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Etudes sensibles en aménagement du territoire : les atouts d'une combinaison SIG et 3D


Session 3D
 

Christian JULIEN
Christian.julien@encem.com

ENCEM
Agence Technique Montpellier
385, Rue Alfred Nobel
34935 Montpellier Cedex 09
Tél : 04 99 52 62 53
Fax : 04 99 52 62 50

 

Mots-clés, logiciels ESRI utilisés et publics visés
 


Mots-clés : Encem, CAO, 3D, carrières, paysage, landSIM3D

Logiciels ESRI utilisés : Arcview 9.3

Public visé : Tout public

 

Présentation d'ENCEM


ENCEM a été créé en 1979, sous l’égide de l’UNICEM, avec pour origine la loi du 10 juillet 1976 sur la protection de la nature, rendant obligatoire, pour certains types de travaux ou d’aménagement, l’intégration d’une notice ou d’une étude d’impact dans le dossier réglementaire.
ENCEM propose un large éventail de prestations comprenant le conseil, la rédaction des dossiers ICPE, mais également des études techniques spécifiques dans de nombreux domaines, parmi lesquels la CAO et le paysage.
 
Un réseau de huit agences en France : Bordeaux, Lyon, Montpellier, Nancy, Nantes, Orléans, Paris, Strasbourg.
 
Depuis juin 2008 a été crée une agence technique regroupant des spécialistes en CAO (phasage et modélisation 3D), en paysage et en acoustique


De la CAO à la visualisation 3D temps réel


L’ouverture ou l’exploitation d’une carrière ne s’effectue pas sans réflexion préalable. Le projet d’extraction d’un gisement amène de multiples questions telles que « comment exploiter »,« pour quelle durée », auxquelles doivent être apportées des réponses avant de pouvoir obtenir une autorisation d’extraction.
 
Pour faciliter cette réflexion la société Encem s’est équipée dés 1992, d’un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur Mx permettant de modéliser l’évolution de sites sur toute leur durée de vie, et d’optimiser ainsi leur gestion.



Les vues 3D en perspective sont un outil indispensable notamment dans l’estimation des impacts visuels et des préconisations de remises en état adaptées à l’environnement.
Depuis 1992, la visualisation 3D en perspective a évolué. Des premières vues sous forme de maillage, qui sollicitaient des temps de calcul important, on est passé à des visualisations en temps réel sous forme d’aplat couleur. De même l’image de synthèse a évolué de notre premier logiciel EPIC au logiciel 3D studio aujourd’hui. Des vues 3D simples en aplat couleur nous réalisons aussi des vues en image de synthèse ou sur la base d’ortophotographie aérienne.





Même si ces traitements en perspective en aplat couleur ou en image de synthèse facilite l’analyse de l’impact visuel, il est indispensable aujourd’hui de prendre en compte d’autres critères tels que la végétation.
Ainsi Encem a acquis en 2007 le logiciel de simulation du paysage LandSIM3D. Il va nous permettre de modéliser le territoire en 3D temps réel facilitant l’analyse et l’intégration du projet dans son environnement.




Utilisation du SIG à Encem


Notre société vient de s’équiper récemment de deux licences arcview 9.3 et de 3 GPS Arpentgis juno SB.
 
L’utilisation du logiciel sera multiple et facilitera le travail des différentes disciplines composant notre société.
A titre d’exemple pour les écologues il va permettre une cartographie précise des espèces végétales remarquables des différents sites de carrière étudiés et notamment de suivre l’évolution d’habitats d’espèces végétales protégées.
Grace au GPS il va être possible de saisir directement les données du site en cours d’études. Une fois saisie, l’ensemble de ces informations seront dans ARCVIEW cartographiées puis corrélées avec d’autres données telles que les bases Bd topo de l’IGN au format shapefile afin de les importer dans LandSIM3D.


Les 3 étapes de construction de la maquette 3D temps réel


Un site est modélisé à partir de couches d’informations géographiques décrivant la cartographie, la topographie et l’altimétrie d’un terrain. Ces informations sont recueillies sous forme de données de type cartographie (rasters et vecteurs), orthophotographie géo référencée ou de fichiers de points altimétriques (x, y, z) décrivant le relief du terrain.
Si au départ nos bases de données principales étaient au format Autocad, aujourd’hui nous nous fournissons essentiellement en bases de données au format Shapefile 3D.
Ces différentes couches d’information sont ensuite corrélées et assemblées dans un référentiel géographique commun.
On obtient alors la maquette dynamique du site, reconstruite à l’identique et en trois dimensions.




Etape 1 : construction de la maquette à l’état actuel


Les routes et les bâtis sont intégrés à partir des données IGN. Les bâtiments sont modélisés sous forme de volumes, à partir de leur empreinte au sol et de leur hauteur réelle.
Les textures sont également reconstituées selon la nature des éléments : route nationale, chemin rural, maison de village, usine, bâtiment administratif, école, commerce, etc. Il est possible de reconstruire une ville entière ou des villages dispersés dans n’importe quel environnement.










Etape 2 : mise en place du sol et de la végétation


Le rôle de la végétation est fondamental dans le réalisme de la maquette et dans l’appréciation des perceptions visuelles à hauteur d’homme. Les végétaux sont représentés en 3D et distribués selon le zonage réalisé en étape 1.
Les espèces sont choisies parmi les essences les plus représentatives de la géo-spécificité des lieux : les biotopes sont ainsi respectés.
Les saisons, les différents stades de croissance des plantes et leur évolution dans le temps sont autant de paramètres permettant de reconstituer un paysage avec réalisme.










Etape 3 : intégration du projet


Les maquettes sont conçues comme de véritables outils d’étude et d’analyse des variantes possibles d’un projet.
Ces variantes, préalablement calculées et élaborées en fonction de la topographie, sont traitées en images de synthèse et intégrées au modèle. L’évolution du projet et de son environnement avec le temps prend alors toute sa dimension.










Etape 4 : Post Production / Rendus et supports de présentation ...


Après avoir été un outil d’analyse et de concertation autour de la conception même du projet, la maquette en trois dimensions est publiée et distribuée sur DVD aux différents partenaires du projet. Elle peut dès lors être présentée aux élus, aux associations et aux administrations. Ces supports de présentation sont fournis sous forme de navigation  temps réel, d’images fixes ou encore d’animations vidéo commentées.

 
LE VISUALISEUR TEMPS REEL :

Le visualiseur est un programme offrant une totale liberté de mouvement à l’intérieur de la maquette et par conséquent au sein même du projet. Son algorithme de calculs garantit une facilité d’utilisation sans perdre en qualité d’image.
La visualisation interactive offre alors un réel confort d’analyse du territoire à grande échelle. Durant toute la phase de conception du projet, elle facilitera la concertation et la communication lors des réunions de travail. Le projet sera alors mieux apprécié par l’ensemble des acteurs.
 

IMAGES FIXES :

Des prises de vue fixes sont extraites du modèle selon des angles prédéfinis. Elles sont utilisées pour l’illustration des documents ou pour la présentation ciblée de certaines zones ou de certains éléments particuliers du projet et de ses abords.
 

ANIMATION VIDEO :

Si la maquette temps réel peut se suffire à elle-même dans un contexte d’analyse des impacts ou de conception, l’utilisation d’une séquence vidéo commentée, présentant le projet, est elle particulièrement adaptée à la présentation en public, se concentrant sur les points essentiels du dossier.
L’animation vidéo est réalisée à partir de prises de vues et de déplacements de «caméra» à l’intérieur de la maquette, selon un scénario pré-établi. Une ambiance sonore originale créée spécifiquement (voix off, musique et effets) rend l’animation vivante et interactive.


La maquette 3D temps réel un puissant outil d’analyse et de communication


Après 2 ans d’utilisation et suite aux remarques de différents utilisateurs clients, il apparait que la maquette 3D est considérée comme un puissant outil d’analyse et de communication. Nous l’utilisons donc aujourd’hui dans le cadre d’études de variantes des projets en amont des études paysagères et de présentation directe auprès des élus, des administrations, des associations, etc.


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