Modélisation 3D high tech pour nos villes

Grâce à un "ScanVan" innovant, une équipe suisse pluridisciplinaire a exploré l’avenir de la numérisation urbaine dans ses dimensions théoriques, techniques et juridiques. Elle a par exemple modélisé la ville de Sion.

Une technique ultramoderne qui permet une modélisation continue, grâce à un appareil qui permet de voir en sphère, sans angle mort. Et un enjeu d'avenir pour les villes qui pourront déployer des services en réalité augmentée et optimiser l'usage de leur espace public, par exemple pour les voitures autonomes.

Equipe tripartite

ScanVan est le fruit de quatre années de développement, une collaboration suisse tripartite entre l’Institut de recherche en systèmes industriels de la HES-SO Valais/Wallis, le Laboratoire d’humanités digitales de l’EPFL et l’ITSL (Center for Information Technology, Society, and Law) de l’Université de Zurich, avec un financement provenant du Programme national de recherche «Big Data» du FNS.

L'équipe a suivi ce projet dans son ensemble, de la conception théorique à la mise en oeuvre pratique en passant par des réflexions sur de futures applications sociales et commerciales.

Protection des données

Il y avait de grands défis, comme la protection des données. En 2020, l’Université de Zurich a rejoint le projet pour étudier les problèmes de protection de la vie privée que pouvait soulever le développement de modèles 3D de haute résolution. Florent Thouvenin et son équipe ont réfléchi à la manière de garantir la conformité réglementaire des techniques d’acquisition du ScanVan avec la législation suisse qui protège les données personnelles identifiables. Une approche de protection de la vie privée dès la conception a été adoptée pour créer les interfaces d’exploration. Cela inclut des processus algorithmiques automatiques pour flouter les données identifiables des individus et véhicules, ainsi qu’un contrôle humain supplémentaire pour favoriser la transparence auprès du public.

Excellente qualité en un seul passage

Le ScanVan permet de franchir une nouvelle étape importante dans le domaine de la technologie de l’information et des communications: la production de modèles urbains en 3D. La plupart des systèmes de balayage actuels utilisent des systèmes laser extensibles ou bien des approches photogrammétriques reposant sur des appareils photographiques standard qui ne sont pas infaillibles et qui nécessitent plusieurs séries de balayages. L’équipe du ScanVan a développé un système d’acquisition sphérique omnidirectionnel associé à un algorithme dédié qui garantit une haute efficacité de balayage et de calcul photogrammétrique. Installé sur un véhicule en marche (le ScanVan), ce système produit des images sphériques par incréments réguliers.

Dans la pratique, le ScanVan nécessite de passer une seule fois dans une rue pour acquérir suffisamment de données pour une reproduction tridimensionnelle, explique Nils Hamel. «L’objectif est de tirer parti d’un appareil capable de voir toute la sphère qui l’entoure pour capturer chaque aspect de la scène en une seule prise. Une telle stratégie atténue considérablement le problème de connectivité de l’image car les captures réalisées les unes à proximité des autres garantissent un important chevauchement dans chaque cas.»

Système compact et évolutif

Alors que le ScanVan est encore au stade de prototype, il laisse présager de futures répercussions sur le déploiement commercial et la gestion de services qui dépendent de la numérisation urbaine, comme les programmes de voiture autonome: un lien peut être visité avec le mobility lab Sion-Valais. Le ScanVan est un système assez compact et évolutif et il ouvre des possibilités pour les gouvernements locaux et les entreprises de réclamer une plus grande autonomie dans la gestion des données vis-à-vis des mastodontes actuels en numérisation urbaine comme Google. Cela permettrait également de gérer les décisions sur la vie privée des personnes de manière plus localisée et publiquement responsable.