Rétro-ingénierie d’objets avec Metashape : Du scan à la CAO

La rétroconception d’objets physiques en modèles CAO éditables est inestimable pour la fabrication, la conception de produits et le contrôle qualité. En combinant la photogrammétrie avec le puissant moteur de traitement d’Agisoft Metashape, vous pouvez générer des maillages précis à partir de photographies et les convertir en géométrie CAO paramétrique. Ce guide vous guide à travers le flux de travail de bout en bout : de la capture au traitement Metashape, au nettoyage du maillage et à l’importation CAO.

1. Pourquoi utiliser la photogrammétrie pour la rétroconception ?

Les méthodes traditionnelles de numérisation 3D, telles que la lumière structurée ou les scanners laser, peuvent être coûteuses et nécessiter un matériel spécialisé. La photogrammétrie s’appuie sur des appareils photo standard (DSLR, sans miroir, voire smartphones) et des logiciels pour produire des maillages 3D haute résolution pour une fraction du coût. Lorsqu’une précision de quelques dixièmes de millimètre est acceptable, Agisoft Metashape est une solution idéale.

2. Étape 1 : Préparer et prendre des photos

Le succès commence par des images de haute qualité. Suivez ces bonnes pratiques :

• L’éclairage : Utilisez un éclairage diffus et uniforme pour minimiser les ombres et les lumières.
• Arrière-plan : Placez l’objet sur une surface neutre et texturée pour faciliter le masquage.
• Chevauchement : Capturez 70 à 80 % de chevauchement entre les photos consécutives autour de l’objet.
• Angles : Tirez à partir de plusieurs élévations et azimuts – sommet, côtés et angles obliques.
• Stabilité : Utilisez un trépied ou une table tournante pour maintenir un cadrage cohérent.

3. Étape 2 : Traitement des images dans Agisoft Metashape

Importez votre jeu d’images dans Metashape et exécutez le flux de travail principal de la photogrammétrie :

• Aligner les photos : Utilisez la précision « élevée » pour générer un nuage de points clairsemé et précis.
• Créez un nuage dense : Choisissez une qualité « moyenne » ou « élevée » avec un léger filtrage de la profondeur.
• Construire un maillage : Générez un maillage 3D à partir du nuage dense (cartes de profondeur → surface arbitraire).
• Construire une texture : Créez des textures haute résolution (facultatif pour la CAO, mais utile pour la référence).

Après ces étapes, vous disposez d’un maillage 3D détaillé et texturé de votre objet.

4. Étape 3 : Nettoyer et simplifier le maillage

Les maillages photogrammétriques sont souvent denses et contiennent des artefacts. Avant de les exporter vers la CAO, nettoyez-les :

• Supprimer le bruit : Utilisez la sélection Rectangle ou Lasso pour supprimer les points flottants et la géométrie parasite.
• Remplir les trous : Appliquez Outils → Maillage → Fermer les trous pour les petites lacunes.
• Décimer : Réduisez le nombre de polygones à un niveau gérable (par exemple, 500k-1M faces) via Mesh → Simplifier ou des outils externes.
• Assurez-vous de la présence d’un collecteur : Vérifiez qu’il n’y a pas d’arêtes et de faces qui se chevauchent ; réparez-les si nécessaire.

5. Étape 4 : Exportation du maillage pour la CAO

Exportez votre maillage nettoyé dans un format adapté à la CAO :

• OBJ : comprend la géométrie et les UV/textures optionnels.
• STL : Largement utilisé pour la modélisation des solides ; idéal si aucune texture n’est nécessaire.
• PLY : Préserve la couleur et les normales ; moins courant dans les outils de CAO.

Dans Metashape, allez dans Fichier → Exporter → Exporter le modèle et sélectionnez votre format avec les unités et la précision appropriées.

6. Étape 5 : Importation et rétopologisation dans un logiciel de CAO

Une fois dans votre environnement de CAO ou de modélisation (par exemple, Rhino, SolidWorks, Fusion 360) :

• Importer le maillage : Insérez l’OBJ/STL dans votre espace de travail.
• Rétopologie : Utilisez les outils de réduction des polygones ou de remaillage des quadrants pour créer un maillage plus propre.
• Ajustement des surfaces : Ajustez des surfaces NURBS ou CAO au maillage à l’aide d’outils tels que ScanTo3D de Rhino ou Surface Wizard de SolidWorks.
• Modélisation paramétrique : Tracez les arêtes et les caractéristiques principales pour les reconstruire dans la géométrie CAO native (plans, cylindres, congés).

7. Conseils pour une rétro-ingénierie précise

• Mettez à l’échelle correctement : Utilisez des GCP ou des dimensions/barres d’échelle connues pour définir une taille précise dans Metashape avant l’exportation.
• Maintenir les tolérances : Maintenez la déviation du maillage en dessous de la tolérance de votre outil de CAO (par exemple, ±0,1 mm).
• Utilisez des marqueurs de référence : Placez des cibles codées sur les pièces pour un alignement précis entre les scans et la CAO.
• Vérifiez avec des pieds à coulisse : Vérifiez les dimensions clés de l’objet physique pour valider le modèle 3D.

8. Applications et études de cas

• Préservation du patrimoine : Réingénierie de détails architecturaux ou d’artefacts en vue de leur restauration.
• Outillage et fabrication : Créer des modèles CAO de pièces anciennes manquant de dessins CAO.
• Contrôle de la qualité : Comparer les pièces fabriquées à la CAO rétroconçue pour détecter les écarts.
• Prototypage personnalisé : Utilisez les formes numérisées comme base pour de nouvelles itérations de conception.

Conclusion

En s’appuyant sur Agisoft Metashape pour la numérisation photogrammétrique et sur un flux de travail structuré de nettoyage et d’importation de CAO, la rétroconception de pièces du monde réel devient accessible et rentable. De la génération de maillages détaillés à la modélisation CAO paramétrique, ce pipeline permet aux ingénieurs et aux concepteurs de recréer, d’analyser et d’innover sur des objets existants sans avoir recours à des scanners dédiés coûteux. Suivez ces étapes pour rationaliser vos projets de rétro-ingénierie et ouvrir de nouvelles possibilités de conception et de fabrication.