RESUME
L'acquisition aérienne de la thermographie des toitures des communes d'Andenne et de Fernelmont a requis 3 nuits aux conditions météo favorables, à savoir la nuit du jeudi 21 au vendredi 22 mars, la nuit du mercredi 27 au jeudi 28 mars et la nuit du mercredi 3 au jeudi 4 avril.
Des images ont été acquises à l'aide d'une caméra infrarouge embarquée à bord d'un avion bi-moteur. Ces images permettent de mesurer et d'illustrer le « flux radiatif » des toitures, flux émis dans une certaine longueur d'onde en fonction de la température et des propriétés de ces toitures.
Cette analyse permet d'estimer l'importance des déperditions thermiques par les toits. L'avantage de la thermographie aérienne est qu'elle permet de couvrir une grande superficie regroupant de nombreuses toitures en un temps restreint.
Cette technique est un outil de sensibilisation dans le cadre des politiques globales de réduction des émissions de gaz à effet de serre.
En effet, les bâtiments sont responsables d'environ 20% des émissions, toutes consommations confondues (chauffage, climatisation, eau chaude, etc.), la part essentielle étant le chauffage (Revue XYZ n°116, 2008).
Une fois acquises, ces images sont traitées, assemblées et orthorectifiées afin d'obtenir une mosaïque complète de l'ensemble du territoire d'intérêt.
Une homogénéisation des données est nécessaire afin que deux bâtiments aux caractéristiques identiques d'isolation et de chauffage soient interprétables de la même façon d'un côté à l'autre de la zone d'intérêt.
SURVOL
- Avion CESSNA 404
- Capteur Caméra thermique numérique CEDIP Silver 660M
- Distance focale 27 mm
- Bande spectrale Infrarouge Thermique (2.5 à 5.1¿m)
- Nombre de clichés 4971 5491 9800
- Altitude de prise de vue 900m au dessus du niveau du sol
- Résolution de l¿image 50cm
- Recouvrement longitudinal/Latéral (80%/30%)
- Trajectographie dGPS (station au sol)
- Station réseau Walcors (Wallonie)
- Centrale inertielle AeroControl (IGI)
- Restitution numérique Image TIFF IRT 8bit (256 niveaux)
CALIBRATION THERMIQUE
Une fois les images brutes enregistrées par la caméra et avant de les assembler, il est nécessaire de faire une première calibration radiométrique sur ces images brutes pour faciliter la comparaison des
rayonnements dans la gamme de valeurs thermiques mesurées. Une deuxième calibration est effectuée une fois que les images sont assemblées.
Cette première calibration thermique détermine l'intervalle de température optimal qui homogénéise l'assemblage des différentes bandes de vol d'une part, et augmente les contrastes de température au
sein des toits d'autre part. L'homogénéité de l'image finale complète est importante pour que deux maisons aux caractéristiques semblables en termes d'isolation et de température apparaissent de la même manière quelle que soit leur situation.
AEROTRIANGULATION ET CALIBRATION
L'aérotriangulation consiste à déterminer pour chaque photo la position exacte de la caméra au moment de la prise de vue aérienne. Pour cela, il est nécessaire d'avoir :
- Des coordonnées de points de référence (points d'appuis au sol)
- Des points de raccords entre les images (déterminés par corrélation automatique)
- La trajectographie GPS
- Les données d'orientation de la centrale inertielle
Les données de position et d'orientation sont ensuite utilisées en prenant en compte les données de la calibration, et permettent ainsi l'orientation directe précise des clichés.
ORTHORECTIFICATION & MOSAIQUE
Les images orthorectifiées sont calculées à partir des images orientées et du modèle numérique de terrain (qui donne l'information sur l'altitude). Toutes les images acquises sont utilisées afin d'exploiter uniquement la partie centrale du cliché, c'est-à-dire celle qui comporte le moins de déformation.
C'est pour cette raison qu'il y a un recouvrement de 80 % longitudinalement et de 30 % latéralement.
La mosaïque correspond à l'assemblage des différents images. Elle se fait en plusieurs étapes :
- Une première mosaïque est calculée pour déterminer la ligne de mosaïquage en utilisant les parties centrales des clichés.
- Si nécessaire, les lignes de mosaïquage sont ensuite éditées manuellement pour éviter les zones à problème, comme le découpage de bâtiments importants, et pour tenir compte des spécifications techniques.
La mosaïque est ensuite recalculée en utilisant ces lignes, et validée.
Cette étape garantit, autant que faire se peut, préservation de la continuité et de l'intégrité géométriques des réseaux et du bâti, et évite certains phénomènes inesthétiques liés aux conditions de prise de vue ou à la qualité des données entrantes.
DIVISION EN ZONES ET OPTIMISATION DU CONTRASTE DANS LES TOITS
Une fois la mosaïque terminée, il est possible d'avoir une vue d¿ensemble de la zone survolée en niveaux de gris. C'est ainsi que l'on remarque des zones plus ou moins froides, par exemple selon que l'on se trouve en zone urbaine ou rurale.
Afin d'homogénéiser un maximum l'image, la mosaïque est découpée en différentes zones dont les histogrammes vont être optimisés afin qu'ils soient semblables dans chaque zone et ainsi d'optimiser le contraste dans les toits. Une nouvelle mosaïque est effectuée à partir de ces zones « retravaillées ».
PALETTE DE COULEURS
La mosaïque telle qu'expliquée au point précédent est une image en 8 bits en niveaux de gris, ce qui signifie que chaque pixel peut prendre 256 valeurs : les pixels blancs représentent les surfaces émettant le plus de rayonnement (surfaces à priori plus chaudes) et les pixels noirs, les surfaces émettant le moins de rayonnement (surface à priori plus froides).
Les couleurs étant plus parlantes au grand public que des niveaux de gris, il est possible d¿attribuer des couleurs en fonction des applications que l'on souhaite en faire. Dans le cas d'images thermiques comme ici, on va appliquer une palette de couleurs allant du « rouge », attribué aux valeurs
les plus « chaudes » (ou apparaissant comme telles), aux couleurs bleues ou noires aux valeurs les plus « froides ».
Des informations complémentaires peuvent être obtenues en téléchargeant le rapport final de production.
