En guise de conclusion de cette première partie, il ne paraît utile, et avant de passer à la deuxième partie, de présenter les différents points positifs et négatifs de la 3D au service des urbanistes.
Depuis une dizaine d’années nous vivons à l’ère des nouvelles technologies : ordinateurs, multimédias, Internet, réalité, monde virtuel, etc. Tous ces médias, comme toute innovation, ont bouleversé notre vie. La valeur de la technologie doit être considérée en relation avec d’autres aspects : disposition et utilisation de sources d’aide (possibilités financières, spécialistes), efficacité, et capacité.
Il importe avant tout de souligner la nature particulière de cette technologie si l’on veut en comprendre l’impact sur le travail et l’emploi, sur la ville et ses acteurs. Cette nouvelle technologie ne fait pas exception ; il semble que certains limites et avancées marquent son univers. Nous présenterons dans le tableau récapitulatif suivant, et qui sera développé par la suite, dont l’objectif est de mettre en relief les différents points positifs et négatifs de la 3D comme outil au service des urbanistes dans la phase technique de leur projet.
Tableau 1 : Tableau récapitulatif, points positifs et négatifs de la 3D au service des urbanistes
Source : Tarek ALKHOURY.
Nous tenons à préciser que ces avancées et limites sont les résultats de plusieurs démarches : d’abord la lecture et la recherche scientifique, puis les entretiens avec des spécialistes en la matière (surtout des architectes et urbanistes(14)). A cela s’ajoute notre expérience en tant qu’architecte maîtrisant cet outil informatique et urbaniste ayant travaillé sur des ateliers professionnels, suite à une demande municipale, dans le cadre de nos études à l’Institut d’Aménagement du Territoire, d’Environnement et d’Urbanisme de l’Université de Reims Champagne-Ardenne (IATEUR de Troyes).
Points positifs
. Accès facilité aux données géographiques
Les logiciels 3D et les sites disponibles sur Internet, qui offrent des photos aériennes et des modèles 3D du territoire français, comme le Géoportail, Google Earth, territoire3D, etc., ont pour vocation de faciliter l’accès à l’information géographique de référence, c’est-à-dire à une information publique, officielle et contrôlée sur l’ensemble du territoire national, y compris l’outre-mer.
L’accès à des données 3D par ces sites est construit dans une logique d’ouverture des données. Il s’est régulièrement enrichi de nouvelles données publiques pour devenir une infrastructure complète qui propose des services aux particuliers comme aux organismes publics et aux professionnels. L’IGN a lancé le Géoportail de 3ème génération (3D et plate-forme) de diffusion consolidée qui permet à chacun de créer son espace personnel et d’échanger plus facilement ses données. Ces bibliothèques logicielles qui permettent de développer des services de cartographie interactive utilisant le Géoportail sont placées au coeur du système.
. Représentation réaliste (ou presque)
La représentation tridimensionnelle des bâtiments et des projets urbains est une technologie permettant de faire ressentir l’ambiance et la qualité que l’on souhaite donner à un lieu et montrer un aménagement futur. La représentation réaliste peut d’ores et déjà être utilisé en entrée de processus de haut niveau, par exemple pour étudier l’impact d’un projet sur le milieu urbain, réaliser des simulations acoustiques, de diffusion de polluants ou d’éclairage.
Les entreprises et les développeurs des logiciels et des services 3D essayent toujours d’enrichir la qualité de leur maquette (structure des façades, position et nombre de fenêtres, utilisation du bâtiment, etc.) afin de décrire les fonctionnalités des bâtiments et d’intégrer dans les simulations une information complète. Les recherches se tournent maintenant vers l’intégration de la simulation des activités urbaines dans un système d’information géographique 3D.
Cependant, cette présentation 3D peut être trop ambitieuse voir trompeuse. En effet, certains spécialistes voient de mauvais oeil la présentation 3D qui, selon eux, ne reflète pas la réalité dans la mesure où elle ne sera pas réaliste que quelques années plus tard (lorsque les arbres deviennent grands). Ces spécialistes se questionnent sur l’état des bâtis dans les années suivantes (arbres grands mais bâtis détériorés). Le cas réel ne sera donc en aucun cas identique à la présentation proposée.
. Simulation des phénomènes physiques
La simulation des phénomènes physiques de la ville (trafic, acoustique, thermo-aéraulique, hydrologie, micro-climatologie, etc.) est de plus en plus sollicitée pour l’évaluation environnementale des projets d’aménagement urbain. Ces simulations s’appuient sur une modélisation 3D de l’environnement urbain.
La visualisation 3D animée de résultats de simulation permet à des non-spécialistes de comprendre et de valider un projet en le visualisant et en simulant son comportement face à des phénomènes physiques habituels ou exceptionnels. En effet, la maquette numérique devient un support indispensable d’échange et de partage d’informations entre les acteurs d’un projet urbain.
. Meilleure compréhension de l’espace urbain existant
Les données cadastrales et les cartes 2D ne possèdent pas d’attribut de hauteur. Elles stockent un nombre d’étages qui n’est pas suffisamment précis pour visualiser et comprendre l’espace.
La représentation des données en trois dimensions consiste en une extrusion d’objet à partir d’un attribut. En effet, si l’on observe un phénomène comme l’étalement urbain, (comme nous l’avons mentionné auparavant) il apparaît important de différencier un étalement « pavillonnaire » très consommateur d’espace dans la dimension horizontale et assez peu dans la dimension verticale, d’un étalement par immeuble, qui est plutôt un consommateur vertical d’espace.
Notons toutefois que la corrélation reste importante entre la courbe de l’aire des constructions par an et le volume des constructions par an.
Points négatifs
. Technologie réservée aux spécialistes
Les logiciels 3D sont souvent compliqués à maitriser. Pour chaque projet il faut modéliser la géométrie des panneaux, créer les matériaux et les textures convenable avec le modèle, placer l’éclairage et régler les paramètres de rendus.
La difficulté de maitriser des logicielles 3D forme un véritable obstacle pour les urbanistes dans la procédure de leur projet urbain nécessitant d’avoir recours à des spécialistes ou de faire des demandes coûteux auprès des entreprises privées. Ce recours à des spécialistes affecte le projet tant sur la durée que sur le budget.
En revanche, de nouveaux logiciels ont fait leur apparition. Ceux-ci ont changé la donne. En effet, ils sont faciles à maîtriser et peuvent être adressés à un public plus large (juristes, économistes, etc.). Nous citons parmi ces logiciels : Sketchup.
. Problème de saisie des données 3D
Nous avons besoin, pour réaliser les cartes et les informations géographiques tridimensionnelles, de créer une base de données, qui consiste à saisir des points 3D par des moyens terrestres ou aériens. La photogrammétrie aérienne utilisant la stéréovision constitue l’une des méthodes les plus intéressantes pour générer ce type de données. Pour calculer les cordonnées d’un point 3D, un couple d’images orientées dans lesquelles le point est visible, est suffisant. Le point 3D est alors issu de l’intersection des rayons perspectifs passant par les points homologues dans les images. La saisie manuelle nécessite une main d’oeuvre expérimentée dont la productivité est limitée. Ceci rend la durée de fabrication et création très longue et le coût très élevé.
. Prix d’achat élevé des logiciels 3D
Le prix des programmes de 3D est très élevé, normalement c’est entre 500 – 20000 euro selon le type et fonctionnent du logiciel. Le calcul va au-delà puisqu’il faut également prendre en compte le prix de la formation et le temps nécessaire pour bien maitriser le logiciel et découvrir toutes ses options. Pour ces raisons, beaucoup de bureau d’études font appel à un studio 3D pour réaliser ses images plutôt que de perdre du temps et de l’argent.
. Problème de publication
La publication de données en 3D présente un grand défi par rapport à celle en 2D. En effet, les volumes des données en 3D sont plus larges, les types de données sont plus complexes (nuage de points, textures, réflexion, etc.) et les outils de navigation 3D doivent être adaptés au paramètre de l’ordinateur utilisé.
. Problème de mise à jour
Ce problème on le trouve souvent dans les services qui offrent des vues aériennes et des images satellite comme Google-Earth et Géoportail, etc. La mise à jour de ses services s’applique dans une période longe (entre 2 et 4 ans), ce qui pose un problème si la zone étudiée est en train de changer (nouvelle construction, changement par un phénomène naturel, etc.).
14 Il est à signaler que nous avons préparé un questionnaire (voir annexe) et l’avons envoyé à une vingtaine de personnes. Les réponses étaient très peu nombreuses. C’est la raison pour laquelle nous n’avons pas présenté les résultats de ce questionnaire
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