Avec Artec Leo, le scan 3D atteint de nouveau sommets : 56 mètres au-dessus de la baie de San Francisco

C’est dans le contexte de la Californie des années 1950, un boom d’après-guerre marqué par des changements et l’industrialisation, alors même que les poètes de la Beat Generation griffonnaient sur le papier dans des librairies devenues emblématiques, que le pont Richmond-San Rafael a vu le jour. Dès les années 1920, la nécessité d’une liaison entre les baies est et ouest de San Francisco avait été identifiée, une idée qui avait été proposée, approuvée, retardée, amendée et repoussée à de nombreuses reprises, et ce pendant des dizaines d’années.

C’est alors, avec une grande prévoyance et un besoin augmentant aussi rapidement que la population de l’État, que les plans ont été approuvés, et que la construction de ce qui est officiellement appelé le John F. McCarthy Memorial Bridge a commencé.

Conçue en vue de remplacer un service de ferry reliant Richmond, à l'est, à San Rafael, à l'ouest, la construction a débuté en mars 1953, et en septembre 1956, le pont était ouvert, totalement fonctionnel et prêt à accueillir des invités, en l’occurrence des dizaines de milliers d’automobilistes qui disposaient enfin d'un moyen de traverser la baie en toute facilité.

Le pont est resté opérationnel depuis lors, transportant, au dernier décompte, plus de 70 000 conducteurs d’un côté à l’autre de la baie chaque jour. Si le pont est bien sûr fonctionnel et pittoresque, son emplacement le rend vulnérable à une impressionnante collection d'éléments incroyablement corrosifs : l’eau salée, la chaleur, le vent et les gaz d’échappement des véhicules.

« Lorsque je travaillais sur le pont, un ingénieur me disait : "La rouille ne dort jamais", » raconte Marcio Adamy de la société Indicate Technologies Inc., partenaire d’Artec 3D certifié Gold.

Pour que le pont demeure parfaitement sûr et opérationnel, des réparations s’imposaient. Une section spécifique d’un segment particulier était devenue fortement corrodée et rouillée au fil du temps, et c’est cette partie du pont qui devait être remplacée.

« Le client voulait mesurer les panneaux, ainsi que l’emplacement des rivets, et il y avait plus de 250 rivets sur chaque panneau ! »

En l’absence de mesures connues (et même s’il y en avait eu, leur fiabilité aurait été douteuse), une nouvelle mission s’est présentée : calculer les mesures exactes de ces panneaux, une tâche ardue demandée par Danny’s Construction, entreprise spécialisée dans l’acier et dans la fabrication et la maintenance de structures gigantesques telles que des stades, des bâtiments et, dans le cas présent, des ponts.

« Ils voulaient mesurer les panneaux, ainsi que l'emplacement des rivets, et il y avait plus de 250 rivets sur chaque panneau, a déclaré Adamy. Chaque panneau a des faces nord et sud, ainsi que des parties extérieures et intérieures. Pour produire de nouveaux panneaux, il fallait donc s’assurer que les mesures comportaient tous les bons trous aux bons endroits. »

Chaque panneau comptait 250 rivets, et chacun devait être capturé avec précision.

À cela s'ajoutaient deux défis : la hauteur du pont et le fait qu’il transporte 70 000 voitures par jour. La solution devait être rapide, simple et autonome, tout en garantissant la précision et la fiabilité des résultats finaux.

La seule solution

Pour accéder à ces panneaux particuliers du pont Richmond-San Rafael, plusieurs éléments doivent être pris en compte. Tout d’abord, les parties à mesurer se trouvent à 185 pieds (56 m) au-dessus de l’eau. Ensuite, le trafic est constant tout au long de la journée. N’oublions pas non plus les vents violents qui soufflent sur la baie, ainsi que la nécessité d’être le moins intrusif possible : la saison des amours des baleines, par exemple, limite toute activité à proximité de l’eau, de peur que les baleines à la recherche d’un partenaire ne soient distraites.

En bref, il fallait que quelqu’un puisse se glisser de manière rapide et sûre sur la partie du pont faisant face à l'extérieur, tout en restant à l’écart des voitures venant en sens inverse, en perturbant le moins possible la circulation et, compte tenu de la hauteur de travail, en n’oubliant pas de ne pas regarder vers le bas. Ensuite, il fallait capturer les moindres détails de la surface de chaque panneau.

Il n’y avait qu’une seule solution à la hauteur de cette mission : l’Artec Leo.

Sans fil et conçu pour capturer facilement les endroits les moins accessibles, l’écran intégré d’Artec Leo permet de saisir en un clin d’œil toutes les surfaces d’un objet et tous les détails qui s’y trouvent. Dans le cas du pont Richmond-San Rafael, aucun autre appareil ne pouvait accomplir cette tâche : scanner avec Leo signifie que vous n’avez que l’appareil avec vous, ce qui est essentiel compte tenu de la nature du travail. Il était tout simplement impossible de travailler à une telle hauteur, dans un espace aussi restreint, dans un délai aussi court, tout en s’occupant des ordinateurs, des câbles et peut-être d’une autre personne en attente, prête à intervenir.

« Il n’y avait pas d’autre solution. Artec Leo était conçu pour cela. »

Dans d’autres situations, il aurait été facile d’utiliser un autre scanner ou une combinaison de scanners, mais dans ce cas particulier, la réponse était claire. Adamy a déclaré : « J’étais dans une nacelle d’un mètre sur un mètre, avec une autre personne. Où aurais-je pu mettre l’ordinateur, ou une table ? Dans ce cas précis, il n’y avait pas d'autre solution. Leo était conçu pour cela. »

Tout le travail a été réalisé en un temps record, et en mode HD. « J’ai décidé de tout scanner en mode HD, même s’il n'était pas vraiment nécessaire d’avoir une géométrie aussi riche dans ce cas, a expliqué Adamy. Mais j’aime toujours avoir la meilleure version et la réduire ensuite, plutôt que de ne pas avoir assez d’informations et de ne pas pouvoir ajouter quoi que ce soit par la suite. »

Après avoir acquis une certaine expérience sur la manière la plus efficace de scanner chaque panneau, l’équipe est parvenue à réduire le temps de numérisation à moins de dix minutes par face.

À 56 mètres au-dessus de l’eau, le travail devait être effectué rapidement, en toute sécurité et sans bagages supplémentaires tels que des ordinateurs ou des câbles. La réponse : Artec Leo.

« Je disposais d’un petit laps de temps pendant lequel j’étais autorisé à travailler sur le pont, raconte Adamy. J’arrivais vers 5h30 ou 6h du matin, et nous planifions ce que nous allions faire. Ensuite, je mettais mon harnais, mon casque et mes équipements de sécurité. Puis je restais là à scanner jusqu’à 9h30 ou 10h30, avant de retourner au bureau et de commencer à télécharger les fichiers, »

Compte tenu du peu de temps disponible pour chaque session de numérisation, de la quantité de scans à effectuer, des contraintes environnementales en vigueur et des conditions météorologiques capricieuses, il a fallu plusieurs mois pour mener à bien l’ensemble du projet.

Après huit voyages et moins de 30 minutes de numérisation pour chacun des panneaux de 1,80 m dans tous les sens, la première partie du travail était terminée : tous les panneaux avaient été scannés et les données capturées étaient en route pour l’étape suivante.

Tout en une seule journée de travail

En dépit de toute la planification nécessaire, le personnel de sécurité et les policiers prêts à intervenir, un camion de secours pour éviter les collisions avec les véhicules circulant en sens inverse et un homme attaché à un harnais de sécurité au-dessus de la baie de San Francisco, le travail en lui-même n'a pas été difficile. Malgré tous les défis et toutes les difficultés, scanner avec Artec Leo s’est avéré facile.

Et le traitement des données aussi.

« J’ai téléchargé les fichiers et lancé toutes les étapes, explique Adamy. Ensuite, j’ai procédé à un enregistrement global, supprimé les informations superflues, puis j’ai converti le tout en un maillage à l’aide de la fusion nette. Enfin, j’ai exporté ce maillage sous la forme d’un fichier STL. »

Après ces étapes relativement simples, le fichier STL a été chargé dans Geomagic Design X pour un traitement ultérieur, puis exporté au format .pts, qui a ensuite été utilisé par Autodesk pour les dessins SBU et pour collecter des informations. Dans certains cas, tout, du scan au traitement, au post-traitement et au résultat final, a été réalisé dans la journée.

« La seule difficulté était d’être sur place : gérer ses peurs dans cet environnement avec le vent, le froid et le soleil ! »

La partie la plus difficile du scan ici ? La hauteur !

« Comme je l’ai déjà dit, cette partie du travail est très simple : téléchargement des fichiers, enregistrement global, édition et création d’un fichier de maillage, fusion nette... c’est un jeu d’enfant, explique Adamy. La seule difficulté était d'être sur place : se retrouver plus loin que le camion de secours, gérer ses peurs dans cet environnement, avec le vent, le froid, le soleil, tout ça. C’est ça la partie la plus difficile. »

Gain de temps et d’argent

Huit mois plus tard, les huit panneaux ont été fabriqués et fièrement installés, avec un gain de temps d’au moins 75 à 90 %, et il s’agit là d’une estimation prudente. L’utilisation de la technologie 3D, et plus particulièrement du scanner Artec Leo, n’a pas présenté que des avantages en termes de possibilités et de praticité : elle a également permis de réduire considérablement les coûts.

Le gain de temps, notamment : imaginez par exemple, si chaque panneau devait être mesuré manuellement à l’aide d’un mètre ou d’une règle, le processus laborieux des mesures documenté par un dessin à la main, puis transmis aux fabricants de nouveaux panneaux.

La précision des résultats permet également de gagner du temps lors de la production des nouveaux panneaux, sans parler de la réduction du nombre de travailleurs devant être présents, ce qui permet également de réduire les coûts de main-d’œuvre.

Une dernière étape ? Scanner les nouveaux panneaux bien sûr. Si aujourd’hui nous avons du mal à trouver des informations fiables sur des structures et des bâtiments construits il y a plusieurs dizaines d’années, les professionnels de demain n’auront pas ce problème.

Dans le cas du pont Richmond-San Rafael, les scans 3D complets, les mesures, les plans et les fichiers de ces panneaux sont enfin disponibles, avec une précision de 0,1 mm, et pour d’innombrables générations d’ingénieurs, de constructeurs, d’architectes et d’inspecteurs à venir.