Essais & Simulations n°139

MESURES
MÉTHODE
Philippe Baussart
Chez le constructeur Thales Alenia Space, Philippe Baussart est le référent métier
Alignement TAS-F spécialisé en photogrammétrie, responsable alignement des
programmes science ESA (Planck – Herschel) et charges utiles optiques. Il assure
à la fois la définition et la mise en œuvre des essais, et l’exploitation des mesures
en fonction des exigences techniques exprimées par les analystes thermique et
mécanique.
La photogrammétrie :
un procédé fiable et incontournable pour
une caractérisation 3D précise d’un satellite
1 ère partie
Opérationnelle depuis plus de vingt ans au sein du Département en charge des Intégrations et essais satellites
de Thales Alenia Space à Cannes, la photogrammétrie est une technique optique éprouvée qui a trouvé
naturellement sa place comme moyen de métrologie dimensionnelle : elle est souple, précise, efficace et,
comme nous allons le voir, robuste.
LES ORIGINES DU PROCÉDÉ
La photogrammétrie s’appuie sur l’analyse géométrique de
clichés photographiques. Elle se base en cela sur les lois de
l’optique géométrique pour déterminer, par triangulation,
les coordonnées 3D de points spécialement repérés sur
des structures simples ou complexes. En théorie, tout ce
qui est visible sur un cliché est mesurable, et, par suite
d’une redondance des informations inhérente au procédé,
quantifiable en terme de précision. Née au XIX e siècle
avec les débuts de la photographie, la photogrammétrie a
longtemps été basée uniquement sur la perception de l’effet
stéréoscopique. Elle fut entre autres choses appliquée pour
effectuer des relevés topographiques des sols depuis un
avion. Depuis le début des années 80, les développements de
l’informatique* ont permis de passer d’une représentation
mécanique de la position relative de paires de clichés à une
représentation mathématique 3D d’un nombre quelconque de
clichés. Il est en effet devenu possible de traiter, en simultané,
plusieurs centaines d’images d’un objet décrit par plusieurs
milliers de points habituellement matérialisés par des cibles
positionnées en des points précis de la structure : les résultats
sont obtenus dans des délais non seulement raisonnables
mais également compatibles avec les exigences industrielles !
Les processus sont accélérés grâce à la matérialisation des
points de mesure caractéristiques d’un objet par des cibles
spécifiques qui sont accessibles aux algorithmes d’analyse
d’images. De plus, chaque point étant multi-triangulé au
moyen d’un grand nombre de prises de vue, la redondance des
informations assure l’établissement de systèmes d’équations
très fortement hyperstatiques. L’intérêt fondamental d’une
mesure photogrammétrique exploitée par ce type d’analyse
*Pour se faire une idée de l’évolution des moyens informatiques les plus utilisés,
rappelons simplement qu’entre les années 80 et aujourd’hui, les tailles de RAM sont
passées de quelques dizaines de de ko à quelques dizaines de Go (multiplication
par 106), la vitesse des processeurs de 1 ou 2 MHz à 4,2 GHz (multiplication par
environ 4.106), la capacité de stockage de quelques centaines de ko à plusieurs
To, et se sont ajoutées à cela de nouvelles architectures comme la mémoire cache
et l’Unité Arithmétique et Logique qui traite les opérations mathématiques en
parallèle.
46 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°139 • novembre-décembre 2019