Colorado Springs, Colorado (Etats-Unis), mai 2013

Au début de l’année, un groupe de chercheurs de l’Institut royal de technologie de Merbourne (RMIT) s’est rendu à Fujairah, dans les Emirats Arabes Unis pour réaliser des scans en 3D des trésors archéologiques de cet émirat. Ces données vont permettre de créer une base de référence afin de mesurer les effets du changement climatique sur ces ressources au fil des ans.

Fujairah, l’un des septs émirats qui forment les Emirats Arabes Unis (EAU), abrite la plus vieille mosquée des EAU : La mosquée Al Bidyah, construite en boue et en pierre en 1446. Celle-ci ainsi que d’autres trésors archéologiques font de Fujairah l’un des principaux attraits pour les visiteurs qui assurent un revenu essentiel pour l’économie locale.

Les effets néfastes du changement climatique menacent ces ressources capitales, mais on ne sait pas aujourd’hui évaluer cette menace, ou tout du moins pas encore. Mohamed al Hassani, originaire de Fujairah et qui prépare actuellement un doctorat —sous la direction du Professeur Colin Arrowsmith (professeur agrégé et maître de conférence), du Dr. David Silcock et de Mr. Lucas Holden du RMIT—entend remédier à cet état de fait. Sa thèse de doctorat étudie l’impact et définit un cadre pour gérer les effets du changement climatique à Fujairah ainsi que dans d’autres régions en voie de développement.

Voyage à Fujairah

En Janvier 2012, une équipe composée de MM al Hassani, Arrowsmith, Silcock et Holden s’est rendue à Fujairah pour réaliser un « prototype » du concept de cette thèse. Leur objectif était double : tout d’abord acquérir un nuage de points en 3D des principaux sites sur le plan international, comme base de suivi et de recherches ultérieures. Ensuite, motivés par des études antérieures qui avaient identifié un savoir-faire local qui constituait par conséquent un facteur important en matière de gestion efficace des ressources, présenter aux équipes locales des techniques de numérisation laser terrestre. En collaboration avec la Direction du Tourisme et des Antiquités de Fujairah, l’équipe a défini cinq sites clés pour collecter des données spatiales : la mosquée Al Bidyah, les forts Al Fujairah et Al Bithna, la vallée Wadi Wuraya (un fleuve asséché) et la plage d’Al Aqah.

Auscultation du fort

Au mois de janvier, le temps à Fujairah est doux et la température moyenne avoisine les 25°C. Cependant, pour les chercheurs du RMIT, cette expédition n’avait rien d’une aventure à la Indiana Jones … ou du « rêve d’un jeune topographe » selon les propres termes de M. Silcock. Cette région montagneuse constituait une toile de fond extraordinaire, alors que l’équipe apprenait à manipuler leurs équipements d’avant-garde, notamment le système de numérisation 3D CX Trimble de l’Institut, souvent dans des conditions extrêmes. « Nous étions contents d’avoir amené nos équipements Trimble » déclare M. Silcock. « Vous êtes sûr qu’ils vont fonctionner, même couverts de poussière après un vent de sable »

L’équipe a dû relever nombre de défis dont, et pas le moindre, l’absence de repères et d’infrastructures topographiques tel qu’un GPS de qualité géodésique. Pour compenser l’absence de coordonnées UTM (WGS84), l’équipe dût utiliser deux récepteurs GPS Juno Trimble sur un segment de base, sur chaque site. Des observations simultanées furent enregistrées et traitées par la suite, afin de convertir le système de coordonnées locales en données de géo référencement.

On a commencé le processus de numérisation par le fort Al Fujairah, vieux de 400 ans. Ce fort est un grand bâtiment de plus de 140 m de périmètre et dont les murs font jusqu’à 15 m de hauteur. Du fait des dimensions de ce fort, l’équipe dût déplacer le système CX Trimble à plusieurs reprises pour capturer chaque détail de l’extérieur du bâtiment ; six installations externes furent utilisées espacées en moyenne de 38 m les unes des autres. L’équipe utilisa également la technique de recalage cible à cible, de sorte que chaque configuration exigeait le chevauchement d’au moins trois cibles sur chaque scan. Certaines cibles furent provisoirement fixées sur le bâtiment, certaines cibles externes furent placées sur des trépieds et d’autres étaient des balises au sol placées sur une embase.

Le logiciel de terrain Trimble Access installé sur une tablette PC robuste fut utilisé pour commander le scanner et collecter les nuages de points. Ces données (qui représentaient au total quelques 11 036 000 points numérisés en 3D) furent ensuite traitées à l’aide du logiciel Trimble RealWorks, qui relia les nuages de points consécutifs récupérés sur chaque installation afin de former un seul nuage de points uniforme. Ce nuage de points fut ensuite associé à un système de coordonnées local configuré par l’équipe de topographie à l’aide de balises au sol permanentes pour une surveillance continue. Une installation interne permit de capturer les données de l’intérieur du fort. Elles furent alignées par la suite selon la technique d’alignement de nuage à nuage, à l’aide du logiciel Trimble RealWorks.

Impressionnée par les possibilités qu’offre le scanner pour collecter des données à une précision du millimètre y compris à une certaine distance, les collègues de cette équipe, faisant partie de la Direction du Tourisme et des Antiquités demandèrent que cette précision au millimètre devienne la norme minimum pour tous les bâtiments culturels du projet. Les différents sites furent donc numérisés à une résolution de 1 cm, la configuration des stations prenant en moyenne entre une heure et une heure et demie. Du fait de ces niveaux de résolution supérieurs la numérisation prit plus de temps que normalement et permit de récupérer d’énormes volumes de données dont la gestion constitua ensuite un véritable défi. Les membres de la Direction du Tourisme et des Antiquités furent malgré tout ravis des résultats qu’ils pouvaient suivre en temps réel sur leur tablette Trimble (et encore plus impressionnés lorsqu’ils pouvaient suivre le traitement et les visualiser sous Trimble RealWorks). « L’équipe locale a été particulièrement enthousiaste, » a déclaré M. Silcock. « De plus elle n’a pas hésité à utiliser les équipements Trimble, qui sont à la fois robustes et faciles à maîtriser. »

Etablir des relations pour l’avenir

Au cours du projet, l’équipe du RMIT a identifié d’autres occasions d’aider FuJairah à acquérir de nouvelles compétences et de nouveaux outils de gestion des ressources. Elle a également étudié la possibilité de cartographier l’ensemble de l’émirat, en enregistrant l’emplacement des sites importants et en réalisant ensuite la numérisation et le relevé topographique haute précision de ces sites. « Au départ, nous avions simplement prévu de collecter des scans en 3D et de former le personnel local à ces technologies » raconte M. Silcock. « Mais ce voyage s’est transformé en un échange permanent d’informations de fond avec nos collègues du Fujairah sur la cartographie générale et la gestion des ressources. »

Avec les cinq sites du Fujairah numérisés, soit 23 scans séparés au total, le projet nous a permis d’avoir suffisamment de données pour plus d’un an de traitement et d’analyse. Contrairement à un prestataire commercial, l’équipe du RMIT a partagé gracieusement l’ensemble des données avec la Direction du Tourisme et des Antiquités, celle-ci intervenant sur les données par l’intermédiaire du logiciel Trimble RealWorks Viewer. Lorsque notre équipe a présenté le projet final à S.A. Cheikh Mohammed bin Hamad Al Sharqi, le Prince héritier de l’émirat de Fujaïrah fut impressionné non seulement par les données proprement dites mais également par l’énorme potentiel qu’elles représentent pour le Fujaïrah.

Le RMIT tire également profit de sa coopération et du partage des données avec le Fujaïrah car cette relation offre des opportunités pour d’autres recherches et des perspectives de développement de l’éducation et de la formation par le RMIT au Fujaïrah. Elle contribue aussi au rayonnement international du RMIT. Enfin, et c’est là le point le plus important, cette collaboration a permis de progresser sensiblement vers l’objectif de départ à savoir définir un cadre pour mesurer les effets du changement climatique sur les ressources archéologiques vulnérables des régions en voie de développement.

Plus sur Trimble : www.trimble.com