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Le plan-relief du Châteaux de Joux en 3D

le plan-relief au premier plan et les mains d'une personne en arrière planDes ingénieures de la MSHE ont réalisé les acquisitions 3D du plan-relief du Châteaux de Joux daté du XIXe siècle, dans le cadre d’un projet « Joux, une forteresse numérique » (1).

Construit en 1826, restauré en 1868, le plan-relief appartient à la collection du musée des Plans-Reliefs situé à l’hôtel des Invalides à Paris, et est conservé dans ses réserves externalisées au Bourget. C’est là qu’Amandine Angeli et Valérie Pichot ont numérisé durant quatre jours les deux tables, de 3 mètres 48 par 1 mètre 76, qui composent la maquette : la plus grande représente le château de Joux dominant le plateau de la Rochette, et la plus petite le fort Malher du Larmont logé sur un promontoire rocheux en regard du château.

Les ingénieures ont choisi deux méthodes complémentaires pour optimiser le rendu 3D : une acquisition par scanner à main d’une précision de 0,02 millimètre pour restituer formes et volumes et une acquisition par photogrammétrie pour la texture (2). En raison des grandes dimensions de la maquette, la numérisation a été réalisée en plusieurs parties, ensuite assemblées lors de la phase de post-traitement grâce au logiciel propriétaire du scanner. Puis sur les volumes est appliquée la texture à l’aide du logiciel Mestashape qui permet d’obtenir un nuage de points dense et un maillage 3D texturé.

Dans une étape préliminaire, Amandine Angeli a testé les méthodes à la MSHE sur un fac-similé d’un plan-relief de petite taille (19 par 40 centimètres) représentant le château de Joux seul. Ce fac-similé de 1995 a été confié par l’association Patrimoine et histoire de Joux et reproduit un fragment du premier plan-relief de 1690 restauré en 1761.

Le travail d’Amandine Angeli et Valérie Pichot sera utilisé à des fins de valorisation et d’archivage numériques mais aussi de création de quatre maquettes reproduisant le plan-relief du XIXe siècle (3). Il alimentera également la recherche, puisque Valentin Métral, doctorant en archéologie (4), souhaite s’appuyer sur la numérisation haute précision du plan-relief du XVIIe siècle pour déterminer si ce dernier a été construit à partir des dimensions réelles du château.

Le nuage de points sera prochainement visible sur le site télédétection 3D de la MSHE.

boitier indiquant 17.1
Pour protéger les plans-reliefs, la réserve est soumie à un contôle du pourcentage d'oxygène.
le plan relief du chateau et scanner en arrière plan
Partie de la grande table représentant le château de Joux. La première phase du travail est réalisée avec le scanner manuel T-SCAN hawk 2.
Valérie Pichot montée sur un escabeau le scanner dans la main droite
Valérie Pichot numérise la grande table du plan-relief.
plan-relief avec bandes bleues
Numérisation en cours. Les bandes bleues sont les bandes laser du scanner.
plan large de la réserve
Pour la seconde phase du travail, celle de la photogrammétrie, des décamètres sont fixés au sol pour permettre de mesurer la position des cibles photogrammétriques posées sur le plan-relief.
Amandine Angeli un carnet à la main derrière la petite table du plan-relief
Amandine Angeli relève manuellement la position des cibles photogrammétriques, ici sur la table du fort Malher. Cela permettra en post-traitement de mettre le plan à l'échelle.
Trusquin portant l'appareil photo au-dessus de la grande table
Amandine réalise la photogrammétrie avec un canon EOS6D monté sur un trusquin.
Amandine téléphone portable en main à côté du trusquin
Le téléphone relié au Canon permet de vérifier et d'enclencher la prise de vue.
modele gris
Modèle 3D non texturé, réalisé à partir de l’acquisition au T-SCAN hawk 2. Le traitement des données a été réalisé avec le logiciel propriétaire du scanner. Le modèle obtenu est un modèle maillé haute précision.
modèle en couleur
Modèle 3D texturé, réalisé à partir des acquisitions protogrammétriques. Le traitement des données a été réalisé avec le logiciel Agisoft Metashape pro. Le modèle obtenu est un nuage de points dense.

(1)  « Joux, une forteresse numérique » est un projet porté par la ville de Pontarlier et soutenu par la DRAC et la Communauté de communes du Grand Pontarlier. Il est coordonné par Vincent Bichet, chercheur au laboratoire Chrono-environnement.

(2) Ont été utilisés le scanner à main T-SCAN Hawk 2 de la marque Zeiss et l’appareil photo Canon EOS6D.

(3) Il s'agit des travaux de Pierre Rupp de la société Heritage Virtuel : https://heritage-virtuel.fr/ 

(4) Valentin Métral est doctorant au laboratoire Chrono-environnement. Sa thèse a pour titre « Le château de Joux (Doubs) et le contrôle historique des circulations frontalières transjurassiennes : Étude des sources archivistiques et analyse du bâti ».