Dans son œuvre presciente, l'informaticien devenu auteur a imaginé le monde de demain : un monde où la réalité physique est parfaitement représentée sous forme numérique ; un document vivant détaillant en temps réel toutes les nuances des communautés dans lesquelles nous vivons.
Qu'est-ce qu'un monde miroir, exactement ? Citons l'ouvrage fondateur de David Gelernter :
Ce sont des modèles logiciels d'une partie de la réalité, d'une partie du monde réel que vous voyez par la fenêtre. Des océans d'informations se déversent sans cesse dans le modèle (par un vaste labyrinthe de tubes et tuyaux logiciels) ; tant d'informations que le modèle peut imiter chaque mouvement, à chaque instant. Un « monde miroir » est le reflet d'une gigantesque institution, réaliste et changeant, piégé dans un ordinateur, d'où vous pouvez l'observer et le comprendre dans son intégralité. Ce vaste sous-monde, dense et animé, qui vous entoure devient alors aussi un objet entre vos mains.
En pratique, trente-deux ans plus tard, nous vivons ces prédictions. Grâce aux technologies de scanner laser 3D — statique terrestre ou mobile (avec la cartographie et localisation simultanées) —, des millions d'atouts physiques dans le monde entier, artificiels ou naturels, sont transformés chaque jour en modèles virtuels de données numériques — depuis les bâtiments résidentiels et commerciaux, en passant par les centrales électriques et les complexes industriels, jusqu'aux environnements souterrains comme les mines.
Deux routes, une seule voie
Cependant, dans l'histoire du scanner laser terrestre (statique ou à position fixe) vieille de presque soixante ans et de celle, relativement jeune du scanner laser mobile (capture de la réalité en déplacement), ces deux technologies apparentées et différentes à la fois ont commencé à suivre des chemins distincts.
Les fabricants de scanner lasers terrestres (TLS) vantent la précision et l'exactitude croissantes de leur technologie, avec des applications allant de la rétro-ingénierie et du contrôle de la qualité à l'analyse médico-légale pour la sécurité publique, en passant par la modélisation basée sur les nuages de points pour l'architecture, l'ingénierie et l'industrie de la construction. Les fabricants de scanner lasers mobiles, conscients des limites de la granularité des données de leurs produits, ont plutôt mis en avant la vitesse de saisie des données, la facilité d'utilisation, les économies et la mobilité de leur technologie. Cela afin que la gestion et la supervision des projets de construction et d'infrastructure, ainsi que les opérations minières, puissent se poursuivre avec une efficacité maximale, ce qui leur permet de réduire les délais de finalisation et d'obtenir des résultats concrets.
Bien qu'il ne s'agisse pas exactement d'un slogan de l'industrie, les scanner lasers mobiles ont de plus en plus souvent adopté la devise : « La perfection est l'ennemie du bien ». Pour de nombreux projets, paraît-il, un scanner laser mobile à haute vitesse et à faible résolution est amplement suffisant.
Aujourd'hui, cependant, ces voies autrefois divergentes se rejoignent. Il s'agit d'une transformation menée par des entreprises innovantes des deux côtés du secteur de la capture de la réalité, pour deux raisons :
- La prise de conscience que, notamment dans les applications minières et d'énergie atomique — analyse de convergence, cartographie de l'avancement de la production, inspection des puits verticaux, volume des stocks, cartographie géologique, conception et planification —, la bifurcation mobile/statique s'est avérée plus nuancée : il existe en effet de nombreux exemples où les scanners terrestres haute résolution et les scanners mobiles rapides à plus faible résolution sont tous les deux utiles dans un même projet.
- Les progrès des algorithmes logiciels basés sur la cartographie et localisation simultanées, des vitesses de traitement des données et des workflows en ligne et hors ligne contribuent à intégrer les technologies de scanner statique et mobile dans des systèmes matériels et logiciels unifiés. Dans ce cas, les dispositifs de scanner mobile font surtout un « double travail » en réunissant le meilleur des deux mondes
En d'autres termes, « amplement suffisant » peut toujours être « amplement suffisant » pour la grande majorité des applications de laser mobiles. Mais lorsque la technologie n'est pas à la hauteur ou quand un cas d'utilisation spécifique se présente dans le cadre d'un projet minier ou d'énergie atomique (ou d'autres encore, comme nous le verrons dans les articles suivants), les scanners statiques peuvent compléter l'image des données, en comblant les lacunes qu'un scanner mobile pourrait manquer.
Les exemples de ces types d'applications sont variés. Pour l'énergie atomique, comme pour le secteur minier, la cartographie de l'avancement de la production et le suivi des projets sont particulièrement importants. Ces deux secteurs impliquent de nombreuses parties prenantes, et bon nombre de ces parties prenantes se trouvent à des milliers de kilomètres du chantier ou de la mine du projet. Un scanner mobile basé sur la cartographie et localisation simultanées peut capturer un grand volume, d'une qualité suffisante sans triangulation GPS, et fournir l'aperçu nécessaire de l'état d'avancement d'un projet.
Le fonctionnement est simple : les nuages de points sont traités par un logiciel et comparés aux scans antérieurs ou aux modèles CAO. Une fois terminé, un fichier numérique est généré (souvent dans un simple PDF) et envoyé aux parties prenantes. Bien qu'un scanner laser 3D statique traditionnel puisse atteindre cet objectif (et le réaliser avec une fidélité extrême), un scanner mobile peut le faire suffisamment bien, à un prix plus compétitif et à des vitesses beaucoup plus rapides, ce qui peut accélérer toute une fabrication. C'est l'argument principal en faveur des scanners mobiles. Pourquoi utiliser l'ensemble de couteaux à steak en acier Damascus à 750 € que vous avez reçu en cadeau de mariage (ou même le set pour votre nouveau barbecue que vous avez acheté 500 €) quand le couteau en acier inoxydable IKEA va aussi bien ?
Mais dans ce même projet hypothétique, il y a des zones où un scan statique, c'est-à-dire le « couteau cadeau de mariage », ou même le « couteau de barbecue » est le plus logique. C'est souvent évident pour les applications mécaniques, électriques et de plomberie. Dans ce cas, la granularité nécessaire pour capturer toutes les tuyauteries détaillées d'un bâtiment ou d'une pièce dépasse les capacités d'un scanner mobile. C'est là qu'un scanner laser terrestre, ou assimilé, est le choix le plus logique.
Il en va de même pour les applications minières. Bien qu'un scanner mobile soit idéal pour l'analyse de convergence mentionnée ci-dessus, la cartographie de l'avancement de la production, l'inspection des puits verticaux et le volume des stocks, la technologie est moins indiquée pour un projet nécessitant une analyse détaillée de la structure et de la configuration d'une formation géologique particulière. De même, pour la conception et la planification des mines, il faut s'assurer que les nouveaux tunnels, rampes et excavations s'alignent sur les infrastructures et les caractéristiques géologiques existantes.
« Deux pour le prix d'un » : sagesse intemporelle
Bien entendu, une question se pose. Si les mondes des scans mobiles et des scans terrestres commencent à se considérer moins comme des « ennamis » (c'est-à-dire, des concurrents amicaux) et davantage comme de véritables partenaires, pourquoi les architectes, les ingénieurs, les mineurs et les dirigeants d'autres secteurs n'achètent pas un scanner mobile de cartographie et localisation simultanées de pointe et un scanner laser 3D statique haut de gamme ?
La réponse courte est : rien ne les en empêche.Dans certains cas, les scanners mobiles autonomes et les scanners laser autonomes sont, en fait, chacun le bon outil pour un travail spécifique, même si les calculs simples montrent que c'est « deux pour le prix de deux ».
Mais comme les deux technologies ont continué à progresser, le marché verra apparaître de plus en plus d'appareils « fusionnés » : des scanner lasers mobiles dotés de capacités de scan statique, même si elles ne se substituent pas complètement à celles d'un scanner laser terrestre. (Du moins, pas encore.)
Les avantages d'un appareil hybride de ce genre sont évidents. Un scanner laser mobile capable d'effectuer des captures en mouvement et statiques de haute qualité pourra :
- Réduire le coût d'achat : littéralement deux appareils pour le prix d'un.
- Optimiser l'équipement en scanner lasers d'une entreprise : un appareil qui fait tout, la plupart du temps.
- Accroître la mobilité d'utilisation : pour les endroits difficiles d'accès, comme les environnements souterrains ou les forêts denses à la végétation épaisse, les sous-bois et même les plafonds suspendus dans un bureau.
- Simplifier l'équipement en logiciels : pour qu'un seul logiciel suffise à combler tous les besoins en matière de traitement, stockage, filtrage et enregistrement des données entrantes.
- Diminuer le poids et l'encombrement sur site : pour réduire les risques de blessures, augmenter l'agilité de scan (avec les scanner lasers mobiles modernes, à main ou sur tige, les utilisateurs peuvent marcher à des vitesses normales en capturant au fur et à mesure. En fonction de la qualité des données que les utilisateurs sur site veulent capturer, ils peuvent aussi aller beaucoup plus rapidement).
- Accélérer la finalisation du projet : avec moins de visites sur site nécessaires, moins de personnel, moins de gaspillage de matériaux et des processus d'approbation plus rapides afin de gagner du temps (jusqu'à 10 fois plus rapide qu'avec le système de laser terrestre traditionnel) et de l'argent. Avec un appareil de ce genre, l'analyse d'un environnement qui aurait pris des semaines ne prend désormais plus que quelques jours.
Ainsi, les scanner lasers terrestres/mobiles et leurs fonctions matérielles et logicielles connexes ne sont pas seulement révolutionnaires en tant que tels, mais deviennent essentiels à la manière dont le monde recueille, traite et partage les données. Cela est particulièrement vrai dans les applications de l'énergie atomique et de l'exploitation minière, où l'analyse statique et mobile continue de prouver sa valeur. Mais c'est également le cas dans d'autres secteurs, notamment l'éducation, la sécurité, la défense, les fournisseurs d'eau et d'énergie, les administrations publiques, ainsi que les services de transport et de logistique... Autant de sujets qui feront l'objet d'articles ultérieurs.
Alors que les frontières séparant les systèmes de mesure de précision basés sur le Lidar de ceux basés sur la cartographie et la localisation simultanées continuent de progresser, il incombera aux fabricants — et aux fournisseurs — de cette technologie d'expliquer les principes fondamentaux complexes qui sous-tendent la transformation numérique en cours dans le monde.
Dans son livre de 1995 intitulé A Demon Haunted World : Science as a Candle in the Dark (non paru en français, le titre signifie « Un monde hanté par les démons : la science comme une lueur dans l'obscurité »), feu Carl Sagan, astronome et vulgarisateur scientifique talentueux, l'avait certainement : « Ne vous adressez pas au grand public comme vous le feriez avec vos collègues scientifiques. Certains termes transmettent votre pensée instantanément et précisément à vos collègues experts. Vous pouvez très bien analyser ces expressions quotidiennement dans le cadre de vos travaux spécialisés. Mais ils ne font rien d'autre que mystifier un public de non-spécialistes ».
Des sommités comme Carl Sagan et David Gelernter, auteur de Mirror Worlds, avaient tout compris. Seul le temps nous dira si c'est aussi le cas des développeurs de scanner lasers 3D et de leurs clients. Considérez cet article la salve d'ouverture d'une discussion riche et passionnante sur l'avenir de la technologie hybride de scanner laser statique/mobile en un seul appareil.
Ou, comme l'a si bien formulé M. Gelernter :
« La technologie, c'est l'océan par une belle journée de printemps. Étincelant au loin, d'un froid à couper le souffle, exaltant une fois que vous avez plongé. »
« Plongeons » donc ensemble !