élévations.
Étape 3 : importer des données dans le logiciel FARO SCENE - Une fois la numérisation terminée, retirez la carte SD et insérez-la dans l'ordinateur portable. Ouvrez le logiciel SCENE et créez un projet, glissez-déposez la numérisation dans le projet et enregistrez-le. Faites un clic droit sur la numérisation, puis cliquez sur Opérations – Prétraitement – Prétraiter la numérisation. Assurez-vous que seules les cases indiquées dans la figure 4 sont cochées pour permettre au logiciel de détecter automatiquement les cibles en damier placées sur les élévations connues.
Étape 4 : élever les données de numérisation - Ouvrez la Vue rapide en double-cliquant sur la numérisation. Faites un clic droit sur le damier et sélectionnez Panneau des propriétés. Recherchez l'élévation Z et copiez-collez-la dans une feuille Excel. Trouvez la différence entre l'élévation souhaitée et l'élévation réelle. Appliquez la transformation en cliquant avec le bouton droit de la souris sur le cluster des numérisations et en sélectionnant Panneau des propriétés. Collez la transformation dans la zone pour la transformation Z, comme le montre l'image de la figure 5. Le nuage de points a désormais la bonne élévation. Vous pouvez le vérifier avec autre élévation connue capturée par la numérisation. Marquez un point à cette élévation, allez dans Propriétés, puis assurez-vous que ce point est à la bonne élévation. Faites maintenant un clic droit sur la numérisation et sélectionnez « Opération – Outils nuages de points – Créer nuage de points de numérisation ».
Il est alors possible de créer rapidement des mesures à partir d'un point facilement identifiable, qui permettent aux finisseurs de localiser les zones non planes alors que le béton est encore humide. Ainsi, l'utilisateur peut ne pas tenir compte de l'orientation XY des données de numérisation, il suffit d'une élévation Z, comme le montre la figure 8-9. L'ensemble du processus d'importation des données et d'utilisation de l'application Rithm Builder prend environ 5 minutes.
Comment gérer les difficultés fréquemment rencontrées ?
La mise en œuvre du workflow sur le terrain et au bureau - Les professionnels du secteur pensent souvent qu'un flux de numérisation laser peut être difficile à mettre en œuvre sur le terrain et au bureau, et également à maîtriser. Si vous prévoyez de modéliser et de coordonner des informations sur les bâtiments (BIM - Building Information Modeling) à partir des données de numérisation, un ingénieur en conception et construction virtuelles (VDC) est nécessaire, car ce dernier connaît bien le BIM. Cependant, le scanner laser peut être utilisé au-delà de la coordination et de la modélisation BIM. Il a été démontré qu'un travailleur de terrain pouvait appliquer le workflow décrit ici avec le scanner laser et le logiciel. Avec une seule numérisation, les processus d'enregistrement et de contrôle qualité sont facilement exécutés. Les applications Rithm sont conçues pour être intuitives et faciles à utiliser tant par les ingénieurs que par le personnel de terrain. Ce processus facile et pas-à-pas permet à un utilisateur d'effectuer des tâches de bureau sur le terrain et de réduire considérablement le délai d'exécution.
Contrôle - Sur un chantier mouvementé, il peut être difficile, lors d'une numérisation, d'établir suffisamment de points de contrôle pour géoréférencer les données numérisées. Lors d'une numérisation laser de béton humide, la difficulté perçue est amplifiée puisqu'il n'y a pas de béton solide ni de colonnes en place. Cependant, ces points de contrôle ne sont pas nécessaires pour la numérisation laser du béton humide. Seul un point d'élévation qui peut être vu à partir du scanner laser est nécessaire. Comme indiqué précédemment, ces élévations peuvent être facilement déplacées à l'aide d'un niveau, ce qui est plus facile, plus rapide et moins coûteux que d'utiliser un mode veille automatique.
Quels sont les avantages pour mon entreprise ?
La mise en œuvre de ce workflow à chaque coulage de béton démontrera non seulement que l'entreprise est innovante et à l'avant-garde de l'intégration de la technologie dans le secteur de la construction, mais s'avérera également bénéfique à d'autres égards. La numérisation laser des dalles de béton et la possibilité de corriger les zones non planes contribueront à garantir que le projet satisfera aux contrôles de planéité et d'horizontalité des sols, à améliorer la réputation des entreprises qui l'utilisent et à économiser l'argent qui serait dépensé pour rectifier les zones à niveler. Les risques liés au ponçage du béton et à un éventuel ponçage trop prononcé s'en trouvent également atténués. Les données peuvent être archivées et réutilisées par la suite en cas de litige, afin de prouver que le béton a été livré dans les limites de tolérance au moment du coulage.
Conclusion
En collaboration avec Morley Builders, FARO et Rithm ont mis au point un workflow qui permet de surmonter de nombreuses difficultés fréquemment rencontrées et prouve qu'un scanner laser est plus qu'un simple outil tel que construit. Il s'agit d'un outil qui peut être utile sur le terrain de différentes manières. Les zones non planes d'une dalle de 93 m2 ont été identifiées en 10 minutes afin de pouvoir intervenir avant que le béton ne sèche. L'équipe sur le terrain a été extrêmement satisfaite du workflow facile et du délai d'exécution rapide. Elle a par ailleurs a été convaincue qu'elle serait en mesure d'utiliser le scanner laser lors de ses prochains coulages de béton. Cette mise en œuvre offre aux entreprises modernes une occasion unique de se démarquer et d'être à la pointe de l'intégration de cette technologie dans le secteur de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction.
