La photogrammétrie reconstruit un terrain, un ouvrage ou un objet en trois dimensions à partir de photographies prises sous plusieurs angles avec un fort recouvrement. Le logiciel repère des points homologues d’une image à l’autre, calcule la position de chaque prise de vue puis celle de chaque point par triangulation. Les livrables produits sont des nuages de points, des orthophotos, des modèles numériques de surface et des modèles 3D texturés. La précision obtenue dépend du capteur, de la taille de pixel au sol (GSD), du géoréférencement et des conditions de vol, jamais d’un seul de ces facteurs pris isolément.
Un cubage de stock contesté, une façade à relever avant travaux ou un talus à surveiller après un épisode pluvieux posent tous le même problème : il faut une mesure fiable, rapide à produire et comparable d’une mission à l’autre. La photogrammétrie par drone professionnel répond à ce besoin, à condition de maîtriser la prise de vue, le calage géographique et le traitement des images. Sur les surfaces dégagées et texturées, c’est une méthode de mesure fiable et reproductible ; sous la végétation dense, la lasergrammétrie (LiDAR) prend le relais. Cet article explique le principe, les facteurs qui gouvernent la précision, les livrables attendus et les applications métiers les plus courantes.
Sommaire
Le mot est formé à partir du grec phôs (lumière), gramma (ce qui est écrit ou dessiné) et metron (la mesure) : il s’agit littéralement de mesurer à partir de ce que la lumière a dessiné. Comprendre les mécanismes sous-jacents permet de mieux anticiper les limites de la méthode et de configurer correctement une mission.
Le point de départ est une série de photos qui se chevauchent largement. Le logiciel y détecte des milliers de points caractéristiques, puis cherche ceux qui représentent le même détail physique sur plusieurs images : ce sont les points homologues. Connaissant la position et l’orientation de deux prises de vue, on peut tracer depuis chacune un rayon qui passe par le point observé, et l’intersection de ces rayons donne sa position en trois dimensions. C’est le principe de la triangulation, que notre cerveau applique en permanence en comparant les images de nos deux yeux. Plus un point est vu depuis des angles différents et nets, plus sa position est déterminée avec fiabilité.
Les logiciels actuels s’appuient sur une famille d’algorithmes appelée Structure from Motion (SfM). Ils estiment simultanément la position de chaque prise de vue, les paramètres internes de la caméra et un premier nuage de points épars. Un ajustement global, appelé compensation par faisceaux, répartit ensuite les erreurs résiduelles sur l’ensemble du bloc d’images pour le rendre cohérent. Vient enfin la corrélation dense, qui calcule un point pour une grande partie des pixels et fait passer le nuage de quelques milliers à plusieurs millions de points. Cette dernière étape est la plus gourmande en calcul, ce qui explique l’importance du dimensionnement du poste de traitement.
La photogrammétrie est une méthode passive : elle exploite la lumière naturelle réfléchie par les surfaces et enregistrée par un appareil photo. La lasergrammétrie, souvent désignée par l’acronyme LiDAR (Light Detection and Ranging), est une méthode active : le capteur émet ses propres impulsions laser et mesure le temps de retour de chacune d’elles. Les deux technologies produisent des nuages de points, mais elles ne voient pas le terrain de la même façon et n’ont pas les mêmes limites. Garder cette distinction en tête évite bien des erreurs de choix de capteur, notamment sur les zones boisées ou les surfaces réfléchissantes. Nous y revenons en détail dans la troisième partie de cet article.
La photogrammétrie par drone a rendu accessible une méthode qui demandait autrefois des opérateurs spécialisés et des appareils de restitution coûteux. Le drone ajoute une prise de vue à basse altitude, planifiable et répétable, qui rend la technique opérationnelle sur des chantiers de toutes tailles.
Ces livrables alimentent ensuite les logiciels de système d’information géographique (SIG), de conception assistée par ordinateur (CAO) ou de modélisation des informations du bâtiment (BIM), selon le métier et le projet.
Un modèle photogrammétrique n’est jamais meilleur que les images qui l’alimentent. La qualité du résultat se joue autant sur le terrain qu’en traitement, et les erreurs d’acquisition sont rarement rattrapables en post-traitement.
Les photos doivent se recouvrir fortement dans le sens du vol et entre deux lignes de vol, afin que chaque point du terrain apparaisse sur plusieurs clichés. Un recouvrement insuffisant crée des trous dans le nuage ou fait échouer l’assemblage, en particulier sur les zones boisées, les surfaces uniformes et les terrains en pente. Les valeurs recommandées par l’éditeur du logiciel de traitement constituent une bonne base, à augmenter quand le terrain est difficile. C’est pourquoi on confie la trajectoire à un logiciel de planification plutôt qu’au pilotage manuel. Le flou est l’ennemi principal de la corrélation : une vitesse d’obturation adaptée à la vitesse du drone et une sensibilité ISO maîtrisée limitent à la fois le flou de bougé et le bruit numérique. Une lumière diffuse, par temps légèrement couvert, réduit les ombres portées qui masquent les détails et perturbent l’appariement des points.
Les vues verticales, dites nadirales, conviennent à la cartographie de surfaces planes et à la production d’orthophotos. Dès qu’il s’agit de façades, d’ouvrages d’art ou de fronts de taille, des vues obliques sont indispensables pour capturer les parois verticales. Les parties masquées, comme les dessous de corniche ou les passages couverts, se complètent souvent par des prises de vue au sol, que le logiciel assemble avec les images aériennes. Dans tous les cas, la mission se prépare dans le cadre réglementaire applicable, catégorie Ouverte ou Spécifique selon la zone et la proximité des tiers, conformément au règlement UE 2019/947.
La taille de pixel au sol, ou Ground Sample Distance (GSD), représente la dimension au sol couverte par un pixel de l’image. Elle dépend de la hauteur de vol, de la focale et de la taille du capteur : plus on vole bas avec un capteur fin, plus le GSD est petit et plus les détails sont visibles. Le GSD fixe une limite au niveau de détail restituable, mais il ne garantit pas à lui seul la précision de la mesure. Deux missions au même GSD peuvent donner des résultats très différents selon le recouvrement, la netteté des images et la qualité du calage. On choisit donc le GSD en fonction du livrable attendu, puis on vérifie la précision sur des points indépendants.
Pour positionner le modèle dans un système de coordonnées réel, deux approches se complètent. La première consiste à poser des cibles au sol et à mesurer leurs coordonnées avec un récepteur du système mondial de navigation par satellite (GNSS) de précision : ce sont les points de contrôle. La seconde équipe le drone d’un récepteur corrigé en cinématique temps réel (RTK) ou en post-traitement (PPK), qui enregistre la position de chaque prise de vue avec une précision fortement améliorée. Le RTK et le PPK réduisent le nombre de cibles à poser, sans les rendre inutiles : quelques points de contrôle indépendants restent la seule façon de vérifier la précision obtenue. En France métropolitaine, le système de référence légal est le RGF93, généralement exprimé en projection Lambert-93 avec des altitudes dans le système NGF-IGN69. Consultez notre guide du GNSS, du RTK et du PPK pour comprendre ces mécanismes en détail.
La seule façon d’affirmer une précision est de la mesurer sur des points indépendants, qui n’ont pas servi au calage du modèle. Le rapport de précision produit par le logiciel donne ces écarts et constitue une pièce utile à joindre au livrable. Méfiez-vous de toute valeur annoncée sans mention du matériel, de la méthode et des conditions de vol.
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Voir le produitLes deux technologies ne s’opposent pas : elles répondent à des contraintes de terrain différentes et se combinent souvent sur les projets complexes. Choisir entre photogrammétrie et lasergrammétrie revient à analyser le terrain, le livrable attendu et le budget disponible, pas à désigner une méthode supérieure à l’autre.
La photogrammétrie offre une texture photographique et un rendu immédiatement lisible, avec un capteur moins coûteux à l’achat. Elle demande davantage de temps de calcul et se heurte aux surfaces peu texturées (eau, vitrages, béton lisse) et à la végétation dense, sous laquelle elle ne voit pas le sol. La lasergrammétrie traverse en partie la végétation grâce à ses échos multiples, fonctionne mieux sur les surfaces peu texturées et fournit un nuage exploitable plus rapidement, au prix d’un investissement matériel plus élevé. La colorisation du nuage LiDAR est possible en associant une caméra au capteur, ce qui rapproche les deux technologies sur le plan du rendu visuel. Pour aller plus loin, notre guide du LiDAR aéroporté par drone détaille les cas d’usage et les capteurs disponibles.
Le tableau suivant résume les critères les plus courants pour orienter le choix entre les deux méthodes. Il ne s’agit pas de règles absolues : un projet complexe peut justifier de combiner les deux approches.
| Critère | Photogrammétrie | Lasergrammétrie (LiDAR) | Remarque |
|---|---|---|---|
| Principe | Passif, à partir de photos | Actif, impulsions laser | Indépendance à l’éclairage pour le LiDAR |
| Texture et rendu visuel | Photoréaliste | Limité, colorisation possible par caméra associée | Avantage photogrammétrie pour le rendu |
| Sol sous végétation dense | Difficile | Adapté selon la densité du couvert | LiDAR recommandé en forêt |
| Surfaces uniformes ou réfléchissantes | Difficiles (eau, vitrages) | Mieux gérées, avec limites sur l’eau | Aucune méthode n’est parfaite sur l’eau |
| Investissement matériel | Modéré | Plus élevé | Dépend du capteur et du drone porteur |
| Temps de traitement | Plus long (corrélation dense) | Plus court | Poste de calcul dimensionnant en photogrammétrie |
Sur les projets où la végétation est partielle et le terrain bien texturé, la photogrammétrie reste souvent le choix le plus économique et le plus rapide à mettre en œuvre. Dès que le couvert végétal est dense ou que la précision du sol est critique, le LiDAR s’impose.
La photogrammétrie par drone couvre un spectre large de secteurs, dès lors que le besoin porte sur une mesure géométrique fiable et reproductible d’une surface ou d’un ouvrage. La clé de la réussite est un protocole identique d’une mission à l’autre : sans cela, les écarts mesurés reflètent la méthode plutôt que la réalité terrain.
Dans le BTP et les carrières, la photogrammétrie sert d’abord au calcul de volumes : stocks, déblais, remblais et avancement de terrassements. Des vols répétés au même protocole permettent de comparer les états successifs d’un chantier et de documenter les écarts avec le projet. Le drone peut réduire fortement la durée d’intervention par rapport à un levé traditionnel point par point, tout en figeant l’intégralité de la zone à une date donnée. Le levé retire aussi les équipes des fronts de taille et des zones de circulation d’engins, ce qui constitue un gain direct en sécurité. Pour les ouvrages d’art, les barrages ou les falaises, le modèle 3D sert de support d’inspection : on y localise fissures, éclats ou déformations sans exposer d’inspecteur en hauteur. Sur les versants instables, la comparaison de modèles successifs aide à repérer des mouvements de terrain avant qu’ils ne deviennent critiques.
Le rendu photoréaliste fait de la photogrammétrie une méthode de choix pour documenter un bâtiment ancien ou un site archéologique. Le modèle texturé conserve l’état d’un édifice à une date donnée et sert de base aux études de restauration. En archéologie, il permet d’enregistrer un site avant et pendant la fouille, lorsque chaque couche disparaît au fur et à mesure du dégagement. En agriculture et en gestion des espaces naturels, la photogrammétrie produit des orthophotos et des modèles de relief utiles au drainage, à l’érosion ou à l’aménagement parcellaire. L’analyse de la vigueur de la végétation ou du stress hydrique relève en revanche d’autres capteurs, multispectraux ou thermiques, dont les images peuvent ensuite être assemblées par les mêmes logiciels. Retrouvez les matériels adaptés à ces usages dans notre gamme de drones aériens professionnels et dans notre catalogue de logiciels métier.
Maîtriser la chaîne complète, de la préparation de mission au rapport de précision, demande de la pratique encadrée. Escadrone accompagne ses clients à chaque étape : conseil avant-vente assuré par des pilotes exploitants, distribution multimarque sans parti pris, atelier technique interne pour l’installation, la maintenance et le support SAV en France, et formations dispensées en petits groupes sur du matériel récent. Plus de 3 000 professionnels ont été formés depuis 2014, avec une note Google de 4,9/5 sur 190 avis, et des clients comme EDF, Bureau Veritas, le CNRS ou Vinci font confiance à Escadrone pour leurs équipements et formations. Pour un premier échange sur votre projet de relevé photogrammétrique, réservez une visio avec un spécialiste ou demandez un devis directement depuis notre boutique en ligne.
La précision dépend d’un ensemble de facteurs : le capteur, la taille de pixel au sol (GSD), le recouvrement, la netteté des images, la qualité du positionnement GNSS et la présence de points de contrôle. Elle se distingue aussi entre précision relative, qui porte sur la cohérence interne du modèle, et précision absolue, qui porte sur son positionnement dans un système de coordonnées. Avec un protocole rigoureux, un drone équipé en RTK ou PPK et des points de contrôle bien répartis, on peut atteindre une précision de quelques centimètres selon les conditions.
La seule façon d’affirmer une précision est de la mesurer sur des points indépendants, qui n’ont pas servi au calage du modèle. Le rapport de précision produit par le logiciel donne ces écarts et constitue une pièce utile à joindre au livrable. Méfiez-vous de toute valeur annoncée sans mention du matériel, de la méthode et des conditions de vol.
Un drone RTK ou PPK enregistre la position de chaque prise de vue avec une précision fortement améliorée, ce qui réduit le nombre de cibles nécessaires au calage. Sur une petite zone bien couverte, quelques points peuvent suffire là où une mission sans correction en aurait demandé beaucoup plus. Le gain de temps sur le terrain est réel, surtout sur les grandes surfaces ou les zones difficiles d’accès.
Les points de contrôle gardent néanmoins un rôle que rien ne remplace : vérifier la précision obtenue. Sans eux, une erreur de configuration du système de coordonnées ou de la correction passe inaperçue jusqu’à l’utilisation du livrable. Pour un rendu professionnel, prévoyez toujours quelques points indépendants mesurés au GNSS de précision.
La photogrammétrie reconstruit la géométrie à partir de photographies et de la lumière ambiante, tandis que la lasergrammétrie mesure directement des distances grâce à ses propres impulsions laser. La première donne une texture photoréaliste, la seconde une géométrie mesurée qui dépend moins de l’éclairage et de la texture des surfaces. Sous la végétation ou sur des surfaces uniformes, le laser est généralement plus adapté.
Les deux technologies se combinent souvent : le laser apporte la géométrie et la pénétration du couvert, les images apportent la couleur et la lisibilité. Le choix dépend du livrable attendu, de l’environnement et du budget. Notre guide du LiDAR aéroporté par drone détaille les options disponibles.
La photogrammétrie elle-même ne demande pas d’autorisation spécifique, mais le vol du drone relève de la réglementation européenne (règlement UE 2019/947). Selon la masse du drone, sa classe, la zone survolée et la proximité des personnes, la mission s’inscrit en catégorie Ouverte ou en catégorie Spécifique, avec des titres de télépilote et des démarches différentes. Un relevé en zone peuplée ou hors vue n’obéit pas aux mêmes règles qu’un levé en campagne à distance des tiers.
Avant chaque mission, vérifiez les zones réglementées et les démarches applicables auprès des sources officielles de la Direction générale de l’aviation civile (DGAC), qui évoluent régulièrement. L’enregistrement de l’exploitant sur la plateforme AlphaTango est obligatoire dès 250 g ou dès qu’il y a une caméra embarquée. Si vous souhaitez vous former aux exigences réglementaires, notre catalogue de formations professionnelles présente les parcours disponibles.
Le choix du logiciel dépend du volume de données, des livrables attendus et de l’intégration dans vos outils existants. Des solutions comme Agisoft Metashape ou Pix4D couvrent l’ensemble de la chaîne, de l’alignement des images à l’export des modèles vers les logiciels SIG, CAO ou BIM. La corrélation dense sollicite fortement le processeur, la carte graphique et la mémoire vive : un poste sous-dimensionné rallonge significativement les temps de calcul.
Il est plus efficace de dimensionner la station de traitement en fonction de la taille réelle des projets que vous traitez, plutôt que de viser une configuration générique. Les recommandations de réglages et de paramètres varient selon l’éditeur du logiciel : référez-vous toujours à sa documentation officielle pour les valeurs de recouvrement, de résolution et d’export. Vous trouverez les solutions de traitement que nous distribuons dans notre gamme de logiciels métier.
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