Longtemps confinés à des domaines précis comme celui du contrôle qualité en milieu industriel, celui du reverse engineering ou celui des films d’animation et des jeux vidéo par exemple, le scanner 3D connait un essor fulgurant. Une des causes de cet essor est le développement de l’impression 3D.
Aujourd’hui, on va trouver des scanners 3D :
- Dans l’industrie, pour la rétro-ingénierie, le contrôle qualité, la métrologie
- Dans la santé, pour des prothèses sur mesure, pour l’orthopédie ou la chirurgie reconstructive
- Dans l’architecture et la gestion du patrimoine. On l’a vu notamment pour la reconstruction de Notre-Dame
- Pour le design et l’art : numérisation d’œuvres sculptées, reproduction et archivage
Le choix d’acquérir une solution de numérisation 3D se prend donc pour des considérations de :
Gain de temps : plutôt que de modéliser un objet existant, le scanner permet de réduire le temps de passage du physique vers le numérique, puis éventuellement à nouveau vers le physique grâce à la fabrication additive.
Précision et fiabilité : les progrès dans ce domaine sont considérables, et les scanners 3D offrent une précision très importante, indispensable à l’utilisation du modèle numérique.
Polyvalence : les scanners 3D sont adaptés à différents secteurs, de l’industrie à l’architecture en passant par la santé, l’art, la restauration de véhicules anciens, etc. Bien évidemment on ne choisira probablement pas la même solution pour numériser en 3D un petit objet ou un bâtiment.
Réduction des coûts : le gain de temps dont nous avons parlé plus haut se concrétise bien sûr par une réduction des coûts, d’autant plus que la numérisation 3D permet d’éviter certaines erreurs et donc le besoin d’ajustement sur un modèle 3D conçu de manière imparfaite.
Les scanners de référence pour l’impression 3D utilisent la technologie laser à triangulation ou la lumière structurée. Depuis quelques années, on assiste également à un foisonnement d’applications de numérisation 3D utilisant les capacités techniques des smartphones ou des tablettes, grâce à des logiciels de traitement d’image. Et bien sûr, comme dans de très nombreux domaines, l’intelligence artificielle vient souvent perfectionner les numérisations.
La triangulation par laser :
Vous avez certainement entendu parler de triangulation pour le repérage des smartphones ? Ce n’est pas que dans les séries TV et le principe est le même pour la triangulation par laser : un faisceau laser est projeté sur la surface d’un objet et une caméra va capter la lumière réfléchie par l’objet. En fonction des angles et de la distance entre le laser et la caméra, un calcul s’effectue, qui donnera les coordonnées exactes de l’objet grâce à la trigonométrie.
La lumière structurée :
Utilisée depuis des années avec notamment la Kinect, le principe de la lumière structurée consiste à déplacer un appareil sur de multiples positions, en projetant un motif lumineux précis, éventuellement en infrarouge, puis en analysant sa déformation depuis un point de vue déporté.
Le LiDAR (Light Detection And Ranging) :
Un système laser émet une série d’impulsions à très haute fréquence qui sont ensuite réfléchies par la cible atteinte, comme dans la lumière structurée. Une différence de taille cependant : c’est, pour simplifier, le calcul du temps de trajet de l’onde qui permet de déterminer la distance entre l’émetteur laser et la cible.
Nous allons donc étudier les différentes possibilités : un matériel spécifique, ou un logiciel qui tourne sur votre smartphone ou votre tablette.
Voici un comparatif entre les 3 technologies :
Dans les technologies de numérisation 3D, on trouve également :
1. La Photogrammétrie :
- Reconstruction 3D à partir de multiples photographies prises sous différents angles.
- Avantages : Peu coûteuse, simple à utiliser, capture réaliste des couleurs et textures.
- Inconvénients : Moins précise qu’un scanner laser, nécessite beaucoup d’images et un bon éclairage.
2. Le contact mécanique (palpeur) :
- Utilisation d’une sonde tactile qui mesure physiquement les coordonnées des points de surface.
- Avantages : Très haute précision métrologique (jusqu’à quelques micromètres).
- Inconvénients : Lent, uniquement pour objets rigides et stables, risque d’endommager certaines surfaces fragiles.
3. La Tomographie par rayons X (CT scanning) :
- Reconstruction 3D d’un objet par coupes radiographiques.
- Avantages : Accès aux géométries internes, grande précision.
- Inconvénients : Très coûteux, complexe, nécessite des précautions de sécurité.
Notre sélection de scanners en 2025 :
Il existe de très nombreux scanners 3D sur le marché, et vouloir apporter une forme d’exhaustivité serait bien prétentieux. Cependant, certains modèles sortent du lot, pour leurs caractéristiques techniques, et le rapport qualité prix qu’ils proposent. En voici quelques exemples :
Scanners d’entrée de gamme
| Modèle | Caractéristiques |
|---|---|
Creality CR-Scan Ferret
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Revopoint POP 3
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Shining 3D Einstar
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Artec Eva Lite
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Scanners de milieu de gamme
3DMakerpro Eagle
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Shining 3D EinScan Pro HD
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Artec Eva
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Scanners haut de gamme
Artec Leo
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Creaform Go!SCAN SPARK
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FARO Focus Premium
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Artec Ray II
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Creaform HandySCAN BLACK Elite
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Quelques logiciels tiers recommandés pour optimiser vos scans 3D :
En complément des logiciels fournis avec les scanners, plusieurs outils tiers vous permettront de maximiser la qualité, l’efficacité et l’exploitation de vos scans 3D. Voici les plus pertinents actuellement :
1. Geomagic Design X (3D Systems)
- Application : Rétro-ingénierie, conversion de scans vers la CAO, prise en charge de la plupart des scanners du marché
- Avantages : Reconnaissance automatique des formes géométriques
- Traitement rapide des grands volumes de données
- Intégration directe avec SolidWorks, Inventor d’Autodesk, Siemens NX
Prix : À partir de 1 500 € HT
Possibilité de télécharger une version d’essai, notamment sur https://oqton.com/fr/geomagic-designx
2. MeshLab (Logiciel Open-source)
- Application : Nettoyage, réparation et simplification rapide des fichiers mesh
Avantages :
- Gratuit et Open-source
- Compatible avec tous les formats de fichiers 3D courants (STL, OBJ, PLY)
- Outils puissants de simplification des maillages
Prix : Gratuit
3. CloudCompare (Logiciel Open-source)
- Application : Comparaison précise entre scans 3D, alignement et analyse dimensionnelle
Avantages :
- Visualisation intuitive des écarts entre scans
- Traitement rapide et fiable, largement utilisé par les professionnels
- Compatible avec les principaux formats industriels (E57, LAS, STL, OBJ)
Prix : Gratuit
4. PolyWorks Inspector (InnovMetric)
- Application : Inspection métrologique industrielle, contrôle qualité avancé
Avantages :
- Mesures dimensionnelles de haute précision
- Génération automatique de rapports détaillés
- Gestion efficace de grandes quantités de données
Prix : Sur devis
Les tendances émergentes des scanners 3D
Depuis quelques années, le domaine de la numérisation 3D connaît des avancées significatives, marquées par plusieurs innovations clés :
1. L’utilisation de l’Intelligence Artificielle et le traitement automatisé
L’utilisation de l’IA permet aujourd’hui une correction automatique des erreurs, une reconnaissance rapide des formes et des textures complexes, et une réduction considérable du temps de post-traitement.
2. Une portabilité et une connectivité accrue
La tendance est aux scanners ultra-portables, légers et sans fil, équipés d’écrans intégrés comme l’Artec Leo, facilitant l’utilisation sur le terrain ou en déplacement.
3. L’intégration Cloud et la collaboration en temps réel
Les logiciels modernes exploitent désormais pleinement les solutions cloud pour permettre une collaboration instantanée, le partage rapide des données, et le traitement à distance.
4. Des technologies hybrides et polyvalentes
On observe une intégration accrue de différentes technologies (laser, lumière structurée, photogrammétrie) dans un même appareil, garantissant polyvalence et adaptation à une large variété d’applications industrielles.
5. Une accessibilité financière croissante
Grâce aux innovations technologiques et à l’augmentation de la concurrence, les scanners d’entrée et de milieu de gamme voient leur prix diminuer, rendant ces outils accessibles à un public plus large tout en conservant une excellente précision.
Le marché de la location est porteur, et permet de bénéficier d’outils de qualité exceptionnelle à des prix abordables.
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Zeus : une imprimante 3D et un scanner
AIO Robotics a dévoilé son imprimante 3D Zeus, un modèle polyvalent combinant impression 3D et scan.
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Da Vinci 1.0 et 2.0 AiO
XYZPrinting propose désormais les versions améliorées de ses Da Vinci 1.0 et 2.0, des modèles avec scanner intégré.
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Un scanner 3D portatif
3D Systems présente iSense, un scanner 3D clipsable sur votre tablette.
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Scannez avec votre téléphone
Microsoft développe une application pour smartphone afin de scanner objets et images.
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Un scanner 3D à 299 $ !
Le fabricant taïwanais a dévoilé le XYZprinting scanner, un appareil de numérisation bon marché.
Co-auteur invité
Philippe Heinrich
Philippe Heinrich est consultant en Nouvelles Technologies, Innovation et Systèmes d’Information. Il intervient notamment auprès des pouvoirs publics, des entreprises et du grand public pour promouvoir la technologie de l’impression 3D.
Il aide aussi les entreprises et les porteurs de projets à se préparer aux changements radicaux que cette technologie va avoir sur les différents secteurs de l’économie française.Site : www.heinrich-consultant.fr/
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