Chapitre 9 – Ondes électromagnétiques | 1ère Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique – Ondes | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
💡 LiDAR : envoie un pulse laser, mesure le temps t pour qu'il revienne. d = c × t / 2 (aller-retour).
Antoine, agenceur, doit relever une cuisine de 25 m² aux dimensions complexes (angles non orthogonaux, alcôves) pour fabriquer un plan-de-travail sur mesure. Avec un mètre, le relevé prendrait 2 h pour une précision ± 5 mm. Avec un scanner laser 3D Leica BLK360, 5 minutes pour ± 1 mm.
Calculer la fréquence du laser à 830 nm.
f = c/λ = (3 × 10⁸)/(830 × 10⁻⁹) ≈ 3,6 × 10¹⁴ Hz = 360 THz. Domaine IR proche.
Le scanner mesure le temps de vol d'un pulse laser sur un mur situé à 5 m. Calculer ce temps (aller-retour).
Distance aller-retour : 2 × 5 = 10 m.
Temps : t = 10 / (3 × 10⁸) ≈ 3,3 × 10⁻⁸ s = 33 ns.
33 nanosecondes ! Le scanner doit donc avoir une horloge interne au moins 100 fois plus précise pour mesurer ce temps.
Si l'horloge a une précision de ± 7 picosecondes (7 × 10⁻¹² s), quelle est la précision sur la distance ?
Δd = c × Δt / 2 = (3 × 10⁸) × (7 × 10⁻¹²) / 2 = 1,05 × 10⁻³ m = 1,05 mm.
Cohérent avec la spécification ± 1 mm à 10 m. Précision impressionnante !
Pour scanner toute la cuisine (volume 50 m³), le scanner doit prendre des millions de points. Si chaque point demande 360 000⁻¹ s, calculer le temps pour 100 millions de points.
t = 10⁸ / 360 000 = 278 s ≈ 4,6 min.
Cohérent avec « 5 min » du Doc 1.
Comparer mètre traditionnel vs scanner 3D pour le relevé d'Antoine.
| Critère | Mètre | Scanner 3D |
|---|---|---|
| Temps | 2 h | 5 min |
| Précision | ± 5 mm | ± 1 mm |
| Coût | 20 € | 15 000 € |
| Compétence requise | basique | formation 1 jour |
| Données exploitables CAO | plan papier | nuage de points 3D direct |
Pour atelier qui fait 100 chantiers/an : le scanner s'amortit en 1 an (gain de 100 × 1h45 d'une personne à 30 €/h = 5 250 €/an + meilleure qualité). Pour artisan seul : non rentable.
Que se passe-t-il si le mur est brillant ou métallique (miroir) ?
Une surface miroir réfléchit le laser dans une direction unique (réflexion spéculaire). Si elle ne réfléchit pas vers le scanner, pas de retour → pas de mesure. Le point apparaît comme un « trou » dans le nuage.
Solutions : pulvériser un spray mat temporaire sur les surfaces brillantes, ou approcher le scanner pour avoir un angle direct.
Quels autres usages d'un scanner LiDAR en menuiserie / agencement ?
Rédiger en 5 lignes la note d'investissement pour la direction de l'atelier.
Atelier Antoine — Investissement scanner Leica BLK360
• Achat : 15 000 € HT (avec logiciel Leica Cyclone Register).
• Économie : 1h45 par chantier vs mètre. Sur 100 chantiers/an à 30 €/h : 5 250 €/an.
• Précision améliorée : ± 1 mm vs ± 5 mm → moins d'erreurs de fabrication, moins de SAV.
• Argument commercial : nuages 3D livrables au client, visualisation 3D en RA → image moderne de l'atelier.
• ROI estimé : 3 ans (économie + nouveaux clients + qualité). Recommandation : achat dès Q3 2026.
Le LiDAR aérien (drone, avion) sert à mesurer la hauteur des arbres en forêt française. Calculer le temps de vol d'un pulse jusqu'à un arbre à 100 m de distance.
t = (2 × 100) / (3 × 10⁸) = 6,7 × 10⁻⁷ s = 670 ns.
Application : cartographie forestière nationale ONF, calcul de biomasse et tonnage exploitable. Permet de planifier les coupes durablement.