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Gestion d'ouvrages architecturaux: de la saisie photogrammétrique à l'interface 3D d'accès aux...

Date post: 25-Apr-2023
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Revue XYZ • N° 110 – 1 er trimestre 2007 45 phique et alphanumérique et cela en couvrant les besoins relatifs à la gestion stratégique du patrimoine (gestion de la maintenance préventive, curative, des contrats de maintenance et d’entretien, gestion des opérations, par exemple). C’est pour mettre en place cette expéri- mentation qu’une collaboration entre les services techniques de la région Alsace et le laboratoire MAP-PAGE (Photogrammétrie Architecturale et GEomatique) de l’INSA de Strasbourg a été mise en place. Collaboration entre un laboratoire de recherche et les services techniques de la région Alsace Problématiques complémentaires Le rapprochement des services tech- niques de la région et du MAP-PAGE est facilité par des problématiques com- plémentaires : d’un côté la nécessité de gérer des bâtiments particuliers de la façon la plus efficace, et de l’autre, des moyens techniques et méthodolo- giques pour la documentation d’ou- vrage architecturaux. Gestion d’ouvrages La diversité des documents relatifs à un établissement représente déjà un pro- blème à résoudre pour permettre une optimisation des documents néces- saires. Mai,s cette situation se répète autant de fois qu’il y a de sites à gérer. Les documents nécessaires à la gestion des ouvrages sont de différents types et représentent une grande quantité d’in- formations à manipuler, lorsque plu- sieurs ouvrages sont entretenus. L’efficacité se manifeste aussi bien dans la qualité des documents que dans la facilité à les manipuler. Cette ergono- mie doit donc se plier à la diversité ren- contrée à savoir projections planes, document écrits, images par exemple. Documentation d’ouvrages Les problèmes rencontrés pour l’utili- sation de la documentation sont pré- sents aussi au moment de sa création. L’équipe MAP-PAGE, dans son domaine de compétence, est à même de fournir des éléments de documentation dimen- sionnelle d’ouvrages architecturaux. Basée sur les techniques topogra- Photogrammétrie Gestion d’ouvrages architecturaux : de la saisie photogrammétrique à l’interface 3D d’accès aux données patrimoniales Emmanuel ALBY - Elise MEYER - Pierre GRUSSENMEYER - Mauro RAMPAZZO P ar la mise en application de la loi de décentralisation du 2 mars 1982, la région Alsace administre 77 lycées dont le patrimoine est géré par la direction des services techniques. L’intendance de ce patrimoine vaste et hétérogène (bâtiments neufs, anciens, avec des fonctions diverses) entraîne la mise en place de méthodes de gestion et de suivi des opérations garantissant la connaissance du patrimoine immo- bilier et des équipements, de son état, de la gestion des demandes et des interventions. Un projet visant la mise à disposition d’outils informatiques a été lancé en 2005 pour atteindre ces objec- tifs. Il s’agissait, dans un premier temps, de constituer la documentation des ouvrages, de l’organiser (dans une armoire à plans numériques pour les projections classiques de la représenta- tion de l’architecture). Ensuite, ces élé- ments ont dû être complétés avec une base de données métier permettant l’in- tégration de données issues de consi- dérations patrimoniales à partir de l’existant. Dans la continuité, il est prévu, à partir de 2007, de se doter d’une plateforme logicielle permettant d’intégrer les informations de type gra- La création d’une interface tridimensionnelle de gestion du Lycée des Pontonniers de Strasbourg a nécessité trois étapes. La première correspond à une documentation complète par photogrammétrie multi-image dans Photomodeler. Elle est suivie d’une phase de définition et de qualification de la géométrie dans Sketchup et AutoCAD avec les données mesurées afin d’obtenir un modèle dans le format VRML. Le modèle a ensuite été intégré dans une base de données, avec toutes les autres données à disposition dans le projet. Le résultat permet un accès rapide et ergonomique par le modèle 3D visualisé dans une interface web. mots-clés XXXXXXXXXX ...
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Revue XYZ • N° 110 – 1er trimestre 2007 45

phique et alphanumérique et cela encouvrant les besoins relatifs à la gestionstratégique du patrimoine (gestion de lamaintenance préventive, curative, descontrats de maintenance et d’entretien,gestion des opérations, par exemple).C’est pour mettre en place cette expéri-mentation qu’une collaboration entreles services techniques de la régionAlsace et le laboratoire MAP-PAGE(Photogrammétrie Architecturale etGEomatique) de l’INSA de Strasbourg aété mise en place.

Collaboration entreun laboratoire de rechercheet les services techniquesde la région Alsace

Problématiquescomplémentaires

Le rapprochement des services tech-niques de la région et du MAP-PAGE estfacilité par des problématiques com-plémentaires : d’un côté la nécessité degérer des bâtiments particuliers de lafaçon la plus efficace, et de l’autre, desmoyens techniques et méthodolo-giques pour la documentation d’ou-vrage architecturaux.

Gestion d’ouvrages

La diversité des documents relatifs à unétablissement représente déjà un pro-blème à résoudre pour permettre uneoptimisation des documents néces-saires. Mai,s cette situation se répèteautant de fois qu’il y a de sites à gérer.Les documents nécessaires à la gestiondes ouvrages sont de différents types etreprésentent une grande quantité d’in-formations à manipuler, lorsque plu-sieurs ouvrages sont entretenus.L’efficacité se manifeste aussi bien dansla qualité des documents que dans lafacilité à les manipuler. Cette ergono-mie doit donc se plier à la diversité ren-contrée à savoir projections planes,document écrits, images par exemple.

Documentation d’ouvrages

Les problèmes rencontrés pour l’utili-sation de la documentation sont pré-sents aussi au moment de sa création.

L’équipe MAP-PAGE, dans son domainede compétence, est à même de fournirdes éléments de documentation dimen-sionnelle d’ouvrages architecturaux.Basée sur les techniques topogra-

Photogrammétrie

Gestion d’ouvrages architecturaux :de la saisie photogrammétrique

à l’interface 3D d’accès aux données patrimoniales

Emmanuel ALBY - Elise MEYER - Pierre GRUSSENMEYER - Mauro RAMPAZZO

P ar la mise en application de la loide décentralisation du 2 mars1982, la région Alsace administre

77 lycées dont le patrimoine est gérépar la direction des services techniques.L’intendance de ce patrimoine vaste ethétérogène (bâtiments neufs, anciens,avec des fonctions diverses) entraîne lamise en place de méthodes de gestionet de suivi des opérations garantissantla connaissance du patrimoine immo-bilier et des équipements, de son état,de la gestion des demandes et desinterventions. Un projet visant la mise àdisposition d’outils informatiques a étélancé en 2005 pour atteindre ces objec-tifs. Il s’agissait, dans un premier temps,de constituer la documentation desouvrages, de l’organiser (dans unearmoire à plans numériques pour lesprojections classiques de la représenta-tion de l’architecture). Ensuite, ces élé-ments ont dû être complétés avec unebase de données métier permettant l’in-tégration de données issues de consi-dérations patrimoniales à partir del’existant. Dans la continuité, il estprévu, à partir de 2007, de se doterd’une plateforme logicielle permettantd’intégrer les informations de type gra-

La création d’une interface tridimensionnelle de gestion du Lycée des Pontonniers de Strasbourg anécessité trois étapes. La première correspond à une documentation complète par photogrammétriemulti-image dans Photomodeler. Elle est suivie d’une phase de définition et de qualification de lagéométrie dans Sketchup et AutoCAD avec les données mesurées afin d’obtenir unmodèle dans le format VRML. Le modèle a ensuite été intégré dans une base dedonnées, avec toutes les autres données à disposition dans le projet. Le résultatpermet un accès rapide et ergonomique par le modèle 3D visualisé dans uneinterface web.

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phiques de mesure, ses activités sontaxées autour de la mesure photogram-métrique et lasergrammétrique. Laquantité de données nécessaires à ladocumentation dimensionnelle d’unouvrage bâti varie en fonction duniveau de détail auquel on veut aboutirlors de la création des représentations.Plus le niveau de détail est élevé, plus levolume de données augmente. Lemode de production des données estdifférent selon la technique employée ;il dépend aussi de la pertinence recher-chée. En photogrammétrie, les don-nées peuvent être produites manuelle-ment. Ainsi l’opérateur peut choisir lespoints de l’objet qu’il veut connaîtredimensionnellement.Le type de document qu’il est possiblede fournir est très varié. A partir desdonnées, peuvent être créés des plans,des ortho-images, des modèles tridi-mensionnels.

L’acquisition de données sur unouvrage bâti associée aux connais-sances architecturales permet d’aboutirà la création d’un modèle 3D. Cettegrande quantité de données produitespendant l’acquisition doit être organi-sée, d’une part dans le modèle maisaussi de telle sorte que les images res-tent, par exemple, accessibles pour desinterprétations ultérieures.

Le projet

Le lycée des Pontonniers est situé enplein centre ville, au bord du canal desfaux remparts à Strasbourg. Les bâti-ments principaux, dont la conceptionarchitecturale des bâtiments est pour lemoins originale, furent achevés en1902. L’aspect général de l’ensembleest assez pittoresque. L’établissementest aujourd'hui “Lycée International”.Des bâtiments ont été ajoutés à partirdes années 60 pour adapter le lycée auxexigences pédagogiques et pour aug-menter sa capacité d’accueil. Le site dulycée International se compose de plu-sieurs bâtiments qui constituent 6 uni-tés fonctionnelles. La situation particu-lière du site et les caractéristiques archi-tecturales de certains bâtiments impli-quent un traitement attentif et particu-lier, notamment dans le cadre de toute

intervention à l’extérieur et à l’intérieurde ceux-ci. Depuis le 1er janvier 2005, la RégionAlsace assure la gestion du lycéeInternational des Pontonniers en tantque maître d’ouvrage et propriétaire.Afin de connaître avec précision l’étatdu patrimoine bâti, il a été décidé deréaliser une campagne de diagnosticset de relevés visant à auditer en détailles installations en vue d’une mise ensécurité des bâtiments avec remise auxnormes et d’une restructuration globaleultérieure.

Besoins

Du point de vue de la gestion deslycées, il est possible d’envisager lesdiagnostics précités à partir de relevésbasés sur des plans ainsi que sur desphotos, ces dernières étant utilisés,notamment pour mettre en évidenceles éléments présentant des dégrada-tions et sur lesquels des interventionsultérieures seraient envisageables.L’intérêt d’intégrer les techniques dephotogrammétrie dans cette opérationde diagnostic est perceptible pour plu-sieurs raisons. Le but est de disposerd’une base de connaissance précise auniveau de l’ensemble des éléments du

clos et du couvert afin d’envisager dansles meilleures conditions les opérationsde maintenance tout en respectant leséléments du bâti ayant une valeur par-ticulière sur le plan historique et archi-tectural.

Il s’agit de saisir l’opportunité offertepar le modèle tridimensionnel sur leplan de la maintenance et de la gestiondu patrimoine. En effet, cet outil peutpermettre de localiser dans soncontexte et de visualiser des élémentsdu bâti pour en apprécier l’état et envi-sager de la manière la plus pertinentedes interventions ponctuelles ou à pluslarge échelle. La liaison avec une basede données décrivant le référentielpatrimonial pour cet établissement aété prévue pour faciliter la recherched’informations telles que des plans, desphotos de détail et de type alphanumé-rique en association avec la base dedonnées. Dans ce sens, la maquette tri-dimensionnelle agit en quelque sortecomme un assistant pour l’accès auxinformations de la base de données.

Il est à noter que dans le déroulementdu projet des orthophotos sont à réali-ser dans un premier temps pour per-mettre aux intervenants du lot “dia-gnostics” de mener à bien leur mission.

Photogrammétrie

Figure 1. Les bâtiments et la configuration du lycée des Pontonniers. Vue aérienne, chambre Rollei DB44 métrique, pixel au sol de 16 cm.

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L’application doit pouvoir répondre àdes questions que pose la gestion deslycées. L’outil proposé doit s’intégreraux problématiques d’application de laréglementation en vigueur (amiante,plomb, sécurité incendie, chaufferie,électricité, accessibilité, …) mais égale-ment aider la pérennisation du patri-moine et notamment la maintenancegénérale des toitures et des façades.Cette expérimentation a aussi un rôled’évaluation des potentiels d’un tel pro-jet étendu à la maintenance complètede l’ensemble des lycées que gèrent lesservices techniques de la région Alsace.

Après avoir décrit les besoins liés àcette expérimentation, nous allons pré-senter le cheminement en trois étapessuivi par la production de l’interface tri-dimensionnelle de gestion d’ouvragearchitectural.

DocumentationPhotogrammétrie

L’acquisition des données dimension-nelles nécessaires au dimensionne-ment des modèles des bâtiments dulycée des Pontonniers a été réalisée parphotogrammétrie. Pour des raisons desouplesse d’usage, la technique photo-grammétrie multi-image a été choisie.Deux appareils de photographie numé-rique ont été utilisés pour cela, le CanonEOS 5D (capteur de 4368 x 2912 pixels,12 millions de pixels) équipé d’unobjectif calibré de 28mm de focale et leRollei D507 (capteur de 2552 x 1920pixels, 5 millions de pixels) équipé d’unobjectif calibré de 7 mm de focale. Lesprises de vues ont été réalisées depuisle sol, dans un premier temps. Des

points de vue en hauteur ont pu êtreréalisés à partir des étages des bâti-ments ayant vue sur d’autres. Desmanques de données causés par la res-triction aux points de vue accessiblesont été comblés par des prises de vueeffectuées sur des nacelles utilisées parles entreprises chargées d’effectuer undiagnostic sur l’état des toitures desbâtiments.

Le traitement des données photogram-métriques a été réalisé avec le logicielPhotoModeler 5 (EOS system). Pourpermettre la mise à l’échelle et l’inser-tion dans le repère absolu, des pointsd'appui ont été mesurés par tachéomé-trie électronique. Toutes les photosnécessaires au dimensionnement ontensuite été orientées. Les coordonnéesdes points pertinents ont ainsi étémesurées dans un même système deréférence. Les projets ont, dans un pre-mier temps été réalisés par groupe-ment de bâtiments de manière à ce queles points de vue soient convergentspuis, une fois les projets respectifsconsolidés par les point d’appuis, cer-tains ont été fusionnés pour faciliter letraitement des données (Grussenmeyeret al., 2002). De cinq sous-projets audépart, on arrive à 2 projets résultant deces fusions.

Une des particularités de ce projet étaitde fournir des orthophotos, dans unpremier temps avant de fournir lesmodèles finaux. La base commune auxorthophotos et aux modèles étantl’orientation des images dansPhotomodeler. Les orthophotosdevaient être réalisées pour un usageéquivalent à des élévations de bâti-ments. Elles ont été utilisées par lesintervenants dans le diagnostic de l’état

des éléments extérieurs. L’intérêt desorthophotos par rapport aux élévations(informations de type vectoriel) pourcet usage a été de fournir des informa-tions plus détaillées, d’une part, etdirectement interprétables pour le dia-gnostic, d’autre part. Les orthophotossont extraites des photos originales uti-lisées pour la modélisation. Une ortho-photo correspond à une division dubâtiment selon la logique des façades.Les photos, dont elles sont tirées,dépendent des caractéristiques du cap-teur photographique d’une part et desconditions de recul par rapport aux bâti-ments d’autre part. Ces deux logiquesd’acquisition et de représentation sontdifférentes, ce qui oblige de regrouperplusieurs images originales redresséesafin d’obtenir une seule orthoimage. Deplus, les façades sont composées de plu-sieurs plans différents : les rectifications

Figure 2. Prises de vue à partir du sol, d’un bâtiment et de la nacelle

Figure 3. Fusion des projetsPhotomodeler pour les bâtiments C,D, E et F.

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des images les représentant ont doncaugmenté le nombre de composantesdes orthophotos finales. Une ortho-photo est donc une mosaïque d’imagesmultiples. Un élément d’environne-ment particulier aux bâtiments du lycéedes Pontonniers a compliqué considé-rablement cette tâche : des arbres sontplantés à proximité d’une grande partiedes façades. La multiplicité des pointsde vue permettait de réduire lesmasques sur les orthophotos. Des ajus-tements radiométriques ont dû être réa-lisés entre les différentes images pouruniformiser le résultat final.

Pour permettre un usage équivalent àdes élévations, les orthophotos ontensuite été importées dans le logicielAutoCAD afin de permettre aux diffé-rents prestataires d’intégrer (par “digi-talisation”) dans des couches spéci-fiques les données relatives à leurexpertise. Les orthophotos étant àl'échelle, elles permettent de mesurerdirectement des éléments ou de tracerdes zones de dégradation par exemple(pour les diagnostics) dont les presta-taires peuvent alors calculer la surfacedans l’interface d’AutoCAD.

ModélisationLa modélisation d’ouvrage bâti corres-pond à la construction d’une représen-tation tridimensionnelle du bâtiment enutilisant l’analogie forme/géométrie. Ilconvient, dans un premier temps, dedéterminer les informations qui peu-vent être contenues dans le modèlegéométrique pour ensuite décrire leséléments que l’on veut modéliser etfinalement définir le moyen de lesordonner.

La notion de géométrie est liée à deuxconcepts interdépendants : la relationentre les éléments qui composent lemodèle et leurs dimensions respec-tives. Dans le contexte de l’acquisitiondimensionnelle, on mesure la positionde l’objet dans l’espace et ce avec uneoccurrence qui dépend de la méthoded’investigation relative à la techniqued’acquisition utilisée. La conséquencede cette approche de modélisationbasée exclusivement sur les moyens de

positionnement de l’objet architecturalest que “ce qui n’est pas mesuré n’estpas modélisé”. L’acquisition dimen-sionnelle ne permet pas de mesurer latotalité d’un ouvrage bâti dans lesconditions normales de relevé du faitdes principes optiques utilisés. La géo-métrie d’un modèle tridimensionnelconstruit de cette façon n’est donc pascomplète et révèle des manques.L’approche relationnelle de la géomé-trie vise à définir les éléments qui com-

posent le modèle les uns par rapportaux autres. Les dimensions effectivesde ces éléments sont déduites des rela-tions mises en place entre eux. Il nes’agit pas ici des dimensions absolues,mais des dimensions dépendantes del’échelle propre au modèle. Celui-ciconstruit de façon relationnelle estcohérent, car il dépend de la définitionque l’on a faite des éléments et non pasde la faculté d’un appareil à en définir laposition. La mise en relation d’éléments

Photogrammétrie

Figure 4. Orthophoto basée sur les images redressées

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géométriques nécessite par contre lamise en place de règles. Celle-ci sontétablies en fonction d’hypothèsesconcernant l’objet à modéliser. On uti-lise les connaissances architecturalespour déduire ces règles constitutivesdes ouvrages bâtis. Elles peuvent êtresimples comme la division par niveauxou plus élaborée si on les met en rela-tion avec les niveaux de détail de repré-sentation : quelles simplifications peu-vent être effectuées et quels sont leséléments qu’il est nécessaire de figurerpour que le modèle soit fidèle auxcaractéristiques du bâtiment ?

Le type d’objet est le résultat de la miseen œuvre de plusieurs domaines deconnaissances tels que la compositionarchitecturale, la construction et lesmatériaux par exemple. Ces connais-sances sont consignées dans les infor-mations de type architectural qui peu-vent se diviser en deux types pour ceprojet : les informations analytiques etla documentation écrite. Les informa-tions analytiques sont le résultat d’uneinvestigation méthodique. Le bâtiment,une fois terminé contient des connais-sances encapsulées et recouvrables parl’analyse. Cette enquête est unerecherche de logique de conception.C’est un travail de traduction des prin-cipes de composition que la façaderévèle. Il consiste en une décomposi-tion raisonnée de la partie extérieure del’ouvrage. Celle-ci peut être théma-tique : analyse de la volumétrie(niveaux et corps de bâtiments), étudestylistique ou étude structurelle parexemple. En revanche, la documenta-tion écrite est composée d’éléments quiregroupent de façon exhaustive les élé-ments d’une thématique. Il peut s’agirde traités, de méthodes, de glossaires,d’index par exemple. Pour cette étudenous avons utilisé principalement deuxouvrages : “Principes d’analyse scienti-fique : architecture” (Pérouse deMontclos, 1993) et le Dicobat (Vigan,1992). Le premier est une méthode dedescription du patrimoine architectural:On y trouve le vocabulaire lié aux élé-ments d’architecture ainsi que les illus-trations qui y sont liées. Ce livre est unesynthèse des connaissances relativesau patrimoine architectural. Le second

élément est un dictionnaire de l’archi-tecture utilisé par les architectescontemporains : il consigne le vocabu-laire architectural courant. Son utilisa-tion dans le cadre de ce projet est liée àla continuité des connaissances archi-tecturales au fil du temps. Il n’y a pas derupture dans la tradition constructive.Les termes employés il y a quelquessiècles pour nommer certains élémentsle sont encore aujourd’hui. C’est pour-quoi ce dictionnaire est très utile.

La définition du modèle à réaliser estdonc basée sur la combinaison desinformations dimensionnelles et archi-tecturales. Pour parvenir à la construc-tion d’un modèle géométrique cohé-rent d’un ouvrage architectural, on uti-lise les informations architecturales,d’une part, et les données dimension-nelles d’autre part. Ces deux types d’in-formations sont complémentaires : leurcombinaison vise à combler lesmanques que l’usage exclusif de cha-cune provoque. Le lieu de la combinai-son se situe dans l’imbrication des deuxcaractéristiques de la géométrie énon-cées plus haut. Les connaissancesarchitecturales, aussi bien analytiquesqu’écrites, permettent la mise en placedes éléments du modèle géométrique.Les connaissances architecturales sontun guide, une aide à l’élaboration dumodèle. L’approche théorique que peutlaisser présumer l’apport de la docu-mentation générale est compensée parle pragmatisme de l’analyse raisonnéede l’ouvrage. Le modèle obtenu est,dans un premier temps certes, sanséchelle, mais fidèle par sa forme et sacomplétude à l’original. L’intégrationdes données dimensionnelles se fait,une fois le modèle défini à l’aide desconnaissances architecturales. On uti-lise les éléments de géométrie définispour segmenter les données à disposi-tion. Le modèle complet mais sansdimension sert ainsi de cahier descharges vis-à-vis des données dimen-sionnelles (pour orienter le processusde relevé). L’intégration des donnéespeut être perçue comme une qualifica-tion d’un modèle. La combinaison des deux types diffé-rents d’informations permet d’obtenirle modèle cohérent et dimensionné. La

combinaison se met en place en deuxétapes successives, définition et miseen relation des éléments, puis dimen-sionnement de ceux-ci.

Le projet de modélisation de l’en-semble des bâtiments du lycée desPontonniers tient sa complexité dans lamultiplicité et la diversité des ouvrages.Le groupe de bâtiments composant lelycée est divisé en six bâtiments. Cettepartition est réalisée en fonction desaffectations des ouvrages plus que descorps de bâtiments. Les ouvragesdatent de différentes époques allant duXVe siècle jusqu’aux années 1980. Cettedifférence d’époques influe sur la com-plexité de chacun d’eux. Les différentsouvrages n’ont pas les mêmes gabarits.Un élément de complexité supplémen-taire réside dans la relation desouvrages entre eux. Le niveau de détail de la modélisationest défini par l’usage qui est fait dumodèle. Sa destination est l’interfacedu système de gestion de documents.On doit pouvoir reconnaître chaqueouvrage et visualiser les caractéris-tiques formelles des façades. Il doit êtrerendu possible de cliquer sur des enti-tés architecturales significatives en rela-tion avec les niveaux internes et lesdécrochements externes. On peut déjàen déduire que les entités cliquables neferont pas plus d’un étage de hauteur,et seront délimitées horizontalementpar les décrochements verticaux del’ouvrage.

Modélisation à based’orthophotos

Une des particularités de ce projet demodélisation est qu’il a été précédé parla phase de production d’orthophotosque nous avons décrite plus tôt. Celles-ci sont équivalentes à des élévationsclassiques et permettent, de ce fait, derécupérer des informations sur lescaractéristiques de chaque façade.Elles ont donc été utilisées commepoint de départ au modèle.L’intégration de ces orthophotos nousintéressait pour intégrer au modèlefinal les textures pour le modèle tridi-mensionnel créé. Le niveau de détailvisé pour la géométrie n’étant pas très ...

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important, l’intégration des texturesajoute une pertinence au modèle parles détails visibles sur les images. Lacombinaison du modèle géométriqueet des textures permet d’obtenir aufinal une représentation fidèle aux édi-fices, d’autant plus que certains d’entreeux sont très ouvragés.

Modélisation préalable au dimensionnement

La phase de modélisation géométriquedoit permettre la création de modèlesVRML texturés. L’apport des orthopho-tos induit qu’elles doivent être intégréesdès le début de la modélisation. Le logi-ciel qui nous a permis de définir lemodèle est Sketchup. Ce dernier estdestiné aux concepteurs, son interfacerend possible la création de croquis tri-dimensionnels de façon très conviviale.L’option d’export en VRML permet sonutilisation aisée pour le projet.L’importation des orthophotos permetla définition d’une forme globale dontles faces correspondent aux façadesreprésentées par les orthophotos. Ellesprocurent aussi les informations pour lamise à l’échelle de la forme simple. Onutilise ensuite les images pour diviser lemodèle et en définir la forme définitive.On trace des lignes de découpe sur lesfaces et les positionne en avant ou enarrière de son plan. La mise en relationdes faces est ici implicite du fait de l’uti-lisation des orthophotos pour la modé-lisation : la toiture est en haut de lafaçade par exemple. On procède simul-tanément à la division des façades enfaces ayant une signification architectu-rale (hauteur d'un étage, décroche-ments verticaux…) et qui au final serontcliquables dans l’interface Web.

Une fois la géométrie du modèle entiè-rement définie dans Sketchup, on pro-cède à l’exportation vers le formatVRML. L’intérêt du format VRML résideici dans l’enregistrement des texturesrelativement aux faces. Pour qualifier lemodèle du point de vue dimensionnel,on récupère la géométrie et on l’im-porte dans AutoCAD, où on la combineavec les points 3D mesurés par photo-grammétrie dans PhotoModeler et surle terrain.

L’intégration des caractéristiquesdimensionnelles se manifeste de deuxmanières différentes. Comme lemodèle a été créé à partir d’orthopho-tos, les éléments géométriques mis enrelation à partir de chacune d’elles ontdes rapports de dimensions justes, ledimensionnement intervient donc dansla mise à l’échelle globale des façadesainsi que dans leur orientation relative.

Une fois les données tridimension-nelles intégrées, on fusionne la géomé-trie finale avec le fichier VRML conte-nant les textures. Le modèle est ter-miné, il reste à y intégrer les liens versle contenu informatif.

Système de gestionLa documentation et la représentationdes informations relatives à un ouvragebâti représentent une grande quantitéd'informations qu'il est nécessaire derépertorier et de conserver dans desbases de données. Pour pouvoirensuite tirer profit de ces donnéesmémorisées et les utiliser pour desbesoins ultérieurs, telle que la gestionde l’ouvrage, on crée alors un systèmed'information. Celles-ci sont exploi-tables et peuvent aussi être enrichiespar la suite. Les systèmes d'informationque l'on rencontre actuellement sontpour la plupart des Systèmesd'Information Géographique (SIG). Ilspermettent la mise en relation de don-nées géolocalisées. Le système d’infor-mation qui nous intéresse ici ne s’ap-parente pas entièrement aux SIG par lefait qu’il gère d’autres informations quedes données spatiales, mais les prin-cipes sont transposables. Les qualitésrecherchées pour un tel système relèvede l’efficacité, de la rapidité et de sonergonomie dans la présentation desinformations pour en permettre l’ana-lyse. Nous avons fait en sorte que lesinformations soient accessibles par l'in-termédiaire de représentations tridi-mensionnelles de l'édifice. La repré-sentation 3D sert d'interface d'accèsaux données. Celles-ci peuvent ainsiêtre consultées et modifiées par le biaisdu modèle 3D. Ce système est destiné àêtre utilisé par plusieurs personnes.Nous l'avons développé selon la pro-

blématique des interfaces accessiblessur Internet. Cette problématique étantdéjà présente dans les services tech-niques de la région Alsace, le projet apu se greffer sur une base de donnéesexistante. Cette problématique d’accèsaux données indépendamment de toutlogiciel commercial et de manièresimple et claire aussi bien pour laconsultation que pour la modification,permettra de transposer simplement latechnique utilisée pour les autres lycéesde la région.

Implémentation du Système d'Information

D'un point de vue technique, notre sys-tème d'information se base sur un ser-veur PHP (Hypertext Preprocessor).L'utilisation d'un tel serveur implique lacréation de bases de données dans leSystème de Gestion de Bases deDonnées (SGBD) MySQL, et une inter-action avec ces bases de données grâceà des programmes écrits dans le lan-gage PHP. Le choix de ce système avaitdéjà été fait, aussi bien par la régionqu’au laboratoire MAP-PAGE avant ledébut du projet. L'intégration de nosdonnées dans la base de données de laRégion (ajout de tables) a donc été trèsaisée. Tous les "logiciels" et pluginsnécessaires sont en accès libre pourque le système puisse être accessiblefacilement de plusieurs endroits et quetoutes les données soient rassembléessur un serveur unique (Leukert &Reinhardt, 2000), (Drap et al., 2001).

La réalisation du modèle tridimension-nel du lycée est un préalable à touteopération comme nous l'avons expliquéultérieurement. Chaque entité architec-turale significative, en relation avec lesniveaux intérieurs et les décrochementsexternes, entité que nous appellerons"face" par la suite, est identifiée et ren-due interactive grâce à un système d'an-crage dans le fichier 3D au formatVRML. Le VRML étant enregistrécomme un fichier texte, le PHP peut lelire et le modifier à la demande. Des pro-grammes en PHP ont été réalisés, pourpermettre d'ancrer automatiquementn'importe quel modèle VRML. Lemodèle 3D est composé de faces signi-

Photogrammétrie

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Figure 5. Etapes de la modélisation (bâtiments A et B).

Bâtiment A Bâtiment B Etapes de modélisation

Définition de la forme globale (une face correspond

à une orthophoto à importer)

Insertion des orthophotos et mise en correspondance

entre elles

Découpage des faces selon lesorthophotos et définition des

façades principales.

Définition du niveau de détail vouluet des faces définitives du modèle.

Importation des faces dansAutoCAD et mise à l’échelle en

fonction des points issus dePhotomodeler

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ficatives auxquelles on veut lier les don-nées. Elles sont repérables dans le codeVRML. On y associe une ancre automa-tiquement, le lien entre la face 3D et sesdonnées relatives est alors réalisé. Dèslors, on peut cliquer sur chacune desfaces du modèle, aussi bien pour rem-plir la base de données que pour consul-ter ou modifier les informations sur laface si elles sont déjà renseignées.

Les informations dont il est question icisont de types très divers. Elles tiennentde caractéristiques des faces modéli-sées telles que le nom du bâtiment dontelle fait partie, le nom de l'étageconcerné, par exemple ou bien dedocuments particuliers tels que l'ortho-photo de la façade globale, les dia-gnostics réalisés par d'autres presta-taires (sous forme de fichiers Word,

Excel ou AutoCAD), les relevés topo-graphiques effectués par un Géomètre-Expert. Ces informations sont soit enre-gistrées avec les faces correspondantespour leurs caractéristiques, soit dansdes tables séparées de la base et misesen relation.

Interface

Selon ce qui a été énoncé plus haut, lemodèle s’affiche dans un navigateurInternet muni d’un plugin VRML (nousutilisons Cortona de ParallelGraphics).La fenêtre principale contient le modèletridimensionnel texturé. Ce modèle estinteractif : lors du passage de la sourissur le modèle, on voit le nom des facesqui apparaît en tant qu'étiquette. Lorsd'un clic sur cette face, la fiche de ren-seignements contenant ses attributss'ouvre dans la fenêtre en haut à droite.La page HTML présentant ces attributsdans l'interface est générée à la voléepar l'interpréteur PHP, qui va chercherles informations concernant la face cli-quée dans la base de données et lesaffiche suivant une mise en forme choi-

Figure 6. Fonctionnement informatique du système d'information (d’aprèsMeyer et al., 2006)

Figure 7. Interface d'accès aux documents.

Photogrammétrie

...

Revue XYZ • N° 110 – 1er trimestre 2007 53

sie dans le programme PHP. Le bouton“Modifier” permet d'éditer les donnéeset de les mettre à jour.

Les données non alphanumériques,telles qu’images, plans, description desous-objets, sont visibles par le biaisd’un aperçu affiché par un simple clicsur un lien situé dans la zone de texte.

Conclusion et perspectivesLa mise en place d’une interface tridi-mensionnelle de gestion de patrimoinea donné lieu à une collaboration entre ladirection des services techniques de larégion Alsace et le Laboratoire MAP-PAGE pour le développement d’un outilapproprié à des besoins précis. Basésur des principes simples et pérennesl’interface est d'une grande accessibilitéet simplicité d'utilisation, comme celaétait souhaité dans le cahier descharges. La mise à jour de la base dedonnées se fait à partir des représenta-tions tridimensionnelles du patrimoinebâti à gérer. Il faut toutefois noter qu’ilfaudra, pour passer de cette phaseexpérimentale à une véritable exploita-tion sur l’ensemble des lycées, d’unepart faciliter les modifications dumodèle pour rendre possible sa mise àjour suite à des travaux et d’autre partenvisager des niveaux de rendu adap-tés aux situations et aux typologiesd’ouvrages à gérer. Par ailleurs, lesméthodes et les outils informatiquesqui permettent de construire et demodifier le modèle devraient êtreaccessibles à des prestataires tels quedes géomètres et des architectes enassurant notamment leur intégrationdans des logiciels métiers utilisés cou-ramment pour le levé, pour la gestiondu patrimoine. ●

ContactsEmmanuel ALBY - Elise MEYER Pierre GRUSSENMEYEREquipe Photogrammétrie et GEomatique,MAP-PAGE UMR 694INSA de Strasbourg24 Boulevard de la Victoire, 67084STRASBOURG, France

[email protected]@[email protected]

Mauro RAMPAZZOPôle Gestion Durable du Patrimoine,Direction des Services TechniquesRégion Alsace 1 place du Wacken 67000 STRASBOURG, [email protected]

Références Alby, E., 2006. Elaboration d’uneméthodologie de relevé d’objetsarchitecturaux : contribution basée sur lacombinaison de techniques d’acquisition.Thèse de doctorat en Sciences del’Architecture de l’Université HenriPoincaré, Nancy, 260p.

Drap, P., Long, L., Durand, A.,Grussenmeyer, P., 2001. Un système degestion de documents hétérogènes dédiésau patrimoine archéologique et gérés surle réseau Internet. Le cas de l’épaveEtrusque du Grand Ribaud. BDA’2001(Agadir, Maroc), 17e Journées Bases deDonnées Avancées. Ed. Mouaddib, N.,Cepadues-Editions, Toulouse, ISBN2854285700, pp. 353-362.

Grussenmeyer P., Hanke K., StreileinA., 2001. Photogrammétriearchitecturale. Chapitre dans“Photogrammétrie numérique”. Edité parM. Kasser et Y. Egels, Editions Lavoisier-Hermès. ISBN 2-7462-0311-1, pp. 317-352.

Grussenmeyer, P., Alby, E., Meyer, R.,Rampazzo, M., 2006. 3D building modelas an interface for a Web InformationSystem. Case study of the Pontonniershigh school in Strasbourg. ISPRS Comm.V Symposium, Dresden, Sept. 25-27,Germany. Int. Arch. of Photogrammetryand Remote Sensing and SpatialInformation Sciences, Vol. XXXVI, Part 5,ISSN 1682-1750, 6 p.

Leukert, K., Reinhardt, W., 2000. GIS-internet architectures. Int. Archives ofPhotogrammetry and Remote Sensing,Vol XXXIII, Part B4, pp 572-579.

Meyer, E., Grussenmeyer, P., Perrin, J.-P. Durand, A. Drap, P., 2006. Intra-siteLevel Cultural Heritage Documentation:

Combination of Survey, Modeling andImagery Data in a Web InformationSystem. Short papers from the jointevent CIPA / VAST / EG / EuroMed 2006,30 October – 4 November 2006, Nicosia,Cyprus. Edited by M. Ioannides, D.Arnold, F. Niccolucci, K. Mania, EPOCHPublication, ISBN-10: 963 8046 74 0.,pp. 129-134.

Pérouse de Montclos, J.-M., 1993.Principes d’analyse scientifiques,architecture, vocabulaire. Inventairegénéral des monuments et des richessesartistiques de la France. Imprimerienationale, Paris.

Vigan (de), J., 1992. Dicobat :dictionnaire général du bâtiment.Editions Arcature, Ris-orangis.

ABSTRACTKeywords: XXXXXXXXXXX

The elaboration of a three-dimensional managementinterface of the “Lycée desPontonniers” of Strasbourg tookplace in three stages. The firstone corresponds to a wholedocumentation by multi-imagephotogrammetry inPhotomodeler. It is followed by adefinition and qualificationphase of the geometry inSketchup and AutoCAD with helpof the measured data in order toobtain a model in VRML format.The model as well as all data atdisposal in the project haveafterwards been managed in adata base. The result allows afast and ergonomic access withthe 3D model visualized in a Webinterface.


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