Église Notre-Dame de Bonsecours
Client / Collaborateur
Municipalité de Montebello
Secteur
Architecture, Patrimoine, Religieux, Culturel
Emplacement
Montebello
Services
Relevé LiDAR, Relevé par drone, Photogrammetrie, Visite Virtuelle
Mandat
Dans une démarche de conservation numérique du patrimoine bâti, DGTL a réalisé la numérisation 3D complète de l'Église Notre-Dame-de-Bonsecours de Montebello, incluant les espaces intérieurs, les façades, la toiture et les zones difficilement accessibles.
L'objectif était de constituer une archive numérique complète, mesurable et durable de l'état existant du bâtiment, capable de servir de référence commune pour les futurs travaux de restauration, d'entretien et de conservation. Le relevé devait documenter autant la géométrie générale de l'église que ses détails architecturaux, sa maçonnerie et ses éléments patrimoniaux, afin de permettre aux différents professionnels et artisans d'observer, mesurer, analyser et planifier leurs interventions à partir d'une même représentation de l'existant.
Mandat
Dans une démarche de conservation numérique du patrimoine bâti, DGTL a réalisé la numérisation 3D complète de l'Église Notre-Dame-de-Bonsecours de Montebello, incluant les espaces intérieurs, les façades, la toiture et les zones difficilement accessibles.
L'objectif était de constituer une archive numérique complète, mesurable et durable de l'état existant du bâtiment, capable de servir de référence commune pour les futurs travaux de restauration, d'entretien et de conservation. Le relevé devait documenter autant la géométrie générale de l'église que ses détails architecturaux, sa maçonnerie et ses éléments patrimoniaux, afin de permettre aux différents professionnels et artisans d'observer, mesurer, analyser et planifier leurs interventions à partir d'une même représentation de l'existant.
Proposition
Une étude de cas issue de notre initiative pro bono annuelle
Dans le cadre de son initiative pro bono annuelle, DGTL a utilisé la numérisation de l'Église Notre-Dame-de-Bonsecours comme étude de cas afin de comparer différentes approches de capture 3D dans des conditions réelles. L'objectif était d'évaluer non seulement la rapidité et la densité des données produites, mais surtout leur complétude, leur précision, leur exactitude et leur capacité à être validées de manière transparente.
Un même réseau de contrôle comme référence
Un réseau primaire de contrôle de haute précision a d'abord été établi et géoréférencé afin de créer une base géométrique commune pour l'ensemble du projet. Toutes les technologies pouvaient ainsi être rattachées au même référentiel, puis comparées directement entre elles sans que les différences de positionnement viennent fausser l'analyse. Le réseau obtenu présente une précision positionnelle inférieure à 3 mm sur des distances typiques de 100 m.
Trois approches de numérisation comparées
Le bâtiment a ensuite été documenté à l'aide de LiDAR mobile, de LiDAR terrestre et d'une approche hybride réunissant plusieurs technologies complémentaires, notamment la photogrammétrie par drone. Cette dernière permet de combiner la précision géométrique du LiDAR, la rapidité de la numérisation mobile et le très haut niveau de détail visuel offert par la photogrammétrie.
L'ensemble des jeux de données a finalement été comparé, contrôlé et intégré afin d'obtenir une représentation aussi complète, précise, exacte et vérifiable que possible du bâtiment. Cette méthodologie permet également de documenter de façon transparente les forces et les limites de chaque technologie plutôt que de considérer la numérisation 3D comme une méthode unique.
Livrables
Nuages de points haute précision
Plusieurs nuages de points ont été produits à partir des différentes technologies de capture, puis rattachés au même réseau de contrôle afin de permettre leur comparaison et leur intégration. Le relevé LiDAR terrestre atteint une erreur moyenne d'assemblage de 1.0 mm à l'intérieur et de 2.3 mm à l'extérieur, avec une erreur moyenne d'attachement au réseau de contrôle de 0.9 mm. Le relevé LiDAR mobile présente pour sa part une erreur moyenne d'assemblage de 2.2 mm.
Nuage de points et données photogrammétriques
La capture par drone a permis de compléter les façades, la toiture et les éléments difficilement accessibles. Plus de 6 000 images géoréférencées ont été acquises et rattachées au réseau de contrôle. Le nuage de points photogrammétrique présente une exactitude globale comprise entre 3 et 5 mm, avec une erreur de 3 mm mesurée sur les points de contrôle.
Orthophotos haute résolution
Des orthophotos haute résolution des façades et des éléments extérieurs permettent d'observer directement les matériaux, les joints, les fissures et les détails architecturaux. La capture atteint une résolution au sol d'environ 1.16 mm par pixel, offrant une documentation visuelle suffisamment détaillée pour soutenir l'inspection, la restauration et la préparation d'interventions.
Maillage 3D texturé
À partir des milliers d'images captées par drone, un maillage 3D texturé à haute résolution a été généré afin de combiner la géométrie du bâtiment à une représentation photographique détaillée de ses matériaux et de ses éléments patrimoniaux. Il offre une lecture intuitive du bâtiment tout en permettant d'examiner virtuellement des secteurs difficiles ou dangereux d'accès.
Rapport de qualité
Un rapport de qualité détaillé accompagne les données afin de documenter les méthodologies utilisées, le réseau de contrôle, les paramètres d'assemblage ainsi que les statistiques de précision et d'exactitude propres à chacune des technologies. Cette documentation permet de comprendre comment les données ont été produites, de comparer objectivement les différentes méthodes et de démontrer la fiabilité géométrique des livrables.
Visite virtuelle
Une visite virtuelle complète également la documentation du bâtiment et offre aux professionnels un accès à distance aux espaces numérisés. Elle constitue un complément visuel aux données métriques et facilite la consultation du bâtiment lorsque des informations de contexte sont nécessaires. La visite virtuelle est d'ailleurs déjà identifiée comme l'un des services associés à ce projet sur la page DGTL.
PLANS DE TYPE X-RAY
Ces plans sont rapides à créer et à mettre à l'échelle ; ils peuvent donc être importés dans Revit ou AutoCAD pour y être tracés.
COMPARISON DES TECHNOLOGIES
Dans le cadre de ce projet, trois approches de numérisation ont été comparées : la numérisation LiDAR mobile, la numérisation LiDAR terrestre et une approche hybride intégrant LiDAR terrestre et photogrammétrie par drone.
Chaque méthode possède ses propres forces en matière de rapidité, de précision, de densité et de couverture. Dans l'approche hybride, le relevé LiDAR terrestre, rattaché au réseau de contrôle de haute précision, agit comme base géométrique de référence.
Les données photogrammétriques acquises par drone viennent ensuite s'y rattacher afin de compléter les façades, toitures et zones difficilement visibles depuis le sol.
Le résultat n'est donc pas une simple superposition de plusieurs relevés, mais un seul ensemble de données cohérent et continu, combinant la précision géométrique du LiDAR à la couverture et au niveau de détail de la photogrammétrie.
Le clocher met en évidence les limites des relevés réalisés uniquement depuis le sol : certaines surfaces élevées, en retrait ou masquées demeurent difficilement accessibles ou invisibles. L'approche True Hybrid de DGTL combine le LiDAR terrestre, utilisé comme base géométrique avec le réseau de contrôle, à la photogrammétrie par drone afin de compléter ces zones et de produire un seul relevé continu, précis et complet.
Détail capturé avec une technologie LiDAR dynamique Détail capturé avec une technologie LiDAR terrestre Détail capturé avec l'approche « True Hybrid » de DGTL.
Les lucarnes et leurs persiennes en bois illustrent l'importance d'accéder visuellement aux éléments situés en hauteur, souvent impossibles à inspecter depuis le sol. L'approche True Hybrid de DGTL permet d'observer de près l'état des lames, des assemblages et des finis, tout en les intégrant avec précision à la géométrie complète de la toiture.
Lucarne capturée à l'aide de la technologie LiDAR dynamique. Lucarne capturée à l'aide de la technologie LiDAR terrestre. Lucarne capturée avec l''approche « True Hybrid » de DGTL.
Les détails des fenêtres et des bandeaux de façade montrent une autre limite importante des relevés réalisés depuis le sol : leurs surfaces supérieures demeurent pratiquement invisibles. L'approche True Hybrid de DGTL permet de documenter ces zones en surplomb, de lire la géométrie complète des encadrements et d'observer l'état des surfaces horizontales, là où l'eau, les débris et la dégradation peuvent s'accumuler.
Détail d'une fenêtre capturé avec la technologie LiDAR dynamique. Détail d'une fenêtre capturé avec la technologie LiDAR terrestre. Détail d'une fenêtre capturé avec l'approche « True Hybrid » de DGTL.
L'approche True Hybrid de DGTL permet de lire avec netteté l'appareillage de la maçonnerie et les joints de mortier, même sur les étages supérieurs difficilement observables depuis le sol. Elle révèle également les détails de raccord entre les arcs des fenêtres et le parement, offrant une documentation beaucoup plus précise des assemblages et de leur état.
Détail du mur du deuxième étage capturé à l'aide de la technologie LiDAR dynamique. Détail du mur du deuxième étage capturé à l'aide de la technologie LiDAR terrestre. Détail du mur du deuxième étage capturé avec l'approche « True Hybrid » de DGTL.
La maçonnerie en forte saillie crée des zones d'occlusion pour le LiDAR terrestre : depuis le sol, la face supérieure de certaines pierres demeure invisible, ce qui se traduit par des vides dans le nuage de points. L'approche True Hybrid de DGTL complète ces zones à partir de points de vue aériens, permettant de restituer la géométrie complète des pierres, des joints et des surfaces en relief.
Couverture partielle de la maçonnerie lors de l'utilisation de la technologie de numérisation LiDAR Couverture partielle de la maçonnerie lors de l'utilisation de la technologie de numérisation LiDAR Couverture complète de la maçonnerie grâce à l'approche « True Hybrid » de DGTL.
Cette comparaison illustre simplement la différence de niveau de détail obtenue selon la technologie utilisée. À mesure que l'on passe du LiDAR mobile au LiDAR terrestre, puis à l'approche True Hybrid de DGTL, la géométrie de la pierre et des joints devient progressivement plus définie, continue et fidèle à la réalité.
Niveau de détail de près avec la technologie de numérisation LiDAR mobile. Niveau de détail de près avec la technologie de numérisation LiDAR terrestre.. Niveau de détail de près avec l'approche « True Hybrid » de DGTL.
Visite Virtuelle
Explorez l'église Notre-Dame-de-Bonsecours à travers une visite virtuelle complète, intérieure et extérieure, permettant de revisiter le bâtiment à distance, d'examiner ses détails architecturaux et de prendre des mesures indicatives. Cette archive numérique devient un outil de référence pour la coordination, la conservation et le suivi de l'état du bâtiment au fil du temps.