Pôle science


PHOTOGRAMMETRIE

Photogrammétrie à l’échelle du paysage : substrats naturels et épaves

Photogrammétrie à l’échelle du paysage : substrats naturels et épaves

Nous intervenons dans le cadre de la restitution 3D de sites archéologiques protégés, terrestres ou sous-marins. De nombreux travaux scientifiques internationalement reconnus attestent de l’expertise et de la capacité de réalisation de projets d’envergures tels que la restitution 3D de l’épave du Grand Ribaud F (Drap et al., 2003), l’accomplissement du projet européen IST VENUS (Drap et al., 2007) ou encore le développement d’un système de relevé optique sous-marin temps réel et haute résolution.

Contact

olivier.bianchimani@septentrion-env.com
pierre.drap@gmail.com

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2010 - Aujourd'hui

Milieu Naturel

Le relevé photogrammétrique des Pharillons a été entrepris dans le cadre du projet EXPLOR’HAB pour le congrès Mondial de la Nature (UICN). Ce projet contenant 100 000 images relève les défis de la photogrammétrie moderne : tant par la quantité de données à traiter que par le niveau de précision atteint sur les détails des parois de coralligène. Ce site a été entièrement modélisé, de la surface à 45 m de profondeur sur une longueur de plus de 100 mètres. Ce travail a nécessité 24 plongées. Ce travail entrepris dans le cadre d’un projet de valorisation du patrimoine sous-marin par la réalité virtuelle est également une base de données pouvant être utilisée pour l’étude du coralligène à posteriori. Ce modèle est en effet un relevé qui pourra permettre de suivre les évolutions de répartition des espèces en profondeur dans le cadre du réchauffement climatique par exemple. Par ailleurs, nous avons également intégré l’épave du Liban au modèle des Pharillons.

Dans le but de réaliser le monitoring des habitats naturels par le biais de la photogrammétrie, nos équipes réalisent également des relevés sur d’autres sites comme par exemple l’Impérial du large (de – 70 m et – 10 m) ou encore le tombant du Planier (de -40 m à -10 m).

Relevé photogrammétrique du tombant du Planier s’étendant de -40 m à -10 m de profondeur (Parc national des Calanques, Marseille).

 

 

Epaves

Le Donator (Parc National de Port-Cros, Hyères)

Le Donator (ou Prosper Schiaffino) est un ancien cargo successivement transporteur de bananes puis de vin, coulé par une mine le 10 novembre 1945. C’est aujourd’hui une des épaves les plus célèbres de Méditerranée. Cette dernière abrite en effet une faune luxuriante faisant sa réputation auprès des plongeurs.

Le relevé du Donator (-50 m) couvre une longueur d’environ 100 m pour une largeur d’environ 15 m. Pour la réalisation du modèle, l’acquisition des données a été réalisée  avec le système Karkam. Le traitement des images et la modélisation 3D ont été effectuées avec Metashape. Environ 60 000 photographies ont été réalisées. Les résultats se présentent sous la forme de nuages de points 3D et d’un maillage 3D tous deux de précision millimétrique. La réalisation du modèle de cette épave nous a permis de déterminer une méthodologie adaptée au relevé 3D d’objets complexes (complexité architecturale, élévation) avec la problématique de la plongée en milieu ouvert (plongée en pleine eau) et à cette profondeur. Nous avons adapté nos procédures de plongée (planification et choix des méthodes secours, couplage du relevé photo avec le déplacement des plongeurs via l’utilisation des scooters).

Le nuage de point 3D haute résolution est disponible ici.

 

L’Arroyo (Cap Sicié, Six-Fours-les-Plages)

L’Arroyo était un bateau-citerne de la Marine Nationale française dont le rôle était de ravitailler les navires en eau. Ce navire de 680 tonneaux et de 55 mètres de long a servi de 1921 à 1953, date à la quelle il est coulé près des rochers des deux frères au large du cap Sicié par le GERS afin de servir de site d’entraînement pour la Marine Nationale.

Cette épave gît aujourd’hui sur 36 mètres de fond. Elle s’est cassée en deux parties sur une roche près de la proue. L’épave s’élève jusqu’à une vingtaine de mètres de profondeur.

Le relevé de l’Arroyo (-35 m) couvre une longueur d’environ 70 m pour une largeur d’environ 20 m. L’acquisition des données a été réalisée  avec le système Karkam. Le traitement des images et la modélisation 3D ont été effectuées avec Metashape. Environ 30 000 photographies ont été réalisées. Les résultats se présentent sous la forme de nuages de points 3D et d’un maillage 3D tous deux de précision millimétrique. La réalisation du modèle de cette épave nous a permis de déterminer une méthodologie adaptée au relevé 3D d’objets complexes (complexité architecturale, élévation).

Le nuage de point 3D haute résolution est disponible ici

 

Le Ker-Bihan (Marseille)

Le Ker-Bihan était un chalutier à vapeur de 33 m de long. En 1914, en pleine 1ère Guerre Mondiale, il est réquisitionné et est transformé en dragueur de mines. Le 23 janvier 1918 le navire saute sur une mine déposé dans la baie de Marseille par le sous-marin allemand U.C. 67, mouilleur de mines. La déflagration pulvérise sa poupe, on dénombrera 14 victimes. A noté que le Ker-Bihan a coulé le même jour que la Drôme située seulement à quelques « encablures » de celle-ci par 55 m de fond.

Le relevé du Ker Bihan (-60 m) couvre une longueur de 33 m pour une largeur d’environ 10 m. La profondeur de l’épave (-60 m) a nécessité l’emploi de recycleurs (CCR) pour y accéder en scaphandre autonome. L’acquisition des données a été réalisée en 10 plongées avec un D700 ainsi que deux flashes externes. Le traitement des images et la modélisation 3D ont été effectuées avec Metashape. Environ 8000 photographies ont été réalisées. Le traitement des images et la reconstitution 3D ont été effectuées sur une machine dédiée sur une durée totale de 7 jours. Les résultats se présentent sous la forme de nuages de points 3D et d’un maillage 3D tous deux de précision millimétrique. Cela a permis d’archiver l’état de l’épave à un temps donné (en mai-juin 2020) ainsi pourra permettre de suivre l’évolution de sa colonisation par la faune fixée dans le temps.

 

Le Liban (Marseille)

Le Liban était un paquebot de 91 m de long qui a coulé le 7 juin 1903 au sud de l’île Maïre à l’entrée est de la baie de Marseille, emportant avec lui une centaine de victime. Il a sombré à la suite d’une collision avec un autre navire, alors qu’il se rendait en Corse. Reposant entre 28 et 35 mètres de profondeur, cette épave suscite aujourd’hui de nombreuses plongées-loisir. L’épave fait aujourd’hui l’objet du programme national de recherche « Save Our Shipwreck » porté conjointement par le CEA, le CNRS, l’Université de Pau et des Pays de l’Adour, le DRASSM et la société A-CORROS, et qui vise à établir une méthodologie de sauvegarde des épaves métalliques le long des côtes françaises.

Le relevé du Liban (-35 m) couvre une longueur de 92 m pour une largeur d’environ 10 m. L’acquisition des données a été réalisée en 10 plongées avec un D700 ainsi que deux flashes externes. Le traitement des images et la modélisation 3D ont été effectuées avec Metashape. Les résultats se présentent sous la forme de nuages de points 3D et d’un maillage 3D tous deux de précision millimétrique. La réalisation du modèle de cette épave nous a permis de déterminer une méthodologie adapté au relevé 3D d’objets couvrant une surface importante. Cette épave est localisée près d’un site que nous avons modélisé intégralement : les Pharillons.

Environ 18 000 photographies ont été réalisées. Le traitement des images et la reconstitution 3D ont été effectués sur une machine dédiée sur une durée totale de 7 jours. Les résultats se présentent sous la forme de nuages de points 3D et d’un maillage 3D tous deux de précision millimétrique. Cela a permis d’archiver l’état de l’épave à un temps donné (en mai-juin 2020) ce qui permettra de suivre l’évolution de sa colonisation par la faune fixée dans le temps. La réalisation du modèle de cette épave nous a permis de déterminer une méthodologie adaptée au relevé 3D d’objets complexes (complexité architecturale, élévation) avec la problématique de la plongée en milieu ouvert (plongée en pleine eau) et à cette profondeur. Nous avons adapté nos procédures de plongée (planification et choix des méthodes secours, couplage du relevé photo avec le déplacement des plongeurs via l’utilisation des scooters).

Le nuage de point 3D haute résolution est disponible ici

 

Le Messerschmitt Bf 109 (Parc national des Calanques, Marseille)

L’épave du Messerchmitt (-45 m de profondeur) a coulé en 1944 près du Planier. Ce modèle détaillé nous a entre autres servi de référence pour définir les paramètres de prises de vue nécessaires à la précision de nos modèles en 2016. La photogrammétrie de cette épave est issue d’une collaboration entre le LIS (Laboratoire d’Informatique des des Systèmes, UMR CNRS 7020) et Septentrion Environnement.

Le nuage de point 3D haute résolution est disponible ici.

 

Suivi des fouilles archéologiques de l’Anémone (Les Saintes, Guadeloupe)

Le site de l’épave identifiée de nos jours comme l’Anémone a été repéré en 1990 par C. Édouard. Après une expertise du DRASSM en 2002, une opération de sondage archéologique en 2015 puis de fouille programmée annuelle en 2016, ont permis de relocaliser l’épave et d’apporter des éléments probants d’identification du site (artillerie, mobilier archéologique, caractéristique de construction navale). Ces premières opérations ont confirmé les recherches en archives faisant état de la présence et du naufrage de l’Anémone, une goélette de la Marine royale à la Guadeloupe et aux Saintes au cours de l’hivernage 1824. Construite à Bayonne en 1823 l’Anémone sert au cours de la guerre d’Espagne puis est envoyée aux Antilles pour servir de navire du domaine. Elle est armée de deux caronades de calibre de 12 de type 1818, une trentaine d’hommes composent son équipage sous le commandement de Louis Guillotin. À la Guadeloupe elle participe à différentes missions dont le contrôle des côtes et la lutte contre le commerce illégal d’esclaves interdit en théorie depuis 1817.

La photogrammétrie a permis de suivre l’évolution du chantier archéologique de l’Anémone, une goélette du XIXème siècle. La couverture photogrammétrique a été réalisée en 2017, 2018 et 2019 par O. Bianchimani et Pierre Drap avec le relevé des sondages et leur calage progressif. Enfin la dernière phase d’échantillonnage des structures de l’épave a permis de finaliser l’étude xylologique. Afin de suivre l’évolution de la fouille d’un point de vue qualitatif et quantitatif 4 relevés ont été organisés servant tout à la fois à archiver les différents états de l’épave durant la fouille, à évaluer les changements du site dans le temps et servant aussi de support à l’analyse archéologique. L’ensemble des relevés sont exprimés dans le même système de référence et mis à l’échelle indépendamment. Les mises à l’échelle et la permanence du système de référence ont été obtenus en comparant la dimension des barres des quadrats (2.944 m) avec les dimensions relevées. Selon l’étendue des zones relevées l’exactitude varie 1 mm à 1 cm. Par ailleurs, des mires de contrôle de mise à l’échelle ont été disposées sur chaque relevé.

Le nuage de point 3D haute résolution est disponible ici

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