FACMAC : comment je génère la maquette 3D de mon quartier

De l'adresse à un objet que l'on peut tenir en main

Je voulais dépasser la simple vue aérienne. Une carte montre les routes et les parcelles ; une maquette fait immédiatement sentir le relief, la densité du bâti et la place de la végétation. Le quartier devient un objet que l'on peut observer, imprimer ou offrir.

Le parcours visé est volontairement court : rechercher une adresse, déplacer ou redimensionner un cadre sur la carte, choisir le plateau de l'imprimante et lancer la génération. FACMAC transforme ensuite la zone géographique en un modèle à l'échelle, sans demander à l'utilisateur de manipuler un logiciel de géomatique.

Le résultat n'est pas un jumeau numérique au centimètre. C'est une maquette 2,5D : chaque position du sol reçoit une hauteur, puis l'ensemble est complété par un socle et des parois. Cette contrainte simplifie l'impression et évite les surplombs impossibles à fabriquer sans support.

1. Lire seulement les données IGN dont la zone a besoin

Une dalle LiDAR complète peut peser plusieurs centaines de mégaoctets. La télécharger intégralement pour une parcelle de 60 m serait lent et inutile. FACMAC commence donc par convertir le point choisi du système GPS WGS84 vers le Lambert-93, puis construit un carré de travail exprimé en mètres.

La chaîne interroge ensuite la Géoplateforme pour repérer les dalles LiDAR HD qui couvrent ce carré et les emprises de bâtiments de la BD TOPO. Les fichiers LiDAR sont au format COPC/LAZ : leur organisation en octree permet de ne lire que les cellules qui croisent la zone. Sur la mesure locale du quartier de 250 m, 28,6 Mo ont ainsi suffi au lieu de récupérer toutes les dalles sources.

2. Reconstruire le terrain, les toits et la végétation

Le LiDAR n'est pas encore une surface. Il s'agit d'un nuage de points classés : sol, eau, végétation, bâtiment et autres catégories. FACMAC répartit ces points sur une grille d'analyse de 0,5 m, comble les cellules vides et lisse le terrain sans effacer les ruptures utiles.

Des bâtiments croisés avec la BD TOPO

Pour chaque emprise de bâtiment, les points de toit sont isolés puis comparés à plusieurs modèles : toit plat, monopente, deux pans dans les deux orientations ou quatre pans. Le choix est effectué par un critère statistique pénalisant les modèles trop complexes. Si les points sont insuffisants, la hauteur publiée dans la BD TOPO sert de repli.

Cette combinaison évite deux écueils : un nuage LiDAR seul peut confondre un toit masqué par les arbres, tandis qu'une simple emprise 2D ne dit rien de la forme du toit.

Une végétation volontairement simplifiée

Les classes de végétation moyenne et haute sont comparées au niveau du terrain. Des maxima locaux et un lissage produisent des houppiers arrondis, en excluant la proximité immédiate des bâtiments. L'objectif n'est pas de reconnaître chaque essence, mais de conserver la lecture des haies, bosquets et masses arborées.

3. Passer d'une grille de hauteurs à un solide imprimable

Une grille régulière complète produirait trop de triangles sur les zones planes. FACMAC utilise donc un maillage adaptatif RTIN : de grands triangles sur un terrain uniforme, des triangles plus fins autour des murs, des toits et des houppiers. Le seuil d'erreur est ajusté entre 0,02 et 0,3 mm pour rester sous un budget de 450 000 triangles.

La surface supérieure ne suffit pas. La chaîne ajoute un dessous plan, un socle de 3 mm et quatre parois verticales. Elle vérifie ensuite que chaque arête appartient exactement à deux triangles orientés : c'est le contrôle de fermeture qui permet de refuser un modèle troué avant sa publication.

La hauteur finale suit une règle simple :

z = 3 mm + (hauteur - point le plus bas) × échelle × exagération

L'exagération verticale est facultative. Elle rend le relief plus lisible sur une petite maquette, mais accentue aussi les arbres, les clochers et toutes les structures hautes.

Sorties réelles du pipeline

Deux rendus générés localement

Ces images ne sont pas des concepts graphiques : ce sont les vignettes PNG produites automatiquement en même temps que les fichiers STL.

Notes techniques

La génération est écrite en TypeScript et s'exécute directement avec Node.js. Les bibliothèques copc et laz-perf lisent les données compressées ; la projection Lambert-93, les rasters, la reconstruction des toits, le maillage, le STL et la vignette sont produits dans le même code. Ce choix évite d'imposer PDAL, GDAL ou Python à la machine de calcul.

Mesures locales du 25 septembre 2026

À lire comme des mesures de développement, pas comme un engagement de performance. Elles ont été relevées sur un poste et une connexion précis. Les temps dépendent fortement de la réponse de la Géoplateforme ; le budget de 450 000 triangles a été appliqué après certaines de ces mesures.

Les références publiques utilisées par la chaîne sont le LiDAR HD de l'IGN et la BD TOPO.

Ce que le prototype ne masque pas

• Arbres : leur hauteur réelle peut dominer une petite maquette, surtout avec une exagération verticale.
• Toits complexes : une emprise en L ou une verrière peut obliger à revenir à une surface LiDAR lissée, moins nette.
• Bâtiments sous les arbres : si les points de toit sont classés en végétation, la reconstruction dépend davantage de la BD TOPO.
• Tours et clochers : leur hauteur peut dépasser le volume utile de l'imprimante ; l'alerte automatique reste à ajouter.
• Service IGN : ses latences sont variables. Le cache et la relance des requêtes réduisent l'impact sans le supprimer.

Ces limites sont importantes parce qu'un fichier STL valide n'est pas nécessairement une bonne impression. La prochaine validation utile n'est pas un nouveau benchmark logiciel : ce sont des impressions réelles sur plusieurs formats, avec comparaison des détails, du temps d'impression et de la solidité.

Questions fréquentes

Quelles données FACMAC utilise-t-il ?

Principalement les nuages de points LiDAR HD et les emprises de bâtiments de la BD TOPO, diffusés par la Géoplateforme de l'IGN.

Le STL est-il directement imprimable ?

La chaîne produit un solide fermé avec un socle et contrôle son maillage. Le fichier doit néanmoins être ouvert dans un logiciel de découpe pour vérifier les dimensions, la hauteur disponible et les réglages propres à l'imprimante.

La maquette reproduit-elle chaque détail réel ?

Non. FACMAC privilégie une représentation robuste et imprimable. Les formes complexes et les objets fins sont simplifiés par la résolution des données, le lissage et le budget de triangles.

En résumé

FACMAC relie des briques qui existent rarement dans un même outil : recherche d'adresse, géodonnées nationales, reconstruction de surfaces, modélisation des toits et contraintes physiques de l'impression 3D.

Le MVP prouve localement que la chaîne adresse → STL fonctionne. Il reste à confronter plusieurs modèles à l'impression réelle et à terminer la mise en service avant de parler d'un produit disponible en ligne.