La photogrammétrie : VisualSFM et MeshLab

1  Introduction

Il est généralement difficile aux étudiants de trouver les plans nécessaires pour étudier la structure d'un monument ancien. Les plans anciens, s'ils existent, sont souvent incomplets. Nous présentons ici un tutorial utilisant deux logiciels libres¹ pour obtenir simplement à partir de photos les nuages de points et les maillages permettant d'établir les plans nécessaires à l'analyse structurelle. Il n'est pas nécessaire d'avoir de connaissances particulières en photogrammétrie pour utiliser ces logiciels, les principes de bases sont expliqués ci-dessous.

Les logiciels utilisés ici sont VisualSFM et MeshLab. Ils ont été développés par des étudiants dans un cadre universitaire, et leur usage combiné permet d'obtenir des nuages de points en 3D et des maillages, uniquement à partir de photos. Ils sont téléchargeables sur Internet sous forme compilée pour Windows, permettant leur usage par le plus grand nombre, sans nécessiter de connaissances informatiques poussées. De plus l'utilisation des cartes graphiques nVidia par VisualSFM permet d'accélérer grandement les temps de calcul pour la production des nuages de points : il n'est pas nécessaire d'avoir une machine très puissante pour accéder rapidement aux premiers résultats.

Nous présentons ci-dessous le principe de fonctionnement de ces logiciels, et l'illustrons sur quelques exemples. Notre objectif n'est pas de décrire précisément le fonctionnement de ces logiciels, mais de simplement de donner les grandes lignes du fonctionnement afin de permettre l'utilisation de leurs fonctions de base. Nous donnons à la fin de cet article les références de sites en anglais pour en apprendre plus sur ces logiciels.

Les angles de volée des cloches

1  Introduction

Lors de la mise en place d'une cloche sonnée à la volée, un mode de volée (lancé-franc, mode rétro-grade, mode rétro-lancé etc.) est choisi. L'installateur ajuste l'angle de volée maximum $\phimax $ avec la géométrie du battant, avec celle du joug et avec la position de l'axe de rotation de la cloche, afin d'obtenir un équilibre des différents composants du système qui permette de tirer le meilleur parti des qualités sonores de la cloche.

Une fois ce réglage effectué, il est possible de calculer les éléments suivants à partir des paramètres qui décrivent la cloche et son installation : le mouvement angulaire de la cloche $\phi(t)$, et la poussée horizontale $H(t)$ et verticale $V(t)$ s'appliquant sur l'axe de rotation (voir notre article précédent sur ce sujet).

Le choix de l'angle de volée maximum $\phimax $ a des conséquences importantes sur les amplitudes des poussées, et également sur leurs fréquences. Ces conséquences sont illustrées par des animations dans cet article. En particulier, nous allons voir que la fréquence avec laquelle la cloche exerce ses efforts ne correspond pas nécessaire à la fréquence visible du mouvement.

2  L'angle de volée maximum

L'angle de volée maximum $\phimax $ est défini comme le déplacement angulaire maximum de l'axe de symétrie axiale de la cloche par rapport à son état d'équilibre au repos¹. Il varie suivant les pays et les régions. Ivorra et al. (2006) [1] donnent les indications suivantes sur les angles de volée maximum suivant les pays :

• 54-80^o en Allemagne ;
• 80-110^o en France, Italie et d'autres pays européens ;
• 50-160^o aux Etats-Unis ;
• 180^o en Angleterre ("change ringing") ;
• volée tournante (les cloches font des tours complets, leur vitesse angulaire est non nulle à $\phi=180$^o) en Espagne.