Des relevés de terrain optimisés grâce à une exploitation novatrice de la photogrammétrie

Dans le cadre de ses projets d’infrastructure, CIMA+ réalise des travaux d’arpentage, ce qui implique de faire des levés topographiques et des relevés de terrain. Ces derniers sont particulièrement importants, car de nombreux mandats demandent un panorama exhaustif; des photos et des dessins avec coordonnées géoréférencées sont alors produits. À cette fin, quoique précise, la technologie disponible atteint cependant ses limites dans certains environnements.

En fait, le procédé conventionnel de saisie topographique et visuelle que nous utilisons fournit toutes les données pertinentes dans le cas, par exemple, d’une route ou d’un pont situé dans un environnement dégagé où peu d’obstacles physiques sont présents. Par contre, si l’espace ciblé présente des obstacles majeurs et contient beaucoup de variables environnementales, ce qui est fréquent en milieu urbain, la méthode habituelle devient plus exigeante et fastidieuse, car il faut multiplier les points relevés.

Cela dit, à l’interne, notre expert Jérémie Lacasse a mis les bouchées doubles pour développer une manière de bonifier tous nos relevés de terrain lorsque requis. Bref, une méthode capable de s’adapter aux projets les plus complexes. CIMA+ se démarque par son efficience dans ce domaine, d’autant que l’innovation issue du travail de notre expert repose sur une technologie disponible et à faible coût. Nous avons d’ailleurs déjà lancé et réalisé plusieurs projets pilotes et les succès ne se sont pas fait attendre!

Il sera question de ces projets un peu plus loin. Mais d’abord, quelques mots sur notre innovation et sur son impact sur nos opérations et pour nos clients.

 

Outils communs, résultats extraordinaires

À la base de notre nouvelle technique de relevés de terrain (photogrammétrie), il y a une technologie déjà connue du grand public. Les agents immobiliers l'utilisent souvent pour offrir des visites virtuelles et Google Maps exploite son potentiel. C’est la modélisation 3D géoréférencée. Or, cette technologie continue de s’améliorer, ses applications se multiplient et deviennent plus accessibles. Nous l’avons intégrée à nos méthodes, et voici ce que nous en avons tiré.

Les modèles 3D géoréférencés sont produits à partir de photos et de vidéos saisies à l'aide de ContextCapture, un logiciel développé par Bentley Systems. Avantage formidable, l’équipement nécessaire à ce procédé de « capture » est disponible et abordable. Nous nous servons en effet d’outils communs, des téléphones cellulaires iPhones et des caméras GoPro par exemple.

Sur le terrain, concrètement, la première étape consiste à faire un relevé vidéo (et/ou photo) de l’environnement ciblé, et ce, à l’aide d’un véhicule sur le devant duquel sont fixées des caméras GoPro (Figure 1). Des milliers de photos sont ensuite extraites des vidéos, ce qui permet d’obtenir et de colliger des informations pertinentes et très précises concernant les lieux, les espaces, le paysage, etc. Ensuite, grâce à l’intelligence artificielle, plus précisément à l'apprentissage automatique, il est possible de tenir compte de tous les détails, aussi petits soient-ils, et de tous les obstacles physiques susceptibles d’influer sur le projet.

Qui plus est, pour un relevé habituel, le temps nécessaire à la saisie des photos et des vidéos est considérablement réduit, passant d’une journée complète de travail à quelques minutes (deux heures au maximum) avec notre méthode.

Figure 1. Véhicule muni de caméras GoPro montées sur un support à ventouses.

Figure 1. Véhicule muni de caméras GoPro montées sur un support à ventouses.

L’épreuve de la réalité; un défi… relevé

Cima+ s’est engagée dans des projets pilotes, toujours en cours, afin d’évaluer et de valider en profondeur les performances du nouveau système de saisie photogrammétrique. Un engagement qui traduit la confiance que nous avons en notre technique et qui fait suite à plusieurs essais concluants lancés au cours des dernières années et réalisés à petite échelle.

Un de ces projets se tient dans le cadre d’un mandat de réfection du ponceau Maurice-Duplessis (Figures 2 et 3), et un autre s’insère dans un mandat de réparation des murs du canal de Lachine (Figure 4). Dans les deux cas, nous collaborons avec des concepteurs chevronnés afin d’obtenir des avis pertinents et de solides rétroactions. Des experts géomètres sont également mis à contribution, question de garantir le succès des opérations et de stimuler un partage des connaissances.

L’ingénieur en structure Patrick Chartray ne voit que du positif dans la nouvelle technique de relevés de terrain : « Les avantages sont nombreux. Le modèle est à l'échelle, géoréférencé et, surtout, il capte tous les éléments pertinents : chaussée, bordures, remblais, végétation, signalisation, clôtures, marquages routiers, feux de circulation, lampadaires, fils électriques, etc. Les textures de surface permettent même d'identifier facilement différents types de matériaux (béton, asphalte, pierre, herbe, etc.). La solution est fiable; elle nous donne la possibilité de faire toutes sortes de contrôles et de validations lors des phases de conception et d'exécution du projet ».

Figure 2. Extrait de modélisation; projet de réfection du ponceau Maurice-Duplessis entre l'A25 et la rue Marie-Victorin (Montréal, QC).

Figure 2. Extrait de modélisation; projet de réfection du ponceau Maurice-Duplessis entre l'A25 et la rue Marie-Victorin (Montréal, QC).

Figure 3. Extrait de modélisation; projet de réfection du ponceau Maurice-Duplessis entre l'A25 et la rue Marie-Victorin (Montréal, QC).

Figure 3. Extrait de modélisation; projet de réfection du ponceau Maurice-Duplessis entre l'A25 et la rue Marie-Victorin (Montréal, QC).

La clarté et la définition obtenues, voilà en effet un atout dans l’analyse précise notamment des formes, des positions et de l’état de la chaussée ou des surfaces en béton, comme elles apparaissent avec une précision exceptionnelle dans nos modélisations (Figure 4).

Figure 4. Extraits de modélisation; projet de réparation d’une partie des murs du canal de Lachine (Montréal, QC).

Figure 4. Extraits de modélisation; projet de réparation d’une partie des murs du canal de Lachine (Montréal, QC).
Scan 3D de route

Des relevés complets, une option gagnante 

« Lorsqu'il est utilisé pour le bon projet, cet outil fait beaucoup de choses, d’ajouter Patrick Chartray; il est bien meilleur qu’un relevé habituel complété par quelques photos. Souvent, après un relevé conventionnel, les équipes doivent retourner sur place parce que les quelques photos prises ne montrent pas tout : on n'y voit pas tel endroit spécifique, il manque des angles de vue, etc. Notre nouvelle technique photogrammétrique élimine en grande partie ces problèmes ».

Des résultats aussi détaillés, en effet, donnent un maximum d’informations sur un chantier en préparation. Ainsi, nous optimisons le travail de l'équipe dédiée à l’arpentage, un gain de temps qui peut se traduire par des budgets réduits.

Autre illustration : auparavant les ingénieurs chargés de consulter un relevé ne disposaient souvent que de quelques dizaines de photos. Désormais, grâce à nos solutions en photogrammétrie, ils pourront compter sur des milliers d'images de référence, ce qui fera pratiquement disparaître les coûteuses (mauvaises) surprises lors de la phase de réalisation du projet d’infrastructure.

Bien que raffinée, toute cette modélisation fonctionne parfois mieux lorsque couplée à d'autres technologies. « Dans le modèle numérique du projet pilote du canal de Lachine, souligne l’ingénieur Chartray, la précision est de ±100 à 180 mm. Par conséquent, nous ne pouvons pas compter uniquement sur cette modélisation pour toute la conception. Cela dit, c'est vraiment une technologie sur laquelle nous pouvons compter. Je l'intégrerai certainement dans certains de mes projets ».

 

La perspective qui se dessine est emballante

Nos équipes sont optimistes et énergisées par les résultats obtenus. Aussi CIMA+ se prépare-t-elle à mettre de l’avant de nouveaux projets pilotes. Nos avancées techniques sont soumises à une évaluation rigoureuse en collaboration avec des experts en ingénierie, et nous communiquons les solutions disponibles à nos différents secteurs.

Notre méthode innovante en relevés de terrain n'est pas pertinente pour chaque client, c’est un fait. Une grande partie de notre travail consiste dès lors à identifier les types de projets pour lesquels notre modélisation sera la plus bénéfique, d’une part, et à adapter cette technologie selon les mandats d’autre part. Tous nos autres services offrent des solutions sur mesure; il en ira de même pour nos modèles 3D géoréférencés.

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