Investigation des performances in situ de la numérisation d'une tuyauterie industrielle par photogrammétrie et lumière structurée

Résumé

L’installation de tuyauterie industrielle est une activité courante dans les chantiers de construction ou lors des opérations de réfection d’installations existantes. Actuellement dans cette industrie, les prises de mesures préalables à l’installation ou la modification d’une tuyauterie industrielle sont effectuées manuellement par un opérateur. Ces prises de mesures manuelles sont chronophages et peuvent être source d’erreurs. De plus, les outils conventionnels qui sont utilisés (ruban à mesurer, craies, pieds à coulisse, fil à plomb, etc.) ne sont pas adaptés pour un relevé dimensionnel précis. En outre, les conditions ne sont que rarement optimales, la luminosité est variable, les usines sont encombrées et la hauteur sous plafond peut être importante. Tous ces facteurs peuvent se conjuguer et amener à une carence de productivité. Avec le développement technologique des instruments de mesure optique (sans contact), il est envisageable de remplacer ce processus manuel par un processus de numérisation tridimensionnelle. Il serait alors possible d’exploiter ce relevé numérique pour extraire les dimensions et les caractéristiques d’intérêt pour les opérations. Cependant, la réflectivité relativement élevée des tuyaux utilisés généralement dans les tuyauteries industrielles (par exemple : acier inoxydable, cuivre, aluminium, etc.) ou les conditions ambiantes peuvent poser un problème à certains systèmes de captation 3D. Pour pallier ces problèmes, une idée a été avancée pour combiner plusieurs systèmes et techniques de numérisation 3D dans le but de pouvoir bénéficier des avantages de chacun, tout en réduisant les lacunes respectives. Dans le cadre du présent projet, on proposera la combinaison d’un système de photogrammétrie avec un scanneur 3D à lumière structurée. La photogrammétrie permet une captation globale de l’intérieur de l’usine. On obtient donc un relevé de tous les objets dans la pièce qu’il faut prendre en compte pour la future tuyauterie que l’on souhaite mettre en place. Pour cette étape, une grande précision n’est pas forcément nécessaire puisque l’on souhaite avoir une idée de l’encombrement pour éviter une collision dans le chemin de la future tuyauterie, les détails les plus fins ne sont donc pas indispensables. La numérisation 3D grâce à un scanneur 3D à lumière structurée quant à elle sert dans les endroits où l’on a besoin d’une plus grande précision pour pouvoir effectuer un travail de rétroingénierie. On l’utilise sur les zones où l’on va travailler dans l’immédiat. On utilise ensuite un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) pour effectuer un traitement de rétroingénierie sur ce nuage de points. Sur le maillage ainsi obtenu, on reconnaît les formes simples telles que les cylindres et les plans pour ensuite travailler avec un module du logiciel spécialisé pour la conception de tuyauterie industrielle. Enfin, on superpose le nuage de points obtenu par photogrammétrie et le maillage obtenu grâce au scanneur 3D à lumière structurée. Cette superposition peut s’effectuer à l’aide de repères communs aux deux numérisations 3D. Dès lors, on peut concevoir une nouvelle tuyauterie ou modifier l’existante, éditer des plans industriels des tuyaux avec les cotes indiquées pour ensuite les découper de façon précise pour pouvoir les installer rapidement sur place dans l’usine. Combiner les systèmes permet donc de numériser un grand volume, tout en réussissant à numériser des surfaces réflectives, et cela pour un coût moindre qu’un système de numérisation gros volume.

Date	18 juin 2019
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Louis Rivest (Directeur(-trice)) & Antoine Tahan (Codirecteur(-trice))