SYNTHÈSE SPATIALE

OBJECTIFS DU PROGRAMME 2013-2016

• Normaliser les protocoles de saisie et d’archivage des données planimétriques. • Concevoir un système d’information archéologique.

• Saisir un nombre minimal de données pour toutes les campagnes de fouille depuis 1864.

Un effort important a été fourni depuis l’arrivée dans l’équipe d’A. Meunier, en 2011, pour contrôler la fiabilité des données cartographiques disponibles sous forme numérique, de façon à pouvoir reconstruire un système d’information géographique pertinent. Ce travail a principalement concerné les chantiers impor‑ tants ouverts depuis les années 1980, au fil des besoins identifiés pour la préparation des publications (prin‑ cipalement : la Pâture du Couvent, la domus PC1, la nécropole de la Croix du Rebout). La reconstruction du système d’information géographique à partir de ces données contrôlées est programmée pour 2016, dans le cadre du séjour postdoc de J. Vidal, qui vient d’ache‑ ver la même tâche pour le site d’Alésia dans le cadre d’une recherche doctorale. Le rapatriement à Bibracte en 2015 de la totalité de la documentation produite par le projet GéoTopoCart animé par Fr. Schubert et la dis‑ ponibilité nouvelle de relevés géophysiques à grande échelle permettront d’enrichir ce SIG de couches d’information qui aideront notamment à positionner de façon plus précise les fouilles anciennes. Un autre point important à régler avant la campagne 2016 est la redéfinition du protocole de production des minutes de relevé, pour mieux intégrer les relevés issus de prises de données numériques (tachéomètres) et de restitu‑ tions photogrammétriques, en s’appuyant notamment sur l’expérience acquise par l’équipe de l’université de Franche‑Comté, exposée dans les lignes qui suivent. Nouveau protocole d’enregistrement

des données archéologique sur le terrain : l’apport de la photogrammétrie

matthIeu THIVET

La campagne de fouille 2015 menée à l’emplace‑ ment de la plateforme PC15 a été l’occasion de tester un nouveau protocole d’enregistrement des données de fouille directement sur le terrain à partir d’acqui‑ sitions photogrammétriques. C’est le développement récent de la photographie numérique à haute défi‑ nition, mais surtout de la puissance de calcul des ordinateurs qui nous permet aujourd’hui de remplacer les traditionnels relevés manuels (2D) par des modèles 3D à haute résolution calculés grâce aux nouveaux

110. Bibracte, Mont Beuvray. Synthèse spatiale. Exemple de restitution photogrammétrique à partir de clichés pris au sol sous les abris de chantier (chantier PC15 ; cliché M. Thivet).

Orthophotographie (en haut) et restitution du relief en courbes de niveau (en bas).

729236 729238 729240

Zone Q1

Résolution au sol : 0,3 mm/pix

215476 215478 215480 215476 215478 215480 0 1 2 m 729236 729238 729240 729242 729238 729240 729242 215478 215480 215476 215478 215480 0 1 2 m

Résolution au sol (orthomosaïque) : 0,3 mm/pix Résolution MNT : 1,2 mm/pix

111. Bibracte, Mont Beuvray. Synthèse spatiale.

Exemple de restitution photogrammétrique d’un mur en pierre (chantier PC15 ; cliché M. Thivet).

Résolution au sol (orthomosaïque) : 0,3 mm/pix Résolution MNT : 1,2 mm/pix

0 0,25 0,5 m

215478 215478

729256

112. Bibracte, Mont Beuvray. Synthèse spatiale.

Cartographie des prises de vue à partir d’un drone qui ont servi à la restitution photogrammétrique du chantier PC15 (cliché M. Thivet). Le deuxième type d’acquisition est aéroporté.

Effectuées avec le drone de la Maison des Sciences de l’Homme et de l’Environnement Claude Nicolas Ledoux, les trois acquisitions réalisées nous aurons permis d’obtenir les plans d’ensemble de la fouille à mesure de l’avancement de la campagne de terrain. La première acquisition, réalisée le 22 mai 2015, juste à la fin de la phase de décapage, visait à la localisation des premières structures apparues avant nettoyage ainsi qu’au positionnement des points de repère topogra‑ phiques sur la fouille, avant la couverture du chantier. Le deuxième vol a été effectué le 19 juin 2015 au moment où, compte tenu des excellentes conditions climatiques, nous avons fait le choix de démonter l’en‑ semble des abris présents sur le chantier, obtenant ainsi une image détaillée de l’avancement de la fouille avant les dernières semaines de terrain. Enfin le dernier vol a été réalisé durant la phase de post‑fouille, le 2 juillet 2015, après un nettoyage minutieux de l’ensemble de la surface du chantier, il nous livre ainsi un plan extrê‑ mement détaillé de l’ensemble des structures fouillées. Les deux premières acquisitions ont été effectuées avec le même appareil photo que pour la photogram‑ métrie sol (Sony α7S). En revanche, pour le dernier vol,

nous avons choisi d’embarquer sur le drone un appareil photo numérique beaucoup plus performant (boîtier reflex Canon EOS 6D plein format 24 x 36) monté avec un objectif Canon 35 mm à focale fixe également. La photogrammétrie aéroportée a été réalisée à partir de plans de vol automatisés définis avec le logiciel de navigation propre au drone. Ces plans de vol prennent la forme de profils (ill. 112) dont la distance entre deux bandes de vol détermine, en fonction de l’altitude de vol et de la longueur focale de l’objectif utilisé, le taux de recouvrement entre les photos dans l’axe des Y, tan‑ dis que a vitesse de déplacement du drone le long des profils, associé à l’intervalle de déclenchement entre chaque photo, détermine le taux de recouvrement sur l’axe X. Dans notre cas, lors du dernier vol, pour obtenir un taux de recouvrement de 60 % entre les photos sur les deux axes, les paramètres suivant ont été utilisés : • hauteur de vol = 15 m ;

• sept profils orientés dans l’axe de la fouille (longueur 60 m) ;

• espacement entre les profils = 6 m ; • vitesse de vol = 2 m/s ;

• intervalle entre les déclenchements = 2 s ;

• nombre de photos nécessaires à la couverture inté‑ grale de la fouille (900 m²) = 103.

113 Bibracte, Mont Beuvray. Synthèse spatiale.

Orthophotographie de PC15 en fin de campagne 2015 et restitution du nivellement (cliché M. Thivet). Résolution au sol : 3,21mm/pix

729220 729240 729260 729240 729240 215480 215500 215480 215500 0 1 2 m Résolution : 1,29 cm/pix

Densité de points : 6046,79 points/m2

729220 729240 729260 729240 729240 215480 215500 215480 215500 0 1 2 m

Les résultats de la photogrammétrie aéroportée, s’ils n’égalent pas la précision d’une acquisition au sol, sont néanmoins d’une qualité au moins équi‑ valente à celle obtenus avec des instruments de topographie moderne (tachéomètre). La résolution planimétrique du modèle obtenu est de 0,3 cm/pixel, la résolution altimétrique de 1,2 cm/pixel et la densité de points au sol dépassent les 6 000 pts/m² (ill. 113). Plus que la qualité du modèle obtenu, c’est surtout le temps nécessaire à l’obtention de tels résultats qui révèle tout l’intérêt de la photogrammétrie appliquée à la fouille archéologique extensive. En effet, le temps d’acquisition avec le drone est inférieur à 15 minutes. Le traitement des données (avec une station de tra‑ vail adaptée à la photogrammétrie) peut ensuite être effectué en fin de journée afin de produire pour le lendemain l’ensemble de la documentation topogra‑ phique et stratigraphique nécessaire sur le terrain.

Enfin pour conclure, il est important de rappeler ici que si la photogrammétrie ouvre aujourd’hui de nouvelles perspectives d’enregistrement des données archéologiques sur le terrain, il convient dès à présent de réfléchir à l’accessibilité, au partage et à la sauve‑ garde à long terme de cette documentation. Le seul support papier réduisant très nettement les potentiali‑ tés offertes par l’imagerie tridimensionnelle, il semble réducteur de n’envisager qu’une publication de ces résultats via des exports d’images dans des rapports et publications scientifiques. À titre d’exemple, le partage sur internet (dans des formats libres tels que

Potree) des nuages de points 3D obtenus, laisse entre‑

voir de nouvelles perspectives en termes d’échange d’information avec la communauté scientifique et ouvre de nouvelles pistes de valorisation :

https://photogrammetrie‑mshe.univ‑fcomte.fr/bibracte2015/

SYNTHÈSE CHRONOLOGIQUE