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À travers ce mémoire, les potentialités du drone, dit « grand public », sont étudiées et discutées dans le domaine de la construction. Notre intérêt pour les drones s’est développé au cours d’expériences et de voyages personnels, avec cette volonté d’atteindre des espaces inaccessibles. La démarche présente résulte de cette convergence entre la curiosité croissante pour ce petit objet et le champ de ses possibilités pour atteindre des espaces interdits à l’homme ne comptant que sur ses propres facultés physiques. Cette rencontre a suscité en nous l’envie de découvrir et de tenter d’apporter un moyen innovant pour faciliter l’une ou l’autre tâche de l’architecte. 
Le marché du drone connaît aujourd’hui une croissance incroyablement importante et ses applications professionnelles sont déjà nombreuses. Il est intéressant de déterminer dans quelles mesures et pour quels apports cette technologie « grand public » peut être utilisée par les architectes. Notre regard s’est tout naturellement porté sur des domaines où l’homme se voit, par nature, limité dans ses accès. Ainsi, nous nous sommes orientés vers le diagnostic de bâtiment en hauteur, et ce, en particulier pour les petites et moyennes agences d’architectures. Dans le domaine du bâtiment, ils sont déjà utilisés mais uniquement par des spécialistes avec des drones professionnels. Les drones utilisés dans le monde professionnel et/ou commercial sont pour l’essentiel des machines très sophistiquées et onéreuses. Au vu de l’accessibilité grandissante à ce marché du drone « grand public » et de l’amélioration de ses performances, il est intéressant de savoir si ces modèles ne peuvent suffire pour réaliser un nombre de tâches propres au domaine de l’architecture. 
Une réglementation en vigueur impose, pour pouvoir opérer avec ces aéronefs, d’acquérir des connaissances théoriques et des aptitudes pratiques. Ainsi, pour répondre aux exigences en application, une formation doit être suivie pour pouvoir réaliser légalement une expérience pratique et mener à bien la réflexion. Une fois la licence et les compétences acquises, une expérience de diagnostic in situ doit être réalisée pour déterminer, d’une part, les difficultés rencontrées lors des ces missions et, d’autre part, pour valider un protocole expérimental théorique de mission de diagnostic de bâtiment, à l’aide de drone non professionnel.
Pour déterminer les avantages et les inconvénients du drone comparativement aux méthodes traditionnelles de diagnostic, nous interrogeons des professionnels. Un complément d’informations sur leur(s) méthode(s) est réclamé lors des interviews ainsi qu’un retour sur nos données relevées au cours de la mise en application de notre vol expérimental. Au vu des conditions de confinement dues à la crise de la COVID-19, il nous a été impossible de suivre ces professionnels lors d’interventions. 
À l’aide des différents retours obtenus lors des multiples recherches et visioconférences, le protocole de mission aérienne en diagnostic de bâtiment est actualisé pour tenter une systématisation de ce genre de missions. Les entraves actuelles et les perspectives qu’offre le drone non professionnel dans ce domaine sont alors mises en lumière pour proposer enfin des pistes possibles pour approfondir la recherche effectuée au cours de ce mémoire.

Drone --- Diagnostic --- Protocole --- Bâtiment --- Architecture --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture

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Art moderne --- Peinture --- Klein, Yves --- Mondrian, Piet --- Pollock, Jackson

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Le secteur de la construction tend à évoluer, innover ainsi qu'à rester qualitatif et compétitif pour répondre aux besoins actuels de notre société.

Pour ce faire, les techniques de numérisations à haute résolution sont de plus en plus étudiées et utilisées dans le domaine de la construction et de la rénovation de bâtiments. Les nuages de points générés par ces dernières possèdent intrinsèquement différentes informations qu'il est possible d'extraire et d'interpréter.

L'extraction manuelle de ces informations étant généralement fastidieuse et chronophage, ce travail aura pour objectif d'automatiser l'extraction d'épaisseurs de murs et composition de façade, à partir de numérisations à haute résolution de bâtiments.

Pour cela, quatre jeux de données représentant chacun une habitation seront utilisés. Les épaisseurs des parois verticales de l’enveloppe de ces quatre habitations seront estimées à partir des nuages de points générés par numérisations haute résolution en suivant une chaîne de transformation des données avec un niveau d'automatisation le plus élevé possible. La chaîne de transformation nécessitera l'utilisation de l'environnement de développement Spyder via le langage Python v3.7 ainsi que du logiciel CloudCompare v2.10.2.

Finalement la composition d'une façade sera étudiée à l'aide du logiciel ImageJ v.1.52 de manière à mettre en relation l'étude des façades et l'épaisseur des murs afin de tenter d'en extraire des informations nouvelles.

photogrammétrie --- nuages de points --- performance thermique --- RanSAC --- épaisseur de murs --- automatisation --- façade --- maçonnerie --- analyse d'images --- enveloppe du bâtiment --- numérisation à haute résolution --- scanner --- Ingénierie, informatique & technologie > Multidisciplinaire, généralités & autres

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Dans le domaine de la construction, il est important de pouvoir capturer la réalité de manière complète et précise. Avec le scanning laser, la photogrammétrie est la technologie la plus employée à cet effet. Elle vise à recréer un objet sous forme de nuage de point depuis des images prise autour de celui-ci. Cependant, les meilleures pratiques pour effectuer un relevé photogrammétrique sont parfois floues; et évaluer leurs impacts peut s'avérer laborieux. 

En effet, un nombre importants de facteurs viennent influencer la qualité finale d'une reconstruction, autant en termes de paramètres inhérents à l'appareil photo qu'en termes de positionnement et orientation des photos. L'utilisation de drones décuple encore ce phénomène en augmentant le nombre de positions et d'orientations de la caméra possibles. La campagne de relevé devient un processus long et la bonne qualité de la reconstruction finale n'est jamais assurée. 

Dans ce contexte, ce travail propose une méthode complètement virtuelle et automatisée permettant la comparaison de la qualité de reconstructions photogrammétriques en recréant une campagne de relevé directement dans le logiciel de photogrammétrie Metashape. La qualité s'entend en termes de fidélité géométrique, confiance et exhaustivité de la reconstruction. Elle permet de traiter chaque paramètre individuellement et évalue son impact de manière automatique et rapide. Le processus est ici illustré pour les conséquences de la prise d'image sur la qualité finale du relevé. 

Elle permet par exemple de mettre en évidence qu'une prise d'image circulaire est suffisante pour les relevés basse résolution d'objets relativement simples. Si une plus haute résolution est requise ou que l'objet à capturer est plus élaboré, il est alors préférable d'utiliser un planificateur de vol tridimensionnel. Les relevés nadir ne sont jamais à même de retranscrire correctement la géométrie de l'objet. 

Le processus, ici appliqué à la position et l'orientation des images, s'inscrit dans un contexte plus grand en fournissant une méthode innovante pour tester l'influence des paramètres utilisés sur un processus de reconstruction photogrammétrique. In the field of construction, it is important to be able to capture reality completely and accurately. Along with laser scanning, photogrammetry is the most used technology for this purpose. It aims to recreate an object as a point cloud from images taken around it. However, the best practises in photogrammetry are sometimes blurred, and evaluating their impact can be laborious. 

Indeed, a lot of important factors influence the final quality of a reconstruction, as much in terms of parameters inherent to the camera as in terms of positioning and orientation of the pictures. The use of drones increases this phenomenon by increasing the number of possible positions and orientations. The survey campaign becomes a long process and the good quality of the final reconstruction is never assured. 

Facing this issue, this work proposes a completely virtual and automated method of comparison of photogrammetric reconstruction by recreating a survey campaign directly in the photogrammetry software Metashape. It allows to treat each parameter individually and to evaluate its impact in an automatic and fast way. The process is illustrated here on the consequences of the image capture scenario on the final quality of the survey. 

It shows that a circular image capture is sufficient for low resolution surveys of relatively simple objects. If a higher resolution is required or if the object to be captured is more elaborate, it is then preferable to use a three-dimensional flight planner. Nadir surveys are never able to correctly capture the geometry of the object. 

The process, applied here to the position and orientation of images, is part of a larger context by providing a new method to test the influence of the parameters of a photogrammetric reconstruction process.

Reconstruction 3D --- Path planning --- Photogrammetry --- Unmanned aerial vehicles (UAVs) --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture --- Ingénierie, informatique & technologie > Sciences informatiques