Thèse en cours

Application de la photogrammétrie par multi-corrélation d’images pour le suivi d’évolutions morphologiques rapides en milieux rocheux ou englacés.
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Auteur / Autrice : Haixing He
Direction : Thierry Villemin
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Sciences Terre, Univers et Environnement
Date : Inscription en doctorat le 01/10/2012
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne

Résumé

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La mesure et le suivi de déformation en surface représentent un enjeu majeur pour la connaissance des risques naturels en général et pour les risques gravitaires en montagne plus spécifiquement (mouvements de versant, avancées glacières...). Ces mesures sont un élément indispensable pour comprendre et modéliser le comportement d'objets géophysiques tels que les parois rocheuses, les versants de montagne, les glaciers... C'est souvent à partir de ces mesures et de leur dérive que nous pouvons estimer les évolutions de ces objets géophysiques, détecter celles à risque et générer des alertes pour la sécurité civile. Dans cette optique, cette thèse a pour objectif de mesurer la déformation dans milieux rocheux ou englacés, par images optiques, en utilisant des techniques de la photogrammétrie et vision par ordinateur. Pour avoir une vision précise sur la direction et l’amplitude des déformations, nous cherchons à obtenir des indicateurs de déformation en trois dimensions. De plus, puisque la déformation sur les sites rocheux ou englacés est hétérogène, voire discontinue, nous nous focalisons sur des méthodes denses afin d'avoir la plus grande densité de mesures. Afin d'atteindre ces objectifs, cette thèse propose une nouvelle méthode permettant de calculer la déformation 3D dense sur un site global. Cette méthode se base initialement sur des séries temporelles de modèles 3D reconstruits par une technique de géométrie 3D multivues, ceci dans le but de s'abstraire des contraintes des données acquises en milieu naturel. Une première problématique, relative à la reconstruction de ces modèles 3D, consiste à recaler les modèles, cette dernière est directement liée au protocole d'acquisition. À partir de ces modèles virtuels, des projections orthogonales acquissent par des caméras virtuelles en différents points de vue permettront par la suite d'estimer les déplacements 2D selon ces points de vue. L'avantage visé est un positionnement parfait et reproductible des caméras virtuelles dans les différents modèles 3D ; ceci n'étant pas possible avec des caméras réelles dans un milieu naturel. Les ortho-images ainsi acquissent permettent, par corrélation, de définir des cartes de déplacement 2D qui, par fusion, permettent d'obtenir une carte de déplacement 3D. Les résultats des travaux de cette thèse mettent en évidence les problématiques liées à l'acquisition, montrent les avantages et limites de la méthode de calcul de la déformation 3D dense. Ils présentent notamment des résultats encourageants sur les déformations lentes, mais sont limités lors de grand changement. Ainsi la technique que nous présentons ouvre une approche novatrice pour l'observation d'objet géophysique en 3D qui doit être complétée par d'autres approches, moins dense par exemple, mais plus robuste aux fortes déformations, ceci dans le but d'avoir une caractérisation complète des changements d'un site.