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Comment les données capturées par des drones ont-elles aidé à créer un jumeau numérique du pont des chaînes de Széchenyi ?

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Symbole national en Hongrie depuis sa construction, le pont des chaînes Széchenyi enjambe le Danube et relie le centre-ville de Buda et de Pest, les deux parties de Budapest. Inauguré en 1849, le pont est devenu un symbole de connexion et de progrès pour le pays tout entier, ce qui explique pourquoi l'amélioration de ce pont suspendu de 380 m de long et 14,8 m de large a été si soigneusement étudiée.

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Les travaux de modernisation ont commencé en juin 2021, mais l'équipe de Ventus Tech a reconnu l'opportunité de capturer cette icône culturelle et de la préserver en tant que jumeau numérique, étant donné son engagement à capturer la réalité au-dessus du sol et sous l'eau. Proposant 13 types différents de données de sortie pour leurs projets, l'équipe s'efforce de capturer et de fournir des données que les ingénieurs peuvent utiliser immédiatement sans avoir à passer par une courbe d'apprentissage abrupte. Bien qu'ils puissent capturer et fournir quelque chose d'aussi simple qu'un nuage de points brut ou une orthophoto, le plus haut niveau de traitement nécessite le processus de capture de données le plus complexe, ce qui était le cas des données qui devaient être capturées pour créer un jumeau numérique du pont des chaînes Széchenyi.

Dans un délai serré et en collaboration avec BIMFRA à titre gracieux, puisque la création d'un jumeau numérique du pont n'était pas prévue dans le budget, l'équipe a dû travailler rapidement pour scanner, voler et modéliser le pont à l'aide de relevés au sol, de scans aériens et même de bateaux. Pour utiliser le drone, il a fallu tenir compte des réglementations de l'espace aérien de la ville et du pays, mais la proximité de divers bureaux gouvernementaux, notamment le bureau du président et celui du Premier ministre, a nécessité des autorisations spéciales.

"Nous avons dû obtenir huit autorisations différentes de la sécurité nationale, des autorités de l'aviation, etc. avant de pouvoir voler, a déclaré Bálint Vanek, directeur technique chez Ventus Tech. "Nous voulions également étudier le dessous du pont, nous avons donc modifié notre bateau autonome pour y installer une caméra et un équipement GPS spécial afin de capturer les données. La rivière était en crue à ce moment-là, donc y manœuvrer avec le bateau autonome a été un défi."

En raison des contraintes de temps très serrées liées à la construction, il n'a pas été possible de revenir en arrière et de répéter certaines des mesures. L'équipe devait donc s'assurer d'obtenir tout ce dont elle avait besoin du premier coup. Cela signifiait que le choix et l'utilisation des drones à déployer devaient être soigneusement étudiés.

"Nous avions plusieurs configurations de charge utile sur notre DJI M600 Pro - des photos nadir et obliques et un LIDAR aéroporté", a déclaré Vanek à Commercial UAV News. "Les vols devaient être effectués à partir d'une petite zone de décollage/atterrissage et le pilote avait besoin d'une aide spéciale (ligne de site visuelle étendue) lorsqu'il volait d'un côté du pont à l'autre et tournait autour des piliers/colonnes du pont. Nous devions surveiller les zones de protection des bâtiments importants et une partie du plan de vol était exécutée manuellement tandis que l'autre était exécutée en mode de navigation par points de cheminement."

La capture de ces données de manière aussi réfléchie et complète a permis la création d'un incroyable jumeau numérique du pont des chaînes de Széchenyi. Le modèle fusionne les images individuelles ainsi que les scans laser aériens et terrestres capturés pendant le projet sur une plateforme commune qui permet de produire ce modèle de jumeau numérique à partir des images numériques de résolution 1 cm et des nuages de points LIDAR avec une précision d'échelle. Le fait de disposer de ce modèle ouvre d'innombrables possibilités aux parties prenantes du projet, tant à court terme qu'à long terme.

"Ce modèle jumeau numérique vous permet de prendre des mesures précises de distance, de surface et de volume", explique Vanek. "Les actifs tels que les lampes, les statues et autres peuvent être catalogués avec leurs dimensions facilement extraites. Le modèle permet également aux ingénieurs en construction de découvrir des problèmes qui pourraient ne pas être visibles de leur point de vue (comme des fissures sur la face inférieure du pont) ou des distorsions géométriques dans certaines structures de soutien."

La plupart des gens comprennent la commodité de pouvoir effectuer de telles tâches à distance, mais comme l'a prouvé COVID-19, il est parfois nécessaire de pouvoir le faire. De plus, grâce au modèle jumeau numérique qui existe maintenant, l'entreprise de construction peut l'utiliser pour guider les futurs projets de reconstruction du pont, de sorte que l'ensemble du processus de conception et de construction sera guidé par la BIM.

Les avantages et les possibilités qu'offrent les modèles jumeaux numériques sont mieux compris que jamais, mais les défis actuels sont surtout liés à la manière dont on doit s'y prendre pour les créer. Pour obtenir des résultats finaux de qualité, il faut capturer des données de haute qualité au moyen d'outils tels que les drones, mais ce n'est pas là que doit commencer l'exploration de la technologie. En réalité, les outils de capture tels que les drones doivent être utilisés après une évaluation des produits livrables et une compréhension de la manière dont les drones vont créer de la valeur dans un projet donné.

"Comprendre les besoins du post-traitement et de son flux de travail est essentiel, mais j'ai vu des entreprises de construction et des bureaux d'études se laisser prendre par le drone lui-même", a déclaré Vanek. "Ils achètent un drone et s'attendent à ce qu'il puisse simplement créer le type d'atout que vous voyez dans la vidéo, mais leur inexpérience avec l'équipement et le système a produit des résultats de faible qualité qui sont inutiles. Il faut savoir ce que l'on fait avec cette technologie à tous les niveaux, ce qui explique en partie pourquoi nous avons effectué un certain nombre de tests avec notre bateau et notre équipement sur un pont en dehors de la ville. "Il ne faut jamais improviser ou deviner les informations qu'un drone va capturer ou ne pas savoir comment ces données vont être utilisées. Toute personne ayant un projet difficile devrait s'adresser à une équipe professionnelle comme nous, avec des années d'expérience et des solutions éprouvées."