Les architectes ont souvent besoin des plans altimétriques du site de leur projet bien avant qu’ils ne possèdent les plans du géomètre. Surtout quand le promoteur n’a pas encore décidé de s’engager pour tel ou tel projet, mais il veut déjà commander l’étude de faisabilité ou faire l’avant –projet. Dans ce cas, les architectes recherchent l’information sur la topographie du terrain par eux-même.
Mon projet et ses enjeux
Pendant mes études en architecture j’ai renconré le même problème: j’ai travaillé sur un projet dont la parcelle se trouve sur une grande pente à Montmartre, quasiment la plus haute partie de Paris. Les cartes IGS sont à l’échelle 1:5000 maximum et, donc, pour implanter mon bâtiment elles n’étaient pas assez précises. Le réglement du PLU de Paris ne définit que les coupes des rues de Montmartre, mais il n’y a pas de coupe des secteurs.
Relief 3D Google
J’ai trouvé une solution en utilisant les données aériennes, notamment les cartes 3D GOOGLE. En effet, sur ce site il n’y a pas que la possibilité de regarder les images satellites 3D, mais aussi de les télécharger sous forme de relief 3D. Vous pouvez ainsi créer une sorte de surface dans le logiciel SketchUp. Dans le menu «Fichier» vous trouverez un onglet Position géographique>Ajouter la position géographique:
Ensuite pour visualiser le relief en 3D dans le même menu vous choisissez l’option «Visualiser le relief» :
Pour récupérer les isolignes du relief auparavant je les avais créés manuellement, c’est à dire que j’avais decoupé ce relief 3D de GOOGLE par les sections (Outils>Surface de section):
Il faut bien placer verticalement votre section par rapport à la surface du relief (la Terre est ronde, donc GOOGLE définit le vertical comme étant l’axe dirigé vers le centre de la Terre):
J’ai recupéré le profil de la section en faisant un clique droit et j’ai choisi «Сréer un groupe à partir d’une coupe»:
Puis, j’ai commencé à découper de cette manière tout ce relief en déplaçant la section mètre par mètre. Il faut être trés patiente dans ce genre de travail !
Méthode automatisée de création de la topographie avec Grasshopper
J’ai appris cette année la méthode automatisée de création de la topographie lors du cours «Continuum numérique». Ainsi , tout d’abord il faut exporter la surface du relief 3D GOOGLE que vous avez récupérée dans SketchUp (Fichier>Exporter>3D modèle) en format de .3ds. Faites attention, si vous avez dans ce fichier des objets extérieurs (par exemple, j’ai mis tout de suite sur mon relief le plan des bâtiments à partir des plans du cadastre sous la forme .dxf) après importation dans Rhinoceros (Fichier>Importer) vous pouriez n’avoir que des lignes 2D de vos objets extérieurs sans la surface du relief.
Finalement, c’est très important de choisir un bon format d’export. Ainsi, pendant la préparation de ma maquette, quand je n’ai pas réussi d’importer la suface 3D du relief sous la forme de .3ds (à cause de la référence .dxf intégrée) je l’ai enregistrée sous la forme .dxf. Après l’importation dans Rhinoceros j’avais un block qui était composé de plusieurs courbes et de l’ensemble des petits bouts du maillage.
Pour préparer cet ensemble pour découpe sur Grasshopper j’ai été obligée tout d’abord de décomposer ce block (Edition>Blocks>Décomposer un block). Ensuite, il a fallu séparer des maillages et des courbes sinon on ne pouvait pas réunir ces petits bouts en une seule surface (Edition>Sélectionner des objets>Maillages):
Dans Grasshopper pour commencer j’ai créé un Mesh Join (Mesh>Util>Mesh Join) qui a réuni tous les morceaux du maillage :
J’aurai pu éviter toutes ces manipulations supplémentaires si j’avais un bon format d’export. Ainsi, si vous avez enregistré la surface 3D sous le format .3ds après l’ouverture dans Rhino vous aurez tout de suite un maillage ouvert représentant une seule surface :
1) Dans Grasshopper il faut lier directement notre surface avec un Mesh simple (Params>Mesh).
Ensuite, toutes les manipulations sont pareilles.
2) J’ai crée une Bounding Box (BBox) autour de mon relief (Surface>Primitive>Bounding Box):
3) Puis, j’ai déconstruit cette boîte en ses différents éléments : Surface>Analysis> Deconstruct Box (DeBox)
4) J’ai mis l’opérateur Deconstruct Domain (DeDomain) : Maths>Domain>Deconstruct Domain
5) Ensuite j’ai ajouté deux points pour les vecteurs : Vector>Point>Construct Point
6) Maintenant il fallait créer une ligne entre ces deux points : Curve>Primitive>Line
7) J’ai mesuré la distance entre les deux points de ma ligne : Curve>Analysis>Length
8) A la fin, j’ai choisi l’opérateur qui reproduit des plans perpendiculaires à cette curve(Curve > Division > Perp Frames ) et j’ai ajouté Slider pour imposer le nombre de plans parallèles. Je voulais avoir une découpe chaque mètre. Dans SketchUp par défaut il y a aussi autour du morceau de relief sélectionné une sorte de «Bouding Box» qui indique les dimention du terrain choisi, y compris la différence dans les niveaux. Dans mon cas c’était 72 mètres, donc, j’ai mis 72 plans dans mon Slider.
9) Pour créer des intersections entre mon Mesh initial et les Frames j’ai choisi l’opérateur Intersect>Mathematical>Mesh Plane (Sec):
10) Pour récupérer les lignes de découpe j’ai cliqué à droite sur l’opérateur MeshPlane (Sec) et j’ai choisi l’option Bake et j’ai sauvgardé mes courbres de niveaux sur la couche séparée.
Création des bâtiments
Au moment de préparation de mes courbes de niveau j’ai eu ce problème d’exportation décrit au dessus et, donc, ma surface était présentée en tant qu’un ensemble de petits morceaux de maillage. Je n’ai pas trouvé la possibilité de créer des intérsections entre les batiments et la surface exportée afin de récupérer par la suite les nouvelles courbes de niveaux. J’ai continué mes recherches sur l’échange entre SketchUp et Rhino et maintenant, comme je l’ai indiqué, j’ai réussi à avoir une seule surface que je pouvais utiliser pour créer un modèle 3D pour la conception en PFE et pour la fabrication des nouvelles maquettes.
Pour le moment, j’ai modifié mon relief pour mettre les bâtiment manuellement. À cause de la forte pente de ma parcelle l’enjeu de cet étape était de choisir le principe de fabrication de la maquette: est-ce qu’il faut faire des trous dans le relief pour poser des bâtiments par la suite ? Ou bien faut-il créer un relief «pur» et poser des bâtiments par dessus (c’est à dire couper la partie de chaque bâtiment) ? J’ai choisi la deuxième méthode car pendant la fabrication, éventuellement, il sera difficile de superposer les couches idéalement, donc, nous aurons des petits décalage entre les couches. Ainsi, il est possible que les bâtiments ne puissent pas entrer dans les trous découpés. Par contre, il n’y a pas ce problème si vous poser les bâtiments par dessus.
J’ai mis mes courbes de relief et plan cadastre dans AutoCAD et j’ai decoupé les bâtiments en relation avec mon relief:
Le plan du cadastre est accesible sur le site Internet www. cadastre. gouv.fr. Vous pouvez le télécharger en format .dxf:
Egalement, j’ai pu affiner mon relief en dessinant des parties d’aménagements extérieurs tels que des escaliers :
Pendant le travail j’ai eu besoin de changer le cadrage de ma future maquette car toutes les corrections étaient déjà finies j’ai également changé le cadrage manuellement sur Autocad. Egalement, j’ai décidé de couper la parcelle sur laquelle est localisé mon projet pour avoir une maquette modifiable : dans ce cas je peux garder la maquette des alentours et proposer plusieurs programmes en changeant ce morceau de ma maquette:
Par ailleurs, il fallait bien réfléchir sur l’echelle de la maquette dès le début, au moment du choix de la parcelle sur SketchUp car Rhino fait des courbres dites «idéales», dans les limites de la maquette, prête à découper.
Création du modèle à découper du Sacré-Coeur
La difficulté de ma maquette était la présence du Sacré-Coeur dans le cadrage choisi. C’était important de travailler sur la relation de ce monument historique avec la parcelle. Ainsi, pour fabriquer le volume du Sacré-Coeur le plus vite possible j’ai retrouvé son modèle 3D dans le format 3Ds sur Internet et j’ai découpé ce volume de la même manière que le relief :
Préparation pour découpe laser
J’ai mis sur AutoCAD toutes les courbes de niveau du relief, des contours des bâtiments et des tranches du Sacré-Coeur.
Pendant l’achat du bristol pour la fabrication j’ai pris conscience que je ne pourrai pas l’apporter toute seule et je me suis posée la question comment je pourrais opérer une telle maquette lourde. Ainsi, j’ai essayé de minimiser son poids : j’ai découpé les parties intérieures des mes planches de niveaux et également j’ai utilisé cet espace intérieur pour la découpe des bâtiments :
Découpe laser
C’était ma première expérience de découpe laser:
Je ne connaissais pas très bien les particularités de fonctionnement de la machine, à cause de cela les deux premières planches ne sont pas réussies, il y avait des parties découpées partiellement :
Certainement, il fallait toujours vérifier le focus du laser par rapport à l’épaisseur du matériel et le caractère de la surface de papier : si elle n’est pas courbée.
La fabrication des courbes du relief était rapide, par contre la découpe des bâtiments prend beaucoup de temps et de ressources du laser, donc notre atelier maquette n’accepte pas de fabrication des bâtiments par empilement. J’ai pu couper une partie de mes bâtiments compte tenu de la complexité de leur fabrication manuelle:
Par ailleurs, je n’ai fait qu’une partie du Sacré-Coeur pour montrer le volume principale:
Mais le niveau de détails de l’église est tellement complexe pour la fabrication manuelle et la qualité de la découpe laser est tellement haute que j’ai eu envie de finir quand même le Sacré-Coeur dans une autre fablab.
J’ai rassemblé les bâtiements en même temps que le relief :
Voila le moment clé – j’ai réussi de mettre ma parcelle échangeable dans le trou du relief.
La maquette était presque prête :
Et voila mon premier programme de projet: j’ai fait rapidement une petit esquisse du projet sur la partie mobile de ma maquette:
Je restais très contente de cette expérience. Maintenant j’ai appris les outils de fabrication de la maquette de terrain virtuelle et réelle. De plus, cette maquette «multifonctionnelle» va me servir pendant mon travail sur le projet de fin d’étude du deuxième semestre.