Modélisation de terrain par prise de vue embarquée

Une campagne de prise de vues aériennes par drone a été réalisée sur l’opération archéologique de Morigny-Champigny (Essonne), couvrant 5 000 m2 et divisée en trois zones distinctes. La couverture photographique complète de l’emprise et l’importante quantité d’images produites par un tel procédé a permis d’exploiter les clichés dans un travail de modélisation de leur géométrie. Il est en effet possible, grâce à la technique de la photogrammétrie, d’exploiter des images diverses tant pour leur..

L’acquisition 3D par photogrammétrie en archéologie

Le relevé archéologique Le relevé a pour fonction la figuration d’une réalité conditionnée par la perception qu’en a son auteur et par sa maîtrise des techniques de transcription. La mise à plat d’un relief suppose des connaissances en géométrie et un matériel de mesure adapté pour limiter les erreurs de proportions. Les illustrations ainsi produites sont pertinentes si elles sont géométriquement fiables. Pour que la restitution soit fidèle au vestige, une part de la subjectivité doit donc êt..

EXPÉRIENCE DE RELEVÉ PAR PHOTOGRAMMÉTRIEEN ARCHÉOLOGIE PRÉVENTIVE

International audienceLes opérations d’archéologie préventive se réalisent dans des délais réduits, avec des surfaces ou des volumes importants et dans des contextes météorologiques variés. De plus, la pénibilité du travail a des conséquences évidentes sur la santé des archéologues. Toutes ces conditions mettent à l’épreuve nos pratiques et nous poussent à envisager de nouvelles techniques dans le but d’optimiser notre activité.Notre expérience au sein de l’Institut National de Recherches Archéologiques Préventives (Inrap), en tant que topographes ou dessinateurs, nous a amenés à remettre en question le travail de relevé et à trouver des méthodes plus efficientes pour le relevé des structures complexes.Depuis une dizaine d’années, le développement de l’informatique en archéologie permet d’envisager sous un nouveau jour les méthodes de relevé de terrain. En effet, l’acquisition tridimensionnelle, qui était une technologie réservée à des industries de haute précision, peut aujourd’hui être utilisée par des archéologues pour faire des captures de leur chantier.Plusieurs solutions existent mais la complexité de la plupart des systèmes et leur coût d’exploitation réservent leur utilisation pour des sujets prestigieux. Toutes les découvertes ne le sont pas et ne justifient pas la mise en oeuvre de moyens de relevé dispendieux. Cependant, la nécessité de précision pour des éléments archéologiques ne doit pas dépendre uniquement de l’intérêt muséographique ou de leur valeur comme support de communication.A l’Inrap, quelques agents, expérimentent l’acquisition en 3D afin d’évaluer l’intérêt pour une technique qui est en phase de démocratisation. L’expérience menée en Île-de-France nous a permis d’ouvrir le débat avec certains de nos collègues sur la nature, la fonction et la précision que devait avoir un relevé archéologique. Nous essayons aux travers d’exemples de terrain, de répondre aux questions ouvertes par ce sujet. Ainsi, nous présentons ici les raisons qui nous ont conduits à employer la photogrammétrie pour réaliser des relevés archéologiques et la façon dont ces travaux ont été intégrés dans l’ensemble des données

3D acquisition by photogrammetryin archeology

National audienceLe relevé archéologique Le relevé a pour fonction la figuration d'une réalité conditionnée par la perception qu'en a son auteur et par sa maîtrise des techniques de transcription. La mise à plat d'un relief suppose des connaissances en géométrie et un matériel de mesure adapté pour limiter les erreurs de proportions. Les illustrations ainsi produites sont pertinentes si elles sont géométriquement fiables. Pour que la restitution soit fidèle au vestige, une part de la subjectivité doit donc être compensée par des moyens de mesure adaptés. Ils assurent ainsi l'objectivité par la prise de références ou de valeurs témoins contrôlables. L'acquisition 3D est un moyen d'enregistrement de formes irrégulières ou complexes. Le relevé en 3D de certains types de sites (très stratifiés, structures au relief accidenté, architecture monumentale ou vernaculaire) préserve leur géométrie. Ces relevés contribuent à la documentation scientifique sous la forme de vue fixe. En effet, les modes de diffusion de l'information s'inscrivent principalement dans un schéma classique qui nous conduit à envisager les illustrations finales en 2D. La modélisation facilite considérablement ce travail de restitution des observations. Elle autorise les vues cavalières, les axonométries et surtout les vues géométrales qui correspondent à nos codes de représentation. La topographie permet d'effectuer ces opérations en enregistrant une information succincte selon des formes géométriques simplifiées. Dans certains cas, elle sert de cadre pour repositionner des photos redressées afin de fournir des vues ortho-rectifiées. Toutefois, cette solution n'est pas idéale dans les situations où les reliefs sont trop prononcés et les modénatures trop riches. Pour ces catégories de vestiges, l'acquisition 3D, avec des nuages de points à haute densité, permet de révéler les volumes avec exactitude. Des outils comme les scanners 3D offrent cette possibilité. Cependant, leurs prix et les contraintes de leurs mises en place rendent leur utilisation rare et ce matériel ne concerne, de ce fait, que des vestiges exceptionnels. La nécessité de justesse dans les relevés ne pouvant se limiter qu'aux seuls éléments remarquables, nous avons maintenu une veille technologique qui a conduit au test de plusieurs solutions. Parmi les outils de mesure se sont développées des solutions logicielles permettant l'acquisition en 3D par photogrammétrie : les logiciels libres Bundler1, PMVS, CMVS2 et Meshlab3 ont servi depuis un an à réaliser des acquisitions 3D à haute densité de points. La photogrammétrie L'acquisition 3D par photogrammétrie est basée sur une technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène, en utilisant la parallaxe obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents4, Comme les autres outils de mesure, cette méthode possède une marge d'erreur et une plage d'utilisation qui déterminent sa qualité. En effet, l'incertitude d'un système et sa résolution doivent être prises en compte lors d'un relevé. Ils correspondent à la perte d'information acceptable pour un sujet donné. Lorsqu'elle n'est pas contrôlée, par manque de moyen ou de formation de l'opérateur, cette perte non quantifiable s'avère irréversible, notamment en raison de l'action partiellement ou totalement destructrice de la fouille. Les vestiges peuvent, par un relevé 3D, être documentés de façon plus exhaustive. Cependant, la finesse et l'exactitude de ces documents doivent s'adapter aux dimensions et au niveau de détail des éléments traités. L'exactitude et la pertinence de cette méthode ont été testées depuis plus d'un an à l'Inrap en Île-de-France. Dans des conditions équivalentes à celles rencontrées sur le terrain, une surface de test a été modélisé grâce à 10 photographies prisent à un mètre du sujet. Elle couvre une superficie 1,3 m², qui correspond par exemple à la dimension d'une sépulture. Le résultat obtenu nous donne une justesse à ± 0,3 mm. La fidélité du résultat est quant à elle de 39 x 10 mm5. Ainsi, ces valeurs comparées à la taille du pixel des clichés ramenés à 2400 x 1600 pdi donnent une incertitude inférieure à la taille du pixel. Dans ce cas, les valeurs mesurées offrent un résultat qui peut être considéré comme juste et fidèle par rapport à la référence. Ces réalisations, d'une qualité qui ne peut être atteinte avec une méthode traditionnelle, nous incitent donc à poursuivre notre démarche. La 3D comme documentation scientifique Comme pour le mobilier, la modélisation de structure facilite la réalisation de vues ortho-rectifiées et permet des figurations en fonction des propriétés géométriques de leur surface. Toutefois, pour que ce travail corresponde à la réalité, le MNS doit être mis à l'échelle et orienté. Ce référencement du modèle 3D impose de faire figurer sur les photographies un repère mesurable comme une mire ou un élément remarquable dont on connaît la dimension. Pour une structure, le simple redimensionnement ne suffit plus, la modélisation doit également être orientée par rapport à un système de projection. Il est alors indispensable, dans ce cas, de coupler les relevés 3D avec des points d'amer issus d'un levé topographique. Ce travail adapté au terrain présente plusieurs atouts. Il permet des enregistrements de sujets difficilement accessibles ou potentiellement dangereux comme les façades de bâtiment ou de grandes coupes. Il est particulièrement approprié dans des contextes urbains et stratifiés où la restitution impose de représenter des profils avec des variations altimétriques parfois importantes. La photogrammétrie offre alors la possibilité de compiler sur un même document un ensemble de structures sur un niveau déterminé, ou un état 1. Logiciel écrit par Noah Snavely (http://phototour. cs.washington.edu/ bundler/). 2. Logiciel écrit par Yasutaka Furukawa (http://grail.cs. washington.edu/ software/cmvs/). 3. Logiciel open source (http://meshlab. sourceforge.net/). 4. http://fr.wikipedia.org/ wiki/Photogrammétrie. 5. La documentation est trop longue pour être développée ici mais le protocole de mesure et les résultats sont disponibles sur demande aux auteurs. de la fouille à un moment donné. La souplesse et le faible investissement de la méthode permettent d'envisager plusieurs relevés par opération. Ils ont pour fonction leur mise à plat afin d'en extraire des plans et des coupes, mais ils peuvent également servir de support à la mémoire. Cette fonction est loin d'être négligeable dans ces contextes où l'enchevêtrement des faits rend leurs lectures difficiles. Comme pour le passage du noir et blanc à la couleur ou de l'argentique au numérique, la 3D constitue une nouvelle étape dans l'évolution de la documentation. Elle n'a pas pour vocation d'être systématiquement publiée sur papier et peut servir d'archive. La 3D est alors conservable et transmissible sous des formats qui autorisent sa manipulation à des degrés plus ou moins avancés. Cette expérimentation montre que la 3D peut s'inscrire dans la chaine graphique et donne un aperçu du potentiel analytique qui en découle. L'acquisition 3D par photogrammétrie s'est révélée souple et adaptée à notre activité6. De tous les systèmes de numérisation, l'acquisition 3D par photogrammétrie se révèle la solution couplant le coût d'exploitation le plus faible avec la plage d'utilisation la plus large. Sa limite n'est conditionnée que par les capacités optiques des appareils photographiques, notamment pour les vues rapprochées. Toutefois, cette technique correspond à un mode de relevé qui peut être complété, pour les petites surfaces, par d'autres systèmes d'acquisitions 3D comme les scanners. Ainsi, la photogrammétrie associé au scanner manuel permet de réaliser l'ensemble des numérisations allant du petit mobilier jusqu'à l'échelle du chantier. Les modélisations 3D sont à la base de l'analyse du relief par des fonctions mathématiques qui permettent d'en révéler les anomalies. Elles constituent une réplique virtuelle qui supporte tout type d'interventions sans mettre en danger le matériel original. Elles permettent les simulations physiques ou mécaniques sur des vestiges afin d'en dévoiler le fonctionnement, la façon dont ils ont été détruits ou dont ils ont résisté à leur environnement. Toutefois, ces approches supposent un changement de culture de notre part. Concevoir ou envisager notre réflexion en 3D est un processus intellectuel qui nous fait basculer du concept d'empilement vers celui d'emboitement. Le potentiel d'exploitation en archéologie est loin d'avoir été totalement exploré et se rapprocher de l'univers de l'ingénierie permettrait de mieux l'appréhender. L'illustration archéologique est porteuse d'informations que les spécialistes savent décrypter mais elle est difficilement exportable telle quelle hors de la communauté scientifique. La représentation des faits par le dessin répondait jusqu'ici à une nécessité imposée par le mode de transmission de l'information qui était exclusivement produit sur des supports de communication en 2D. Pour s'adapter à ce format, le fait archéologique était traduit dans un langage graphique qui devait être connu à la fois par son auteur et par le lecteur. Ce mode de figuration ne permettait alors pas le partage de ces données en direction d'un large public. Les modèles numériques ne doivent donc pas servir uniquement à fournir des vues fixes. L'informatique et les modes de diffusion qui y sont associés doivent permettre de conserver et diffuser cette documentation sans perte de qualité. Elle pourra être ainsi consultable et surtout manipulable pour que chacun puisse se faire sa propre opinion sur les éléments modélisés. Les modèles numériques sont perçus simplement comme des moulages ou des maquettes et permettent de s'affranchir des conventions de représentation. La 3D est comprise par tous de façon intuitive en faisant appel à un sens inné et non pas à un acquis culturel : dès qu'un modèle s'anime, en suivant un scénario ou les manipulations d'un observateur, son volume est immédiatement appréhendé. Ce type de relevé représente dès lors un potentiel de diffusion plus large, aussi bien scientifique que grand public

Cultural Heritage Documentation in <Cave Environnement Using Low-CostMeans for Ar'chaeologistsCase Study of the Larchant Caves in the Fontainebleau Forest in France

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Parmain, 36 rue du Val d'Oise: Rapport de diagnostic archéologique préventif

Le diagnostic a été réalisé du 21 au 28 mars 2022 sur une surface totale de 8 000 m dont 1411 m² ont été sondés (soit 17 % de la surface). L’intervention du Service départemental d’archéologie du Val d’Oise s’est déroulée en amont de la construction de logements collectifs et individuels projetés par European Homes Group.L’emprise se localise sur la terrasse basse autour de 29 m à 26 m NGF, en bordure de la plaine d’inondation actuelle de l’Oise au niveau de la confluence Sausseron-Oise.La séquence sédimentaire, révélée par les sondages profonds et logs effectués, documente le passage de dynamiques alluviales à des dynamiques de versant au cours de l’Holocène. La terrasse alluviale notamment ouvre des perspectives d’intérêt pour le Paléolithique moyen, bien qu’aucun mobilier n’ait été livré dans les fenêtres de sondage ouvertes. L’altimétrie de la terrasse et les caractéristiques des deux ensembles alluviaux observés pourraient en effet correspondre à des formations saaliennes pour les graves siliceuses et éemiennes pour les alluvions limono-sableuses litées. Les colluvions holocènes récentes ont livré 115 vestiges lithiques évoquant le Néolithique dans sa chronologie large et du mobilier céramique, très fragmentaire, se rattachant au Cerny, Néolithique moyen I. Concernant l’industrie lithique, aucun tri n’a été observé tant dans les dimensions des pièces que dans la représentation de la chaine opératoire. L’assemblage est également typo-technologiquement homogène. Ainsi, bien qu’en position secondaire au sein de sédiments colluvionnés, il s’agit d’un ensemble cohérent. L’ensemble du mobilier néolithique de ce diagnostic, associé aux collections lithiques collectées en prospection sur le lieu-dit du « Port-au-loup », atteste sans conteste de la présence d’un site d’ampleur ou de plusieurs occupations, durant le Néolithique moyen, à proximité immédiate de la petite parcelle diagnostiquée.Une occupation protohistorique, probablement de La Tène ancienne, a également été mise au jour, représentée par deux structures, un silo et une fosse, bien datées mais relativement isolées. Ce fait est assez classique pour la période, où les zones d’habitat s’organisent sur des aires ouvertes avec des espacements parfois importants. Les comblements riches en mobilier et rejets anthropisés du silo laissent présumer d’une proximité avec un ou plusieurs bâtiments d’habitats.Cette opération a ainsi permis de renseigner la séquence alluvio-colluviale du secteur et d’émettre des propositions de datation pour la constitution de la terrasse, pointant son potentiel archéologique pour les périodes paléolithiques. Elle documente également la présence pressentie d’un important site néolithique à proximité par l’abondant mobilier découvert dans des colluvions, et la présence de deux structures laténiennes indique une zone d’habitat proche

Parmain, 36 rue du Val d'Oise: Rapport de diagnostic archéologique préventif

Le diagnostic a été réalisé du 21 au 28 mars 2022 sur une surface totale de 8 000 m dont 1411 m² ont été sondés (soit 17 % de la surface). L’intervention du Service départemental d’archéologie du Val d’Oise s’est déroulée en amont de la construction de logements collectifs et individuels projetés par European Homes Group.L’emprise se localise sur la terrasse basse autour de 29 m à 26 m NGF, en bordure de la plaine d’inondation actuelle de l’Oise au niveau de la confluence Sausseron-Oise.La séquence sédimentaire, révélée par les sondages profonds et logs effectués, documente le passage de dynamiques alluviales à des dynamiques de versant au cours de l’Holocène. La terrasse alluviale notamment ouvre des perspectives d’intérêt pour le Paléolithique moyen, bien qu’aucun mobilier n’ait été livré dans les fenêtres de sondage ouvertes. L’altimétrie de la terrasse et les caractéristiques des deux ensembles alluviaux observés pourraient en effet correspondre à des formations saaliennes pour les graves siliceuses et éemiennes pour les alluvions limono-sableuses litées. Les colluvions holocènes récentes ont livré 115 vestiges lithiques évoquant le Néolithique dans sa chronologie large et du mobilier céramique, très fragmentaire, se rattachant au Cerny, Néolithique moyen I. Concernant l’industrie lithique, aucun tri n’a été observé tant dans les dimensions des pièces que dans la représentation de la chaine opératoire. L’assemblage est également typo-technologiquement homogène. Ainsi, bien qu’en position secondaire au sein de sédiments colluvionnés, il s’agit d’un ensemble cohérent. L’ensemble du mobilier néolithique de ce diagnostic, associé aux collections lithiques collectées en prospection sur le lieu-dit du « Port-au-loup », atteste sans conteste de la présence d’un site d’ampleur ou de plusieurs occupations, durant le Néolithique moyen, à proximité immédiate de la petite parcelle diagnostiquée.Une occupation protohistorique, probablement de La Tène ancienne, a également été mise au jour, représentée par deux structures, un silo et une fosse, bien datées mais relativement isolées. Ce fait est assez classique pour la période, où les zones d’habitat s’organisent sur des aires ouvertes avec des espacements parfois importants. Les comblements riches en mobilier et rejets anthropisés du silo laissent présumer d’une proximité avec un ou plusieurs bâtiments d’habitats.Cette opération a ainsi permis de renseigner la séquence alluvio-colluviale du secteur et d’émettre des propositions de datation pour la constitution de la terrasse, pointant son potentiel archéologique pour les périodes paléolithiques. Elle documente également la présence pressentie d’un important site néolithique à proximité par l’abondant mobilier découvert dans des colluvions, et la présence de deux structures laténiennes indique une zone d’habitat proche

Central Sector: Communal building and its immediate surroundings

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Nanterre (Hauts-de-Seine), Parc des Anciennes Mairies : rapport de fouille programmée 2023

International audienceCette seconde campagne de fouille programmée dans le parc des Anciennes Mairies à Nanterre (Hauts-de-Seine) fait suite à un diagnostic effectué dans le cadre préventif en 2020. Ce programme de recherche porte sur la période moderne que l’on divise en deux phases. La plus récente est illustrée par les vestiges d’un séminaire de l’ordre de Sainte-Geneviève construit en 1642. La construction de ce collège qui va occuper 1/10° de la surface du village et dont les occupants vont représenter plus de 10% de la population va durablement marquer le tissu villageois dont la ville porte encore les stigmates 225 ans après sa destruction. Cette installation est un véritable bouleversement social, économique et démographique.La seconde phase de ce projet est antérieure à la construction de ce complexe religieux. Elle traite du village à une période dont on ne sait que très peu de choses :il n’existe pour cette phase de l’Époque moderne aucun plan et les comparaisons avec des vestiges archéologiques contemporains sont rares et très fragmentaires.Pour la première fois à Nanterre une habitation du XVIe-XVIIe siècle peut faire l’objet d’une fouille exhaustive sur une large surface en centre-ville. Du mobilier médiéval et antique attestant d’occupation plus anciennes a également été identifié dans les niveaux les plus profonds