Photogrammétrie et modélisation 3D

L’utilisation du Drone et de la Photogrammétrie permet de modéliser en 3D des ouvrages de toute taille. On peut ainsi visualiser en trois dimensions et en Ultra Haute Définition des bâtiments et ouvrages d’art pour une inspection technique ou pour la sauvegarde du patrimoine architectural. Les données recueillies vont être traitées avec des logiciels de modélisation numérique performants.

Le Modèle 3D présenté ci-dessous a été obtenu à partir de 1980 clichés, pris avec le drone M210 en Ultra HD. Le modèle généré a 3 521 300 faces, une texture de 8192 p, et une résolution de 8 mm/pixel.

La captation avec drone

La technique consiste à prendre plusieurs clichés sous des angles différents, au plus près et tout autour de l’ouvrage à modéliser. La plupart du temps, la photogrammétrie en drone apporte de nombreux avantages par rapport au scan laser réalisé depuis le sol :

• Un grand nombre de photos en Ultra haute définition
• Scan complet de l’édifice avec la toiture et les parties en hauteur
• Accessibilité dans un environnement difficile d’accès ou dangereux
• Captation au plus près pour une meilleure résolution
• Possibilité d’approche et angle de la caméra pour capter les détails verticaux ou cachés
• Modèle fidèle à la réalité avec la texture reconstruite à partir des clichés
  

Le Matrice 210 et sa caméra X5S permettent de réaliser des clichés de grande qualité en Ultra HD (5280×3956 p). En s’approchant au plus près, on peut atteindre une résolution de 1 mm/pixel.

Nos Drones et caméras

la Modélisation numérique consiste à assembler les clichés, en les alignant grâce à leurs coordonnées GPS et à la reconnaissance des pixels entre les différentes images. Il faut ainsi un grand nombre de photos avec des taux de recouvrement important. On peut alors construire un Nuage de points dense. Chaque point aura une coordonnée spatiale bien définie, qui permettra de mesurer des positions et des distances sur le modèle numérique. Il est possible d’obtenir une précision centimétrique avec des repères sur le terrain et relevés GPS de calage.

Le Nuage de points est la première étape de la Modélisation numérique. Le post-traitement des données va suivre plusieurs étapes successives selon le besoin de visualisation, de calcul et mesures et d’exploitation des données en CAO.

A partir du Nuage de points, les logiciels de modélisation vont permettre de construire un Maillage 3D. On obtient alors un objet solide en trois dimensions, que l’on pourra visualiser grâce à une animation vidéo. Pour un rendu visuel optimal, les clichés pris en ultra haute définition serviront à élaborer une texture fidèle à la réalité. Pour ces raisons, la photogrammétrie est particulièrement bien adaptée à la sauvegarde du patrimoine architectural, puisque l’on pourra distinguer en couleur et en relief tous les détails des structures et les traces du temps. On peut aussi imprimer en 3D le Modèle numérique pour avoir une maquette à l’échelle souhaitée.

Cela consiste à faire une projection du Modèle sur un plan et à redresser la géométrie de chaque image, de sorte que chaque point soit superposable à la surface de référence. Une fois toutes les images corrigées géométriquement, on peut alors les assembler entre elles pour former une mosaïque d’images. On a ainsi la possibilité de visualiser l’ensemble sur une seule grande image, tout en gardant la possibilité de se déplacer et zoomer dans l’image en Ultra Haute Définition.

L’orthomosaïque est particulièrement bien adaptée à l’inspection d’ouvrages et bâtiments, puisque l’on pourra localiser et zoomer sur les défauts et anomalies recherchés lors d’une inspection. Un autre avantage est de pouvoir mettre à l’échelle l’ortho et de la superposer à un plan de dessin technique.

Inspection technique

Le BIM (Building Information Modeling) est la modélisation numérique des données d’un bâtiment ou d’un ouvrage de génie civil. La modélisation 3D d’ouvrages existants permet de construire une maquette en CAO.  Grâce à la Photogrammétrie et des relevés GPS de précision, on a ainsi la possibilité de mesurer des éléments de la construction et surveiller leur évolution dans le temps.