La reconstruction des parties détruites par l’incendie de Notre-Dame à Paris bénéficie du savoir-faire des artisans, mais aussi à plein du numérique. Une maquette numérique de l’édifice réalisée à l’aide des solutions d’Autodesk est au cœur de ce chantier emblématique et complexe.
Quatre ans après l’incendie de la cathédrale Notre-Dame, la reconstruction des parties détruites bat son plein. Autodesk s’est particulièrement impliqué dans le chantier avec la fourniture de licences logicielles, mais aussi de services de consulting, de formation et de suivi de chantier. Logiciels et expertise technique furent fournies à titre gratuit à travers la signature d’un mécénat technologique et de compétences. L’évènement a touché le monde entier, y compris le patron, à l’époque du drame de l’éditeur américain, marié à une Française…
Des accès à Revit, Naviswork, Autodesk Recap, mais également à la plateforme BIM 360 et son espace de stockage dans le cloud furent donc mis à disposition des quelques 250 entreprises qui interviennent sur ce chantier hors normes. Ces solutions sont utilisées depuis le début uniquement pour la partie structure de l’édifice. C’est-à-dire le bâti en pierre, mais également tout l’environnement proche de l’édifice. Le charpente en bois fait partie d’un autre lot.
Plus d’un an pour construire le modèle 3D
Au démarrage, Autodesk a collaboré avec la société Art Graphique & Patrimoine spécialisée dans le relevé laser et la numérisation des monuments historiques. Cela a permis la réalisation d’un modèle numérique 3D de la cathédrale avec un niveau de détail très élevé (LOD 350), telle qu’elle existait avant l’incendie, en utilisant ses solutions en combinaison avec les données provenant de scans antérieurs de Notre-Dame.
AGP a combiné ce travail antérieur avec de nouveaux scans laser, de la photogrammétrie et des images de drones après l’incendie pour capturer une vue complète de la cathédrale. En raison de la complexité, des détails structurels et de la taille même de Notre-Dame, il a fallu plus d’un an à Autodesk et AGP pour créer le modèle à l’échelle réelle. Il s’agit d’un exemple inégalé de modélisation historique utilisant la technologie de modélisation des données du bâtiment (BIM). Le monument, mais également la crypte, ses fondations, les égouts qui les traversent et toutes les informations non géométriques comme les matériaux et informations techniques sont virtualisées dans ce modèle d’environ 500 Mo de données.
La maquette pour organiser le phasage du chantier
Les cas d’usage de ce modèle BIM unique ? Emmanuel Di Giacomo, Responsable Europe Développement des écosystèmes BIM pour Autodesk : « ce sont les équipes de la maîtrise d’œuvre, la société Patriarche, le BIM Manager de l’établissement public de conservation et de restauration de la cathédrale Notre-Dame de Paris (EPRND), la maîtrise d’ouvrage et toutes les entreprises externes qui peuvent accéder à cette maquette BIM. Les plans 2D sont également très utilisés, soit extraits du modèle 3D, soit des nuages de points, puis exploités sous AutoCAD. Les scans réalisés juste après l’incendie ont permis de comparer avec les données antérieures et de découvrir si le feu combiné à l’arrosage massif avait provoqué des dommages structurels. La campagne de scan a également permis de modéliser les jardins de la cathédrale (protégés par les Monuments Historiques de Paris), de mesurer les impacts de l’accident et de préparer leur réaménagement. Mais le plus important concerne l’organisation du chantier, et cela dans le temps. Comment positionner les grues, les échafaudages, les cabanes de chantier, vérifier le passage des camions, gérer les problèmes de sécurité, ou encore calculer les quantités de tous ce qui est utile au chantier. Un véritable casse-tête pour un projet de cette envergure, au cœur d’un quartier ancien, et sur l’un des monuments les plus célèbre du monde qui plus est religieux ».
La flèche qui a disparu lors de l’incendie est également au cœur des travaux. Le CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) a récupéré sa maquette 3D et utilisé des outils de CFD (mécanique des fluides) pour évaluer l’impact du vent sur sa remplaçante. L’organisme a corroboré ses tests virtuels avec une maquette, à échelle réduite, imprimée en 3D et placée dans un tunnel de vent.
Demain : son jumeau numérique ?
Le futur ? « C’est tout le cycle de vie du bâtiment que l’on envisage de gérer à travers cette maquette BIM transformée en jumeau numérique. Cela grâce à l’installation de capteurs dans la cathédrale remontant des données vers celui-ci. Autodesk a d’ailleurs construit un prototype de ce jumeau virtuel pour valider ses usages : gestion de la température, des accès, des flux de personnes, de leur sécurité, organiser des évènements culturels et religieux, mais aussi détecter de potentiels risques d’incendie, de dommage lié à l’humidité, etc. Cette solution permettrait également de revoir l’installation électrique en détail grâce à une visualisation détaillée de la complexe géométrie du bâtiment pour faire passer les réseaux de câbles. »
Dernier détail et pas des moindres, la maquettes BIM développée sur les solutions Autodesk est disponible au format Revit, mais également au format IFC. Indispensable pour faire le lien avec les outils d’autres éditeurs consacrés eux à la modélisation, la conception et la fabrication de la fameuse charpente, cette “forêt” de 100 m de long et de 40 m de large dans le transept !
