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Pour un château endommagé par un tremblement de terre, la capture de la réalité permet de recoller les morceaux

Étude de cas

Septembre 2021

La technologie de capture de la réalité de NavVis a permis à Kozo Keikaku Engineering de réaliser une numérisation complète des vestiges endommagés par le tremblement de terre au château de Kumamoto.

Points principaux à retenir

Le KKE a utilisé NavVis la technologie de capture de la réalité pour l'évaluation des dommages au château de Kumamoto et pour soutenir le processus de restauration.
Grâce aux systèmes NavVis cartographie mobile le KKE a pu visualiser les conditions du site tel quel sous forme de nuages de points de haute qualité et d'images panoramiques en 3D.
NavVis Le logiciel de visualisation a permis au KKE de joindre des éléments d'information pertinents, tels que des dessins et des photos, à un site géolocalisé point d'intérêt (POI).
Lors de la dernière session de numérisation avec NavVis VLX10 800 mètres carrés ont été numérisés en deux jours, ce qui comprend les zones situées à l'intérieur des donjons du château et le pourtour extérieur du château.
Pour l’Examinateur en Chef du Château de Kumamoto, ce nouveau processus les a incités à trouver encore plus d'applications pour les solutions de capture de la réalité de NavVis.

Une vague de dévastation

Le 16 avril 2016, au petit matin, le sol de la préfecture de Kumamoto s'est mis à trembler. Une série de tremblements de terre, d'une magnitude allant jusqu'à 7,0 au cours des jours suivants, a détruit des maisons et des bâtiments en faisant trembler la terre.

Lorsque les secousses se sont calmées, on a découvert que l'un des plus beaux bâtiments du Japon avait été pris dans la vague de dévastation. Le château de Kumamoto, reconstruit en 1960 et considéré comme l'un des plus beaux châteaux du Japon, avait subi d'importants dégâts.

Si le château lui-même a résisté à la majeure partie du tremblement de terre avec des dommages structurels mineurs, on a rapidement découvert que deux des donjons du château s'étaient partiellement effondrés. Ailleurs, plusieurs murs extérieurs à la base du donjon s'étaient également effondrés, tandis qu'un grand nombre de tuiles s'étaient détachées du toit et s'étaient écrasées sur le sol.

Peu après le tremblement de terre, la ville a fait appel à la société d'ingénierie Kozo Keikaku Engineering Inc. (KKE) pour évaluer les dégâts. Pour KKE, ce projet revêtait également une importance historique, car la société avait entrepris la restauration originale du donjon du château lors de sa reconstruction en 1960 - un effort personnellement supervisé par le fondateur de KKE, le Dr Makoto Hattori, aujourd'hui décédé.

La reconstruction ne se limite pas à la photographie

La première étape vers la restauration et la réparation est la documentation du site, mais cela peut constituer un obstacle majeur lorsqu'il s'agit de bâtiments historiques, explique Koichi Kakuta, Sales and Marketing Representative pour KKE.

"Au Japon, diverses catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre, les tsunamis, les typhons et les glissements de terrain se produisent souvent, et les bâtiments historiques peuvent également être endommagés. Les bâtiments historiques endommagés peuvent ne pas avoir BIM, CAO ou même des dessins sur papier, et leur restauration peut prendre beaucoup de temps."

L'évaluation de l'état du site et la documentation des zones endommagées ont également été rendues particulièrement difficiles par l'inaccessibilité relative des zones les plus endommagées et par la grande taille du château et des terrains.

Bien que les ingénieurs aient pris de nombreuses photos des dégâts à l'intérieur du château lors de chaque visite sur le site, lorsqu'ils les ont examinées de retour au bureau, ils ont constaté qu'il y avait parfois des lacunes dans ce qui avait été collecté. Pour Junichi Tashiro, examinateur en chef du bureau général du château de Kumamoto, il est vite devenu évident que les caméras ne suffiraient pas.

"Immédiatement après la catastrophe, j'ai fait des allers-retours entre le bureau et le site plusieurs fois par jour pour prendre des photos des dégâts à l'intérieur de la tour du château avec mon site caméra. Cependant, il y avait de nombreux détails que je n'ai pas pu capturer.

Une nouvelle façon de voir avec la numérisation mobile

Après que les premières évaluations ont révélé l'étendue des dégâts, les experts du KKE ont su qu'une autre approche était nécessaire et ont immédiatement proposé d'utiliser la technologie de capture de la réalité pour évaluer les dégâts. NavVis la technologie de capture de la réalité pour l'évaluation des dommages. De plus, l'équipe était convaincue que cette technologie pouvait également faire une différence substantielle dans le processus de restauration. Grâce à un scanner à 360 degrés, KKE a pu capturer les dommages à l'intérieur du donjon et visualiser les informations sous forme d'images panoramiques en 3D et de nuages de points.

L'équipe du KKE a effectué une paire de scanners en utilisant du matériel, en visualisant et en partageant les résultats par l'intermédiaire d'un site Internet. NavVis cartographie mobile et a visualisé et partagé les résultats par l'intermédiaire de NavVis IndoorViewer (aujourd'hui connu sous le nom de NavVis IVION). Le premier effort de numérisation a eu lieu en septembre 2016 et a permis de documenter les dommages en place avant que les équipes de maintenance n'entament les travaux d'enlèvement. Ce premier cliché a été utilisé pour planifier une partie des travaux de démolition intérieure. En avril 2017, lorsque la démolition intérieure a commencé pour de bon, KKE est revenu avec un système de balayage mobile pour capturer un autre cliché. NavVis système de numérisation mobile pour prendre un autre cliché.

En regardant les scans, M. Tashiro a pu voir plus que ce que les photographies seules pouvaient fournir.

À ce stade de la restauration du donjon, l'équipe a pu vérifier l'intérieur et le comparer à son état initial grâce au logiciel NavVis - sans avoir à trier une multitude de photos.

Plutôt que de prendre le temps de chercher dans une documentation photographique exhaustive, le logiciel de visualisation a aidé le KKE à attacher des éléments d'information pertinents, tels que des dessins et des photos, à un site Web, NavVis un logiciel de visualisation a permis à KKE d'attacher des éléments d'information pertinents, tels que des dessins et des photos, à un site géolocalisé point d'intérêt (POI). Ensemble, l'analyse du site et les points d'intérêt fournissent une image claire qui a été comprise à la fois par l'équipe d'ingénieurs et par les autres parties prenantes. Cette capacité à comparer le passé au présent a été cruciale pour le suivi du projet.

Après les premiers travaux d'enlèvement des débris liés au tremblement de terre, les représentants de Kumamoto ont élaboré un plan de restauration pour les donjons du château. En raison de l'ampleur des dégâts, la restauration et la réouverture des donjons étaient prévues pour 2021, tandis que le plan de restauration complet du château devrait être achevé en 2038.

Le NavVis VLX offre encore plus de polyvalence

Comme prévu, en avril de cette année - presque cinq ans jour pour jour après le tremblement de terre fatidique - les membres de l'équipe de scanners du KKE sont retournés pour un examen complet, cette fois-ci armés d'un système de scanners portés sur l'épaule. NavVis VLXun système d'épaule cartographie mobile .

L'équipe, qui n'avait pas vu le site en personne depuis un certain temps, a été stupéfaite de voir à quel point les murs en pierre du donjon avaient été restaurés, et a rapidement effectué un balayage complet à l'aide d'un scanner. NavVis VLX. En deux jours, un total de 10 800 mètres carrés a été capturé, comprenant à la fois les zones à l'intérieur des donjons du château et la circonférence extérieure du donjon.

M. Kakuta a apprécié la portabilité et la facilité d'utilisation du NavVis VLX pour effectuer les scans.

"Nous avons pu mesurer des escaliers intérieurs et extérieurs, ainsi que des zones étroites dans l'arrière-cour. Il n'a fallu que deux jours pour effectuer les mesures à l'intérieur et à l'extérieur. De plus, la mallette de stockage ayant la taille d'une valise, elle a pu être transportée par avion".

Par rapport aux scans précédents, le NavVis VLX offrait la polyvalence supplémentaire d'avoir les mains libres et d'être beaucoup plus facile à déplacer dans le château grâce à l'absence de roues, explique Eiji Miyagaki, responsable des mesures pour le projet chez KKE.

"C'était un travail difficile dans la chaleur et l'humidité du début de l'été au Japon. Si j'avais eu un NavVis VLX à l'époque [des premiers scans], j'aurais pu y aller seul et faire des scans de bien meilleure qualité et en moins de temps", a déclaré M. Miyagaki.

Réaliser la puissance d'un jumeau numérique

Dans les nouvelles constructions, ou même dans les structures tel que construit , il est facile d'effectuer une visite du site - mais dans des situations aussi complexes que celle-ci, ce n'est pas toujours une option accessible. Documenter les zones difficiles d'un bâtiment prend du temps, entraîne des frais de personnel et peut même poser des problèmes de sécurité. En outre, il peut être difficile d'inspecter des zones pour lesquelles il n'existe pas de photos ou de dessins correspondants, ou de trouver la bonne photo. La création d'une version 3D du site jumeau numérique peut cependant rendre moins nécessaires les visites répétées sur le site et donner une vision plus complète des éléments visuels pour une meilleure compréhension.

En effet, les données saisies par le système NavVis cartographie mobile système ont permis de compiler les rapports sur les dommages. Surtout, un site jumeau numérique du donjon du château avant le tremblement de terre de 2016 aurait pu rendre la restauration plus efficace, a réfléchi M. Kakuta (KKE).

"Avec NavVis VLXIndoorViewer, il est possible de mesurer rapidement les surfaces intérieures et extérieures de bâtiments historiques de grande envergure. NavVis IndoorViewer, il est possible de comprendre les formes en 3D grâce aux nuages de points, de vérifier les matériaux et les couleurs en détail grâce aux photos panoramiques, et de partager, d'instruire et de rapporter les données à tout moment et en tout lieu".

"Et avec NavVis IVIONde nouvelles fonctionnalités innovantes, telles que le traitement multisite et en nuage, permettent d'accroître considérablement l'efficacité de ces tâches de cartographie et d'affichage."

Pour l’Examinateur en Chef du Château de Kumamoto, ce nouveau procédé les a incités à trouver encore plus d'applications pour la capture de la réalité par NavVis.

"À l'avenir, nous espérons que NavVis pourra être utilisé non seulement pour la restauration du château de Kumamoto, mais aussi pour d'autres biens culturels importants de la préfecture de Kumamoto et du pays. Si nous pouvons accumuler l'histoire de la restauration et de la gestion de la maintenance, nous serons plus efficaces, ce qui se traduira par une durée de vie plus longue et une réduction des coûts", a déclaré M. Tashiro.

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