La cathédrale d`Amiens : numérisation d`un environnement

La cathédrale d’Amiens : numérisation d’un environnement complexe
Laure Chandelier, Raphaële Héno
ENSG
La cathédrale Notre-Dame d’Amiens, bâtie au XIIIème siècle dans un style gothique classique,
est la plus vaste de France en volume. En terme de numérisation, la taille d’un monument
représente un défi mais c’est ici la complexité du monument qui rend la tâche
particulièrement difficile : l’édifice regorge en effet de sculptures, de corniches, de galeries,
de zones peu accessibles. L’intérêt qu’il existe à procéder au relevé complet de ce
monument motive cependant la proposition de solutions pour cette numérisation : un modèle
3D complet offrirait aux historiens une base de données particulièrement riche pour leurs
études, aux conservateurs des outils pour en assurer la sauvegarde et au grand public des
possibilités de visites quasi-illimitées.
Le laboratoire de Modélisation, Information & Systèmes de l’université Picardie Jules Verne
a initié le projet e-Cathédr@le dont les objectifs sont la numérisation de l’édifice dans sa
totalité et la fourniture d’outils d’exploitation du modèle. Depuis deux ans, l’Ecole Nationale
des Sciences Géographiques, via des relevés sur le terrain effectués par les étudiants du
mastère Positionnement et Mesure de Déformation et un traitement des données lors de
projets d’élèves au cours de l’année, met en œuvre et éprouve des méthodes d’acquisition
adaptées.
L’ossature du futur modèle 3D est obtenue par lasergrammétrie grâce à des scanners laser
terrestres qui fournissent efficacement des nuages de points fiables et relativement denses.
Des prises de vues photographiques stéréoscopiques sont réalisées pour compléter là où plus
de détail est nécessaire (finesse géométrique des sculptures, intérêt de la texture
radiométrique) ou lorsque le bâtiment devient inaccessible (acquisition aérienne des parties
hautes de la cathédrale, prise de vues avec une perche des façades). L’exploitation 3D de ces
images est possible par des moyens traditionnels de restitution stéréoscopique mais l’ampleur
de la tâche impose un recours à des méthodes plus automatiques d’extraction de l’information
telles que les outils de corrélation dense. Ainsi, il est possible par des techniques variées et
complémentaires d’obtenir une « empreinte » numérique du monument.
L’enjeu d’une bonne exploitation de ces acquisitions de différentes natures repose dans un
premier temps dans la capacité à mettre en cohérence ces données sans quoi il n’est pas
possible d’obtenir la maquette numérique recherchée. Différentes moyens de positionnement
sont ainsi employés pour géoréférencer toutes les composantes dans un même système :
rattachement GNSS au référentiel national, densification par topométrie classique,
appariement image ou laser sur des zones communes. L’évaluation de la qualité des
traitements à toutes les étapes de la constitution du modèle global permet de spécifier les
précisions géométriques, absolues et relatives, du résultat. Les spécialistes qui travailleront
sur ces données seront donc à même d’estimer la qualité de leur mesure.
D’autres études sont par ailleurs nécessaires, concernant le format de stockage du modèle, et
les méthodes de consultation.
Ces travaux de numérisation de la cathédrale d’Amiens permettent ainsi d’expérimenter des
méthodes de relevé, et d’évaluer, en grandeur nature, la pertinence de différents outils de
modélisation 3D, leur mise en relation et l’adéquation des produits obtenus aux besoins des
utilisateurs.