Un jumeau numérique au service de l’aménagement urbain durable

La Métropole de Montpellier a décidé de mettre en place un jumeau numérique à l’échelle de son territoire. Ce projet s’inscrit dans un contexte national de prise en compte des effets de l’urbanisation et d’application de l’objectif de Zéro Artificialisation Nette (ZAN) à l’horizon 2050. Celui-ci se traduit par une volonté des collectivités d’une meilleure maitrise de l’aménagement urbain pour répondre aux enjeux de sobriété, d’efficacité ainsi que de décarbonation des activités urbaines.  

Avineon Tensing a été sélectionné pour la modélisation 3D du bâti et de la végétation. Ce jumeau numérique aura également comme fonctionnalité une détection des changements (du bâti et de la végétation) entre plusieurs millésimes de prises de vues aériennes 

La méthode utilisée par Avineon Tensing permet à la Métropole de Montpellier de suivre l’évolution de son territoire et d’actualiser son modèle numérique.  

Face à ces enjeux, la Métropole de Montpellier a souhaité se doter d’un jumeau numérique pour les 31 communes de son territoire sur trois périodes différentes :  

L’élaboration d’un modèle numérique de référence à été réalisé sur des données géographique de 2020 par la saisie précise des bâtiments en trois dimensions et la détection de la végétation.  

L’évolution du bâti et de la végétation dans le passé (2017) et pour les périodes présentes ou futures (nouvelle acquisition faite au printemps 2023) est réalisée en identifiant les changements entre un modèle numérique construit pour l’année de référence et de données Lidar (Light Detection And Ranging) acquises pour les autres périodes.  

L’expertise technique d’Avineon Tensing a permis de proposer une automatisation des traitements afin de réduire les coûts et les temps de traitement et d’effectuer une analyse fine des évolutions du territoire. 

Grâce à son savoir-faire technique, Avineon Tensing a pu suggérer une solution d’automatisation de traitement en créant des algorithmes à l’aide du logiciel FME Form, connu pour sa souplesse et sa capacité d’analyse et FME Flow pour automatiser leur exécution à grande échelle. Ces algorithmes ont été conçus pour répondre aux diverses exigences du projet.  

Dans l’image ci-dessous, est présentée une ‘heatmap’ des écarts d’altitude entre le modèle numérique et les données d’altitude du nuage LiDAR pour les bâtiments d’un îlot résidentiel. Quatre bâtiments se caractérisent par un fort écart sur l’ensemble de leurs emprises, marqueur d’une destructions des bâtiments (en bleu) ou d’une surélévation (en rouge).  

Certains bâtiments présentent des écarts localisés sur une petite partie de leur emprise. Ces écarts révèlent de légères modifications, comme l’ajout de panneaux solaires ou l’installation d’une pergola rétractable. La ‘heatmap’ permet aussi d’identifier des erreurs dans le modèle 3D. Par exemple, elle peut révéler une pente de toit mal modélisée, facilitant ainsi la correction du jumeau numérique. 

Pour des enjeux plus importants, les scripts FME permettent d’effectuer le ciblage des changements et leur représentation cartographique. Ils apportent ainsi, une aide essentielle aux opérateurs humains pour l’acquisition et la correction de la donnée. 

Les solutions proposées grâce au logiciel FME sont un atout majeur dans la mise à jour des jumeaux numériques sur différentes périodes. Désormais, la métropole de Montpellier peut visualiser la croissance de la végétation et effectuer une analyse fine des évolutions de son territoire. 

• Optimisation des coûts et des délais – Les traitements automatisés permettent une réduction significative des temps de calcul et des coûts associés à l’analyse des évolutions territoriales. 
• Mise à jour multi-temporelle – Les jumeaux numériques peuvent être actualisés sur plusieurs périodes (2017, 2020, 2023), notamment pour suivre la croissance de la végétation. 
• Détection ciblée des changements – Les scripts FME identifient précisément les évolutions du bâti et de la végétation entre deux millésimes. 
• Cartographie intelligente des écarts – Les écarts d’altitude entre modèle 3D et données LiDAR sont représentés sous forme de ‘heatmap’ pour visualiser les transformations (démolition, surélévation, ajout d’éléments…). 
• Amélioration continue du modèle 3D – Ces visualisations permettent de détecter des erreurs ou approximations (ex. : pente de toit mal modélisée) et d’affiner la qualité du jumeau numérique. 
• Appui à la décision humaine – Les résultats apportent une aide précieuse aux opérateurs pour guider les corrections et mises à jour des données géospatiales. 

Que vous ayez besoin d’appui sur la mise en place d’un jumeau numérique ou pour développer vos compétences sur FME, nous sommes là pour vous aider. Contactez-nous pour plus d’informations.