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Numérisation 3D du Mont Saint-Michel

Architecture 20.06.2023

Retour sur un chantier exceptionnel dans l'optique d'importants projets de restauration

Mondialement connue, l’Abbaye du Mont-Saint Michel attire plus de 3 millions de visiteurs chaque année. Située au milieu de la baie du même nom, cet étonnant et prestigieux édifice est pourtant particulièrement vulnérable: l’humidité et la brise marine sont en effet autant de facteurs favorisant une dégradation rapide de l’édifice. C’est pour cette raison que le Centre des Monuments Nationaux (CMN) porte une attention particulière à sa conservation.

 

Parmi les différents éléments qui le composent, le bâtiment de la Merveille se distingue tout particulièrement, notamment par sa façade Nord, haute de plus de 30mètres ; véritable prouesse architecturale posée sur un socle rocheux escarpé. Sa situation accentue encore son exposition à l’humidité, et un certain nombre de dégradations préoccupantes sont de plus en plus manifestes.



Une approche hybride pour un chantier colossal

Afin de mettre en œuvre les restaurations qui s’imposent, le CMN a confié à AGP la réalisation d’un relevé exhaustif du bâtiment, afin d’en produire une documentation en plans, coupes et élévations.

Pour mener à bien cette mission, l’équipe d’AGP a choisi une approche hybride, combinant la lasergrammétrie terrestre, la photogrammétrie héliportée, relevé topographique grâce à des tachéomètres et le positionnement par GPS.

Numérisation des zones par lasergrammétrie terrestre

La Merveille comporte trois étages distincts, dans lequel on note plusieurs pièces remarquables : la salle des Chevaliers, le réfectoire des moines et le célèbre cloître en sont les principaux éléments. La plupart de ces espaces sont des zones publiques, recevant quotidiennement la visite de très nombreux visiteurs. La numérisation de ces zones a donc été réalisée par scanner laser Faro Focus 3D, en dehors des heures d’ouverture au public afin d’assurer les meilleures conditions de relevé. La numérisation de l’ensemble de ces zones a nécessité environ 700 stations de mesures, pour chacun desquelles ont été mesurés entre 10 et 170 millions de points en fonction des besoins.



Compléments par photogrammétrie héliportée

Certaines zones toutefois, n’ont pu être mesurées correctement par scanner laser, faute d’accessibilité satisfaisante. C’est notamment sur la façade nord que les opérations ont été les plus complexes, car aucun point de vue terrestre n’offre une vue suffisamment frontale pour permettre l’acquisition d’un nuage de points de qualité. C’est pour cette raison que nous avons choisi de faire appel à la photogrammétrie par hélicoptère, afin de disposer de clichés exploitables pour la restitution des détails architecturaux de la façade nord.

Après une passe de tests destinée à valider les paramètres de prise de vue en fonction des conditions d’illumination et de distance, les images convergentes ont été enregistrées, couvrant l’ensemble de la façade nord ainsi que plusieurs zones déjà numérisées sur lesquelles des points de références fixes avaient été mis en place.

Ces dispositions permettront d’assurer l’intégration des données photogrammétriques à l’ensemble des données de numérisation dans un référentiel unique.



Mise en référence et assemblage de l'ensemble des données

Environ 700 stations de scan pour plus de 30 milliards de points

Le très grand volume de données acquis doit maintenant être mis en référence, non seulement pour assurer la cohérence des données en les exprimant dans un référentiel unique, mais également pour permettre leur intégration au système de référence national en vigueur (RGF93). Pour cela, un canevas polygonal a été mis en place.

Cette opération, assez classique, a toutefois nécessité des dispositions de sécurité particulières du fait de la topographie des lieux très accidentée et de la structure de l’édifice n’offrant que peu de zones de cheminement à ses abords immédiats. Les différentes zones de numérisation peuvent alors être géoréférencées à leur tour, et être fusionnées en un jeu de données uniques, qui servira de base de travail pour la restitution vectorielle.



Restitution vectorielles en plans, coupes et élévations

A partir des données finales fusionnées, géoréférencées et nettoyées, la restitution vectorielle peut débuter. Pour chaque livrable, le nuage de points est découpé et segmenté de manière à isoler les zones pertinentes pour la restitution. Puis des ortho-images à très haute résolution sont générées, afin de servir de référence métrique pour le dessin final.

Ces ortho-images sont utilisées conjointement à une documentation photographique exhaustive, permettant aux dessinateurs de représenter les éléments architecturaux avec une excellente fidélité, autant en termes de précision métrique que de respect des règles de construction propres au style architectural représenté.

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