Modélisation numérique du Vezon

 

Commande

La modélisation numérique du Vezon entre dans le cadre d’un programme de recherche sur le patrimoine initié par la Ville de Nantes, service patrimoine, l’UNiversité de Nantes, l’Ecole Centrale de Nantes et l’Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Nantes.

Contexte

Le Vezon est un voilier classé monument historique en 1991. C’est un dériveur à coque en acier riveté galvanisé de 4,70 m de longueur, construit en 1887 par le chantier naval Blasse situé à Chantenay-sur-Loire.

Le Vezon a fait l’objet d’une restauration courant 2017.

Les visualisations présentées dans le présent rapport ont été réalisées pendant les phases de restauration du bateau. Dans les délais proposés et dans le contexte des travaux opérés sur le Vezon, il n’a pas été possible de saisir l’état finalisé.

Le relevé manuel

Les étudiants du DPEA Architecture Navale sont intervenus pour relever le Vezon entre les 11 et 14 avril 2017. La méthode employée est manuelle avec prise de cotes sur les points structurels du bateau. La mise au propre du plan des formes et la modélisation 3D ont été réalisés avec le logiciel Rhinoceros.

Plan des formes

Le safran

La dérive

Le relevé photogrammétrique

Le relevé manuel comporte quelques erreurs et n’a pu servir de base de référence pour les relevés photogrammétriques et laser. Il donne néanmoins des indications structurelles et sémantiques que les techniques numériques ne peuvent révéler qu’après un long post-traitement.

Premier essai.

Le premier relevé photogrammétrique a été réalisé le 23 février 2017 alors que le bateau était en peinture à l’atelier Poirier S.A.S à Héric. Les conditions de prises de vue ont été idéales, le hangar possède une lumière diffuse et uniforme, il y a de l’espace pour tourner autour du modèle, cependant le bateau venant d’être peint il a présenté tout ce qui peut mettre la photogrammétrie en échec : surfaces brillantes noires ou blanches, surfaces fines, contraste important entre les matières.

Malgré un travail important de positionnement de repères dans la 3D, aucun des outils utilisés n’est parvenu à décrire complètement la coque.

Résultats Recap / Autodesk. Si une approche correcte a pu être constaté sur un flanc :

L’autre bord a souffert d’un trop grand nombre de reflets :

Et d’une géométrie trop peu définie. Il aurait été possible de nettoyer le nuage, mais au prix d’un lourd travail.

Le résultat dans Photoscan :

Deuxième relevé

Une nouvelle campagne a été lancée le 17 juillet 2017 alors que le Vezon était au chantier de la Cordonnerie Gauthier à Ingrandes. Cette campagne de photogrammétrie a été couplée avec le relevé laser opéré avec la Société Morel Mapping Workshop.

Les premiers essais de laser ou de photogrammétrie ont rencontré les mêmes difficultés. Le noir absorbait le faisceau laser et ne renvoyait aucune géométrie et les photos souffraient des mêmes effets de reflets, augmentés par le fait que le bateau était à l’extérieur et que le temps était particulièrement ensoleillé.Si les conditions de surfaces ou de matières sont restées les mêmes, décision a été prise de tracer le maillage à la craie directement sur la coque du Vezon. Facile à retirer, sans conséquences pour le sujet lui-même ou pour la géométrie à venir, la grille a permis d’accrocher le faisceau laser et de faciliter la recherche de corrélation de points pour la photogrammétrie.

Un coup d’éponge après la campagne de relevés a effacé toute traces de craie.

Un jeu de 200 photos a constitué la base pour la photogrammétrie de la coque. Cette fois-ci, l’encombrement du chantier a constitué une véritable gêne pour positionner les appareils et pour accéder à toutes les parties du bateau. Néanmoins, le modèle complet a pu être obtenu.

L’intérieur de la carène a été plus difficile à saisir, mais elle peut être déduite des l’extérieure.

La mature a également été enregistrée

Le relevé laser

Le relevé laser a été fait avec un scanner 3D Leica Geosystems offrant une précision millimétrique.

8 stations ont été nécessaires pour saisir l’ensemble du Vezon, ce, en raison des conditions de placement du bateau, encore une fois, l’encombrement du site a obligé de multiplier les stations afin de saisir l’ensemble des informations. 8 Stations signifie davantage de post-traitement pour assembler l’ensemble des nuages.

4 cibles spécifiques ont été placées pour caler l‘ensemble des stations.

Une fois le sujet isolé, on obtient la géométrie précise du Vezon :

La mature a également été scannée :

La modélisation réaliste du Vezon.

Les données enregistrées par photogrammétrie ou par lasergrammétrie comprennent encore de nombreux éléments lacunaires.

Une fois mises en place, le modèle complet du Vezon a pu être préparé.

L’ensemble des pièces a été modélisé séparément. La géométrie est discriminée, simplifiée, nettoyée pour obtenir un modèle exploitable ensuite dans les logiciels de rendu et particulièrement de rendu temps réel.

Les éléments présentés ici ne sont pas encore habillés de textures.

Eléments de mature

Le gouvernail

Le pont non simplifié

La carène

Paramétrisation des surfaces

Surfaces nettoyées

 

Reconstruction des formes

Une fois la carène maillée, il est possible d’extraire le plan des formes qui, dans notre cas, devra être ajusté et corrigé. Mais le principe est là.

On peut observer les défauts de symétrie qu’il s’agira d’analyser, soit par une correction de la position de la géométrie (l’axe de symétrie est mal placé) soit par le constat d’une légère déformation de la coque.

A partir de ces lignes de courbes, il devient facile de modéliser une carène propre et exacte.

Modélisation et habillage

 

Détails de la modélisation :

 

Equipe de réalisation.

Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Nantes

Laboratoire CRENAU – AAU UMR CNRS 1563

Laurent Lescop / Pascal Joanne, enseignants chercheurs

Manon Sendecki, architecte DE

Vo Thi-Vy-Phuong, enseignant-chercheur à l’IUT de l’Université Danang, Vietnam

Morel Mapping Workshop

Didier Morel architecte, Marie Morel.

DPEA Architecture Navale

André Herskovits, enseignant responsable de la formation.

 

 

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