La modélisation en contexte urbain avec Civil 3D : retour d’expérience par la société galère du groupe BAM

Cet article porte sur des méthodologies d'exploitation de Civil 3D pour la modélisation en milieu urbain. Il ne s'agit pas de dicter les bonnes pratiques mais d'exposer des façons d'utiliser Civil 3D pour répondre à des besoins particuliers. Il met en évidence la souplesse de Civil 3D pour optimiser les workflows et les résultats.

Son contenu est intégralement proposé par Thomas Brichaux, Conducteur de travaux pour la société bam galère. La société Galère fait partie du Groupe Royal BAM, une des plus grandes entreprises de construction européennes. Acteur majeur du secteur en Belgique, Galère est une référence incontournable pour tous les travaux de bâtiment et de génie civil. Vous pouvez découvrir ici de nombreuses réalisations.

Thomas est intervenu sur le forum InfraWorks & Civil 3D France et devant la pertinence de son approche je lui ai demandé de partager son retour d'expérience sur le blog.

Je tiens donc à remercier ici sincèrement Thomas d'avoir accepter ce partage et de s'être impliqué dans cette démarche. Et je lui laisse la main pour le reste de l'article.

___________________________________________________________________________________________________________________________

Modélisation des trottoirs et autre plateforme complexe dans un environnement de type voirie urbaine

L’outil "Projet 3D" de Civil 3D qui s'appuie sur un axe, une ligne de profil en long et un profil type, est l’outil idéal dans le contexte de la modélisation d’une voirie linéaire (type route nationale) où les bords extérieurs de la chaussée (bordures, trottoirs, etc.) ne rencontrent pas ou très peu de contraintes liées à la situation existante.

Dans le cadre d’une voirie urbaine c’est différent.
Contrairement à une voirie type route nationale située dans un environnement rural, les profils en travers des projets ne sont jamais identiques sur un même axe.
Largeur de voirie constamment variable, éléments linéaires rarement parallèles à l’axe de la chaussée, décrochement des bordures pour les places de parking, saillies différentes des bordures pour les accès des garages, pente variable des surfaces des trottoirs selon les niveaux des seuils des habitations, etc.
Les géométries sont plus complexes à modéliser.
Il sera donc difficilement concevable d’utiliser le genre de PKT complet proposé par Civil 3D comme représenté ci-dessous.

Une modélisation du projet avec différents projets 3D qui viennent s’additionner sur des lignes de base communes peut s’avérer être une meilleure solution.

Je vous propose donc dans cette note une approche générale à suivre avec Civil 3D pour modéliser des trottoirs urbains à l’aide des puissantes lignes caractéristiques que propose le logiciel.

Méthodologie "Projet 3D sur lignes caractéristiques et PKT"

Dans ce cas de figure, je travaillerai avec 2 lignes caractéristiques de terrain et un PKT.

En rouge : la 1^ère ligne caractéristique de terrain représente un relevé géomètre du niveau fini du trottoir le long des façades (une polyligne 3D convertie en ligne caractéristique).
En orange : la 2^ème ligne caractéristique représente quand à elle, le bord extérieur de la bordure.

Le PKT ci-dessous a été réalisé avec Subassembly Composer et intègre les différentes couches du complexe du trottoir. J’ai ajouté à ce PKT deux paramètres de ciblage :

• paramètre 1 de type ELEVATION nommé « cible_Z »
• paramètre 2 de type OFFSET nommé « cible_X »

Si je crée un projet 3D de la façon suivante :

• ligne de base = la ligne caractéristique bordure ;
• ciblage des 2 paramètres du PKT vers la ligne caractéristique des façades (en décalage et en élévation) ;
• en laissant les paramètres des fréquences des PT par défaut.

Le résultat est un projet 3D avec des lignes de profil en travers qui s’entrecroisent (image ci-dessous).

Note : les lignes de profil en travers sont toujours perpendiculaires à leur ligne de base respective.

Il sera donc compliqué dans ce cas de figure d’extraire une surface de projet ou des solides 3D « propres » à partir de ce projet 3D (exemple ci-dessous).

Il est donc plus intéressant de se servir de la ligne caractéristique façade comme ligne de base. Et c'est la ligne caractéristique bordure qui est exploitée pour les ciblages.

Situation des lignes caractéristiques avant le projet 3D :

Création du projet 3D avec comme ligne de base la ligne caractéristique façade :

J’obtiens dans un premier temps un projet 3D déjà bien plus propre, mais une ligne de profil en travers pose toujours problème. De plus, à l’angle de la façade, il n’y a pas assez de PT pour construire assez précisément le trottoir en courbe.

Pour pallier ce problème,  j’utilise l’outil « Raccord » du ruban des lignes caractéristiques afin de créer un petit raccord en courbe (par exemple rayon = 0.001m) à l’angle de ce bâtiment.

Dans les paramètres de fréquence des PT du projet 3D, je choisis également NON pour les 4 propriétés ci-dessous :

Après ces deux étapes, le projet 3D devient très propre avec une belle courbe et des PT qui ne s’entrecroisent plus. La pente entre la ligne caractéristique façade et la ligne bordure est également bien respectée.

La fonction « Ajouter une ligne de profil en travers » permettra également d’augmenter la précision de la courbe du trottoir.

La modélisation peut se poursuivre sur le même principe en complétant le projet 3D initié avec le trottoir et en y ajoutant la bordure. La ligne cracatéristrique générée par le projet du trottoir devient une nouvelle ligne de base sur laquelle un PT Type de bordure peut être attaché. Chaque partie de la modélisation peut ainsi être traitée en détail avec des conditions de calage spécifiques à chaque fois.

Un exemple de modélisation avec plusieurs parties imbriquées :
1^ère  modélisation – Le trottoir avec angle.
2^ème modélisation – La bordure
3^ème modélisation – La zone de stationnement
4^ème modélisation – Le filet d’eau
5^ème modélisation – La voirie (demi-chaussée sur cet exemple)

Méthodologie "Surfaces"

Si votre projet comporte des trottoirs avec une géométrie trop complexe ou s'il n’est pas possible de « tricher » un peu sur les lignes caractéristiques, la marche à suivre citée précédemment peut s’avérer compliquée à mettre en œuvre. Dans ce cas, il est possible d’extraire des solides 3D à partir des surfaces.

2 approches sont possibles en exploitant les surfaces :

La première consiste à modéliser les plateformes en utilisant les lignes caractéristiques comme lignes de rupture dans une surface. La marche à suivre est expliquée dans cette vidéo.

La seconde se présente de la sorte :

A – Créer un profil type très simple composé de 2 points et d’un lien codé. Ce PKT intégrera également les paramètres de ciblage (décalage et altitude)

B – Création d’un projet 3D avec comme axe la ligne caractéristique façade. La ligne caractéristique bordure servira pour les ciblages (P2)

C – Nettoyage des nœuds, grâce à l’outil « Effacer les nœuds de projet 3D » du ruban Projet 3D

D – Grâce au lien codé, on pourra créer une surface à partir du projet 3D et profiter de la limitation de contour rapidement.

E – Si nécessaire, à partir de cette surface superficielle, il est possible de générer par "copier/éditer en Z" les différentes surfaces qui représenteront les couches de la structure de la voirie ou du trottoir.

F – Les objets "couches" de la structure sont extraits en tant que solides 3D entre les différentes surfaces du projet 3D par une fonction dédiée :