Cartographie par drones: l'EPFL reçoit le Prix U.V. Helava

Chaque discipline scientifique possède sa propre quête du Graal. En topométrie, cette quête revient à trouver la méthode la plus efficace pour établir une carte d’un terrain donné, et ceci, au centimètre près. Avec l’avènement des drones, cette mission s’est complexifiée. Les chercheurs les équipent en effet de multiples capteurs d’orientation spatiale et les font voler là où le GPS est aveugle pour cartographier les coins de la Terre les plus inaccessibles: les barrages de montagnes, les autoroutes ou encore, certains tronçons de chemin de fer.

Cette quête vient de connaître une nouvelle avancée grâce à trois chercheurs du Laboratoire de topométrie (TOPO) de l’EPFL. Leur recherche a d'ailleurs reçu le 6 juin le U.V. Helava Award 2017. Ce prix récompense un article publié en août 2017 dans le Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, face à des centaines d’autres publications concurrentes parues la même année.

Le jury indique y avoir décelé une «nouvelle approche et une contribution significative» dans le traitement des données récoltées par les capteurs de drones. Davide Cucci, collaborateur scientifique et premier auteur de l’étude, Jan Skaloud, maître d’enseignement et recherche et auteur correspondant et Martin Rehak, doctorant, ont développé en effet une nouvelle méthodologie dans la manière de traiter les données récoltées par les drones qui offre plus de précision dans la cartographie de lieux complexes.

Traitement des données simultané

La cartographie par drone implique la récolte d’une photo, du positionnement GPS du drone et des observations inertielles. Ces dernières utilisent le même type de capteurs et de filtres que l’écran d’un smartphone, lorsqu’il est bougé de la position horizontale à la position verticale. Dans le cas des drones, les données récoltées par les capteurs inertiels permettent de préciser l’orientation exacte de l’engin dans l’air lors de la photo. Une précision très importante car une erreur d’une fraction de degré dans les airs aboutira, au sol, à plusieurs mètres de différence. De quoi rendre inutile toute tentative de cartographie exigeant un haut taux de précision, à l’exemple du calcul de l’érosion d’une ligne côtière.

Alors que ces données sont habituellement traitées les unes après les autres, les chercheurs de l’EPFL ont développé un software en libre accès permettant de les traiter simultanément. Chaque information consolide ainsi l’autre et offre une plus grande précision aux résultats obtenus. Le jury du Prix U.V Helava a également relevé la partie expérimentale de l’étude, menée dans le village de Vufflens (VD). Depuis quelques années, le Laboratoire de topométrie d’EPFL y fait voler ses drones dans des champs équipés de capteurs afin de tester ses recherches sur le terrain. 

Cartographier l'invisible

La suite de la quête du Graal s’annonce tout aussi palpitante. Les chercheurs imaginent par exemple munir leurs drones de lasers afin de définir encore plus précisément les objets au sol et de cartographier… l’invisible: l’épaisseur de la neige, la longueur des racines d’arbres, ou, encore, la teneur en bois d’un tronc d’arbre. Au-delà du développement des technologies elles-mêmes, ils rêvent que ces outils soient un jour mis à la portée de tous. Faciles d’usages, ils pourraient être utilisés dans la surveillance des barrages, des routes et des trains ou par une brigade de pompiers lors d’un incendie, pour mieux cibler leur intervention. Et la quête serait alors achevée. 

La remise du prix U.V. Helava à Riva des Garda, en Italie, avec Martin Rehak, deuxième depuis la gauche, et Davide Cucci, troisième depuis la gauche. © TOPO / EPFL 2018