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Scanners laser terrestres (à longue portée) : guide et sélection de produits


Les scanners laser terrestres (« TLS » en anglais), également appelés scanners laser à longue portée, sont utilisés pour générer des nuages de points de vastes espaces extérieurs ou grands bâtiments et intérieurs. Ils mesurent des points à plusieurs dizaines voire centaines de mètres, et sont employés dans de nombreuses industries pour l’arpentage, l’inspection de chantiers, et bien plus encore.

Qu’est-ce que le scan laser terrestre ?

Le scan 3D terrestre, ou scan laser à longue portée, consiste à capturer en 3D de grands espaces intérieurs et extérieurs à l’aide d’un scanner laser monté sur trépied. Cette technologie est fréquemment utilisée dans les domaines de la construction, de l’architecture, de l’arpentage, et autres.

Ces scanners capturent une scène à 360° avant d’être déplacés à plusieurs autres localisations afin d’obtenir une vision d’ensemble en 3D d’un espace donné. Les scanners laser peuvent également être montés sur véhicule (drone, voiture, caddie) ; il s’agit alors de systèmes de cartographie mobiles.

Les scanners terrestres sur trépied sont cependant plus précis et offrent une plus longue portée. Ils utilisent souvent la technologie LiDAR, et sont à ce titre communément appelés scanners 3D LiDAR, bien que les scanners terrestres ne soient pas le seul type de scanner à utiliser cette technologie.

Selon leur portée, vitesse d’acquisition et fonctionnalités, les scanners laser terrestres coûtent généralement entre 15 000 € et 100 000 €. La plupart sont fournis avec des logiciels dédiés permettant aux utilisateurs de traiter les données capturées pour des cas d’utilisation spécifiques.

Ce guide comparatif présente quelques uns des principaux modèles du marché, incluant des marques phares telles que Leica Geosystems ou FARO, tout en expliquant comment ça marche et quelles industries les utilisent.

Sélection des meilleurs scanners 3D laser terrestres

Scanner 3DChamp de vision (FoV)Portée max.Vitesse d'acquisitionPaysPrix*Devis
Leica Geosystems BLK360360° x 300°60m0.36M points/secSwitzerland16 000 €Devis
Faro FOCUS S 70360° x 300°70m0.98M points/sUnited States30 000 €Devis
Trimble X7360° x 282°80m-United States35 000 €Devis
Topcon GLS 2000S360° x 270°130m0.12M points/sJapan42 000 €Devis
Maptek SR3360° x 130°600m-United States42 000 €Devis
Leica Geosystems Leica RTC360360° x 300°130m2M points/sSwitzerland53 000 €Devis
Artec Ray360° x 270°110m0.21M points/sLuxembourg56 000 €Devis
Zoller + Fröhlich IMAGER 5016360° x 320°360m1M points/sGermany68 000 €Devis
Surphaser 100HSX360° x 270°50m0.8M points/sUnited States76 000 €Devis
Teledyne Optech Polaris HD360° x 120°250m-Canada76 000 €Devis
Riegl VZ-400i360° x 100°800m0.5M points/sAutriche100 000 €Devis
Ce tableau représente notre sélection de quelques uns des meilleurs scanners laser terrestres à longue portée. Ils sont classés par ordre de prix croissant.

*Prix : Ces prix indicatifs peuvent varier au fil du temps et/ou d'un pays à l'autre (taxes, frais d'expédition, ...). Contactez-nous pour plus d'informations.

Présentation des meilleurs scanners terrestres à laser longue portée

Leica Geosystems BLK360

  • Portée max. : 60 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 0.36M points/sec
  • FoV : 360° x 300°
  • Pays : Suisse
  • Prix : 16000€
Présenté par Leica Geosystems comme le scanner laser le plus petit et léger du monde, le BLK360 ne pèse qu’un kilogramme et ne mesure que 165 mm de haut.

Le prix abordable du BLK360 se reflète dans sa vitesse de balayage plus lente que celle du Leica RTC360, sans toutefois l’empêcher d’offrir d’uniques avantages. Le lancement des scans à 360° se fait à partir d’un seul bouton, et le scanner possède une capacité d’imagerie thermique.

Ce scanner 3D laser est compatible avec l’application pour smartphone Leica Cyclone FIELD 360 ainsi qu’avec le logiciel Cyclone REGISTER 360 ou encore la suite de solutions Autodesk.

Plus d’informations : Leica Geosystems BLK360

FARO FOCUS S 70

  • Portée max. : 70 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 0.98M points/s
  • FoV : 360° x 300°
  • Pays : États-Unis
  • Prix : 30000€
FARO, spécialiste de la capture 3D basé en Floride, a conçu sa série FOCUS S pour la numérisation rapide et simple d’objets complexes.

Le FOCUS S 70 est le modèle phare de la société et comprend une interface intuitive à écran tactile, une caméra de 8 mégapixels et une enveloppe étanche pour fonctionner dans les environnements extérieurs difficiles.

Avec une portée de 70 mètres, le S 70 est le scanner laser le plus abordable de la série FOCUS S, et convient pour la numérisation d’éléments architecturaux, installations de production et les scènes de crime ou d’accident.

Plus d’informations : FARO FOCUS S 70

Trimble X7

  • Portée max. : 80 mètres
  • Vitesse d’acquisition : –
  • FoV : 360° x 282°
  • Pays : États-Unis
  • Prix : 35000€
Le Trimble X7 est un scanner terrestre à grande vitesse offrant l’automatisation de la calibration, de la mise à niveau et des enregistrements de scans. Il est garanti deux ans.

C’est l’un des scanners laser les plus simples et faciles d’utilisation, ne nécessitant pas de compétences ou connaissances approfondies en scan 3D. Les nuages de points sont directement exportés en formats 3D communs (RCP pour Autodesk, par exemple). L’utilisateur n’est ainsi pas obligé de passer par un logiciel intermédiaire pour convertir les données.

Le logiciel Perspective de Trimble fournit des outils de visualisation en 3D, un enregistrement automatique et une interface facile à naviguer.

Plus d’informations : Trimble X7

Maptek SR3

  • Portée max. : 600 mètres
  • Vitesse d’acquisition : –
  • FoV : 360° x 130°
  • Pays : États-Unis
  • Prix : 42000€
Le Maptek SR3 est un scanner laser terrestre conçu pour une utilisation souterraine (mines, cavités, cartographie, etc.). Sa portée de 600 mètres peut être considérée comme longue, bien que le SR3 soit le scanner à plus courte portée de la gamme de produits que propose Maptek.

Maptek, basé au Colorado, a conçu le SR3 pour qu’il soit plus petit, léger et rapide que les modèles précédents. Le scanner terrestre SR3 est doté de certification IP65 pour résister à la poussière et aux éclaboussures.

Une caméra panoramique HDR de 147 megapixels est disponible en option.

Plus d’informations : Maptek SR3

Topcon GLS 2000S

  • Portée max. : 130 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 0.12M points/sec
  • FoV : 360° x 270°
  • Pays : Japon
  • Prix : 42000€
Le Topcon GLS 2000S, fabriqué au Japon, est la solution de scan laser terrestre à plus courte portée de la série GLS 2000 de Topcon.

Cet outil compact et léger réalise des numérisations à 360° en moins de trois minutes. Il offre des modes laser réglables (de classe 3R à classe 1M), un système à lentilles multiples et un ajustement automatique de la température.

Tous les scanners de la série GLS 2000 sont vendus avec le logiciel MAGNET Collage.

Plus d’informations : Topcon GLS 2000

Artec Ray

  • Portée max. : 110 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 0.21M points/s
  • FoV : 360° x 270°
  • Pays : Luxembourg
  • Prix : 56000€
L’Artec Ray est un scanner 3D à longue portée conçu pour la capture d’objets et espaces de grande taille. Il est doté d’une excellente précision, offrant des résultats nets et sans bruit de fond.

Artec, basé au Luxembourg and réputé en matière de scanners 3D portables de qualité, recommande le Ray pour des applications telles que la rétro-ingénierie ou l’inspection de sites, bâtiments et objets industriels.

Ce scanner 3D laser de haute précision est léger, compact et portable, et fonctionne avec la célèbre suite logicielle Artec Studio. Il est même possible de l’utiliser sans ordinateur grâce à l’application smartphone Artec Remote.

Plus d’informations : Artec Ray

Zoller + Fröhlich IMAGER 5016

  • Portée max. : 360 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 1M points/sec
  • FoV : 360° x 320°
  • Pays : Allemagne
  • Prix : 68000€
L’IMAGER 5016 est un scanner laser 3D compact et léger de la société allemande Zoller + Fröhlich.

Équipé d’une caméra HDR intégrée, d’un éclairage interne et d’un système de positionnement dédié, ce scanner classé IP54 a une portée maximale de 360 mètres et renvoie des résultats précis, même à longue distance.

L’IMAGER 5016 offre également une vitesse de balayage pouvant atteindre un million de points par seconde.

Plus d’informations : Zoller + Fröhlich IMAGER 5016

Leica Geosystems Leica RTC360

  • Portée max. : 130 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 2M points/sec
  • FoV : 360° x 300°
  • Pays : Suisse
  • Prix : 53000€
Le Leica RTC360 de la société suisse Leica Geosystems – l’un des leaders sur le marché du balayage laser terrestre – est une solution de scan laser automatisée et portable.

Ce système haut de gamme permet aux utilisateurs de pré-enregistrer des données de nuages de points sur le terrain pour effectuer rapidement des contrôles de qualité. Il offre une vitesse d’acquisition impressionnante de deux millions de points par seconde.

Le RTC360 fonctionne avec l’application mobile Leica Cyclone FIELD 360 et le logiciel de bureau Leica Cyclone REGISTER 360.

Plus d’informations : Leica Geosystems Leica RTC360

Teledyne Optech Polaris

  • Portée max. : 250 mètres
  • Vitesse d’acquisition : –
  • FoV : 360° x 120°
  • Pays : Canada
  • Prix : 76000€
L’entreprise canadienne Teledyne Optech a conçu le Polaris pour des applications de balayage dans des secteurs comme la construction, l’analyse médico-légale ou encore la cartographie des littoraux.

Ce scanner 3D terrestre est entre autres doté d’une caméra haute résolution, d’inclinomètres, d’un récepteur GPS, et d’un boîtier résistant aux intempéries. La version Polaris HD offre la plus haute vitesse de scan de sa gamme.

Les opérateurs disposent d’outils de géoréférencement directement sur le terrain ainsi que d’une reconnaissance automatique des cibles afin de réduire le temps d’installation du matériel. Sa facilité d’utilisation le rend accessible aux novices.

Plus d’informations : Teledyne Optech Polaris

Surphaser 100HSX

  • Portée max. : 50 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 0.8M points/sec
  • FoV : 360° x 270°
  • Pays : États-unis
  • Prix : 76000€
Le 100HSX de la société Surphaser est un scanner laser portable à faible bruit offrant une précision submillimétrique et une portée pouvant atteindre 50 mètres. Selon l’application, l’opérateur peut prioriser la réduction du bruit ou bien la portée.

Ses caractéristiques comprennent une construction robuste, un système de caméra optionnel avec des images couleur équivalentes à 60 megapixels et un contrôleur PC optionnel.

Le logiciel Surphaser fourni permet l’extraction automatique des cibles, l’auto-calibration, et l’acquisition/analyse/pré-visualisation des scans en temps réel.

Plus d’informations : Surphaser 100HSX

Riegl VZ-400i

  • Portée max. : 800 mètres
  • Vitesse d’acquisition : 0.5M points/sec
  • FoV : 360° x 100°
  • Pays : Autriche
  • Prix : 100000€
Le Riegl VZ-400i justifie son prix élevé par son architecture de traitement innovante et, dans une moindre mesure, par sa portée exceptionnellement longue.

Ce scanner longue portée de fabrication autrichienne utilise deux plateformes de traitement : l’une pour l’acquisition de données et d’images, le traitement des formes d’onde et les opérations du système ; l’autre pour l’enregistrement, le géoréférencement et l’analyse automatiques.

Ses caractéristiques comprennent une fréquence de répétition élevée des impulsions laser, une portée de haute précision et une compatibilité avec les applications python développées par l’utilisateur.

Plus d’informations : Riegl VZ-400i

Comment fonctionne le scan laser terrestre ?

De nombreux scanners 3D terrestres utilisent une technologie appelée LiDAR (acronyme de Light Detection and Ranging), qui consiste à diriger un faisceau laser sur un objet et à mesurer les réflexions à l’aide d’un capteur.

Cette technologie analyse le temps de retour du laser à partir du moment où il a été émis. On peut également utiliser un laser à fréquence déterminée. Ainsi, le scanner détecte la topographie d’une surface et donc d’un objet ou d’un environnement.

La pratique consiste à installer l’un de ces scanners laser, généralement sur un trépied, au sein de l’environnement à numériser ou mesurer. Ensuite, le scanner réalise plusieurs captures et recense les points 3D en ce qu’on appelle un nuage de points.

L’opérateur doit déplacer le scanner terrestre et son trépied à plusieurs endroits statiques afin de collecter les données sous plusieurs angles. Pour obtenir un modèle 3D d’un immeuble, par exemple, il faudra au moins placer le scanner une fois devant chaque façade.

Si plusieurs grandes zones sont scannées, un logiciel est utilisé pour effectuer l’enregistrement du nuage de points, qui combine les différents ensembles de données (nuages de points des quatre façades d’un bâtiment, par exemple) en un seul ensemble complet.

Types de scanners laser terrestres

Bien que « scanner laser longue portée » soit souvent utilisé comme synonyme de « scanner laser terrestre », il n’y a pas de définition concrète de ce qui rend une portée longue.

Le Maptek SR3 est par exemple le scanner à plus courte portée du fabricant, avec une portée de 600 mètres, et « SR » signifie « Short Range ». Cela n’empêche pas au Trimble X7 et sa portée de 80 mètres d’être considéré comme étant à longue portée.

En pratique, ces distinctions ne sont pas nécessairement importantes, car dans la plupart les cas, l’opérateur du scanner n’utilise qu’une petite partie de la portée.

Courte portée

Les scanners laser terrestres à courte portée peuvent être utilisés pour capturer les façades d’immeubles, les sites d’accident, les scènes de crime ou encore les petits chantiers de construction.

Ils ne doivent pas nécessairement être considérés comme des scanners d’entrée de gamme, car leur précision et leur vitesse peuvent être supérieures à celles des modèles à moyenne ou longue portée.

Portée moyenne

Les scanners laser terrestres à moyenne portée peuvent être utilisés pour capturer des cibles comme les grandes façades de bâtiments, les grands chantiers de construction et les grands véhicules tels que les avions.

Longue portée

Les scanners laser terrestres à longue portée peuvent être utilisés pour capturer des environnements extérieurs vastes comme les forêts et les zones urbaines.

Un scanner terrestre longue portée de Leica Geosystems

Un scanner terrestre longue portée de Leica Geosystems.
Source : AMM

Terrestrial laser scanning software

Les logiciels jouent un rôle important dans le flux de travail du scan laser terrestre, tant sur le terrain qu’au bureau.

Ils sont principalement dédiés à l’assemblage des divers nuages de points pour former un unique « mesh » final, mais offrent souvent d’autres fonctionnalités telles que la visualisation des modèles 3D ou des outils d’édition des modèles.

Si le scanner laser est doté d’un écran intégré, ou si le logiciel sur PC est accompagné d’une application pour smartphone, les utilisateurs peuvent même pré-visualiser leurs scans en temps réel.

Voici quelques exemples de fonctionnalités souvent présentes dans ces logiciels :

  • Enregistrement des nuages de points (automatique ou manuel)
  • Réduction de bruit
  • Identification des cibles
  • Balisage
  • Géoréférencement
  • Prodcuction de rapports
  • Signalement des erreurs ou déformations
  • Modélisation 3D
  • Texturing (ajout de couleurs)
  • Export et partage de fichiers
Leica enregistrement des nuages de points

Enregistrement des nuages de points sur Leica Cyclone.
Source : Leica Geosystems

La plupart de scanners longue portée sont livrés avec une suite logicielle dédiée, et il existe souvent des modules spécifiquement conçus pour une application ou industrie en particulier (pour le BTP, pour l’architecture, …).

Voici quelques exemples de logiciels de scan populaires :

  • Leica Cyclone
  • FARO SCENE
  • Artec Studio
  • ESRI ArcGIS
  • Innovmetric Polyworks
  • Riegl RiSCAN PRO
  • Autodesk ReCap Pro

Scanners laser mobiles vs scanners laser terrestres

Une alternative au scan laser terrestre est le scan laser mobile, dans lequel le scanner 3D est transporté par un opérateur ou monté sur un véhicule comme une voiture ou un drone.

La cartographie mobile et le scan laser terrestre présentent tous deux des avantages, et il est même possible de combiner les deux.

Cartographie mobile

Les systèmes de cartographie mobile, qui combinent le scan laser aux technologies de positionnement (GPS, GNSS, SLAM) sont un moyen plus rapide de capturer des données en 3D.

Il s’agit de se déplacer en portant le scanner dans sa main ou sur un sac à dos, ou bien de placer le système sur un véhicule comme une voiture ou un drone. L’installation est plus rapide et facile, ne requérant pas l’utilisation d’un trépied à déplacer à plusieurs endroits.

Les scanners laser mobiles montés sur drone ou autre véhicule aérien permettent de capturer de nombreux angles différents à plusieurs altitudes. Quant aux scanners montés sur voiture, par exemple, l’avantage réside principalement dans la vitesse d’acquisition et la quantité de terrain parcouru.

De nombreux scanners laser mobiles, principalement les systèmes de cartographie intérieure, utilisent la technologie SLAM (localisation et cartographie simultanées). Cela leur permet d’être utilisés dans des endroits reclus avec une faible réception de signaux GPS/GNSS.

Terrestre vs mobile

Pourquoi utiliser un scanner terrestre ?

Les scanners laser terrestres peuvent sembler moins modernes que les scanners mobiles, mais ils offrent de même d’importants avantages.

En général, le scan terrestre longue portée produit des nuages de points bien plus précis et denses. Ils sont souvent équipés de systèmes d’imagerie HDR, tandis que ce n’est pas encore le cas pour beaucoup de scanners de cartographie mobiles.

Ainsi, les scanners laser à longue portée sont préférables lorsque la précision prime sur la mobilité.

Et si on utilisait les deux ?

Pour certains projets, et lorsque l’entreprise dispose de ressources suffisantes, il peut s’avérer très intéressant d’utiliser les deux types de scanner laser à la fois.

Prenons par exemple la rénovation d’une grande cathédrale. On peut utiliser le scanner laser terrestre pour numériser l’intérieur, puis compléter le nuage des points en capturant le dessus du bâtiment grâce à un scanner de cartographie mobile monté sur drone.

Les données capturées par le drone seront moins précises, mais l’enregistrement des deux ensembles de données fournira une image complète du site.

Outre leur niveau de précision, il n’y a pas de différence fondamentale entre les nuages de points collectés par les scanners terrestres et mobiles. Ainsi, la plupart des suites logicielles sont capables de combiner les données issues des deux scanners.

Données terrestres et mobiles combinées

Données terrestres et mobiles combinées.
Source : MDPI

Les applications du scan laser terrestre

Les scanners 3D terrestres sont privilégiés lorsqu’une précision de moins d’un centimètre est requise.
Voici quelques exemples de secteurs et industries où le scan terrestre est utilisé :

  • Architecture, ingénierie, construction, BTP, cartographie, exploitation minière
  • Géomorphologie, sylviculture, topographie
  • Contrôle qualité, métrologie, mesure de déformation
  • Rétro-ingénierie, design industriel, customisation
  • Effets spéciaux, jeux vidéo, cinéma
Scan terrestre souterrain

Scan terrestre souterrain.
Source : Maptek

Prix : combien coûte un scanner laser terrestre ?

Le prix d’un scanner terrestre d’entrée de gamme peut commencer aux alentours de 15 000 € et grimper jusqu’à plus de 100 000 € pour les systèmes les plus avancés. Cela dit, les modèles bas de gamme sont souvent suffisants pour la plupart des applications et secteurs.

Les prixs des scanners laser terrestres peuvent dépendre de facteurs techniques tels que la portée et la précision, ainsi que de caractéristiques telles que les récepteurs GPS intégrés, l’imagerie HDR, les logiciels, les accessoires, … Contactez-nous pour plus d’informations.

FAQ

Quel est le meilleur scanner 3D laser ?

Différents scanners laser 3D sont adaptés à différentes applications et secteurs. Par exemple, le Leica RTC360 se distingue dans sa vitesse de balayage ou d’acquisition de points, tandis que le Riegl VZ-400i est dotée d’une portée exceptionnelle. Le Maptek SR3, quant à lui, est spécialement conçu pour les applications souterraines.

Qu’est-ce que le scan laser 3D dans la construction ?

Les professionnels du BTP utilisent souvent des scanners 3D à laser pour mieux comprendre la disposition et l’avancement de leurs chantiers. Ces scanners terrestres peuvent être utilisés, par exemple, pour surveiller les déformations du terrain, arpenter les bâtiments, mesurer les dénivelés, et bien plus encore.

Que choisir entre un scanner laser mobile et un scanner laser terrestre ?

Les scanners laser mobiles, ou systèmes de cartographie mobiles, sont faciles d’utilisation même pour les novices. Lorsqu’ils sont montés sur véhicule, ils permettent de rapidement couvrir de grandes surfaces et vastes paysages. Toutefois, les scanners terrestres sont souvent plus précis que les systèmes mobiles et peuvent coûter moins cher.

Que signifie « terrestre » ?

Dans l’industrie du scan 3D et de la cartographie, le terme « terrestre » désigne principalement les scanners 3D laser à longue portée qui sont montés sur trépied.


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À propos de l'auteur

Benedict O'Neill

Benedict O'Neill est rédacteur indépendant dans l'industrie de la fabrication additive depuis 2015, travaillant pour plusieurs médias et fabricants du milieu. Il a obtenu sa licence au King's College de Londres en 2013 et son master à l'université d'Amsterdam en 2015. Il vit au Canada.