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Détection de fissures submillimétriques sur ouvrages de génie civil

Détecter et classer les fissures du béton et de la maçonnerie selon leur ouverture — à partir d'images de drone ou de smartphone — jusqu'à des fissures plus fines qu'un pixel, car l'ouverture détermine la méthode de réparation.

Contexte

Surveillance non destructive de l’état des ponts, bâtiments et infrastructures. L’enjeu n’est pas seulement de détecter les fissures, mais de les classer selon leur ouverture — sans contact ni échafaudage.

C’est l’ouverture qui compte pour l’inspection : selon la largeur d’une fissure, la méthode de réparation (de remplissage) n’est pas la même. Un système d’inspection doit donc être très précis, car une mauvaise classe d’ouverture conduit à une mauvaise prescription de réparation.

Quatre classes d’ouverture

ClasseOuvertureConséquence
1< 0,3 mmFissures les plus fines — souvent plus étroites qu’un pixel ; réparation spécifique
20,3 – 0,7 mmMéthode de réparation différente
30,7 – 1 mmMéthode de réparation différente
4≥ 1 mmMéthode de réparation différente

Chaque classe appelle sa propre méthode de remplissage ou de réparation : la classification conditionne donc directement la décision de maintenance.

Le défi du sous-pixel

La principale difficulté est de descendre sous la taille du pixel. Une fissure de 0,3 mm ne couvre même pas un pixel entier aux résolutions d’inspection courantes — et le système doit pourtant la détecter, même lorsque la résolution au sol est un peu plus grossière que 0,3 mm.

Pourquoi est-ce possible ? Une fissure plus fine qu’un pixel ne disparaît pas : elle occupe une partie des pixels qu’elle traverse et modifie légèrement leur intensité par rapport à la surface environnante. Pris isolément, ce signal de pixel partiel est faible ; mais une fissure est un élément continu et allongé : le même contraste ténu se répète de façon cohérente sur de nombreux pixels voisins. C’est en exploitant ce contraste et cette continuité qu’on peut détecter la fissure — et estimer son ouverture — au-delà de la résolution nominale de l’image.

Acquisition : drone et smartphone

  • Photographie par drone — acquisition haute résolution des surfaces des ouvrages, pour les structures étendues ou difficiles d’accès.
  • Photographie au smartphone — l’approche fonctionne aussi sur des images prises au téléphone portable, ce que j’ai testé, ce qui permet une inspection rapprochée avec un équipement courant.

Chaîne de traitement

Méthodes

  • Acquisition haute résolution des surfaces des ouvrages par drone ou smartphone.
  • Segmentation des fissures par vision par ordinateur / apprentissage profond sur béton et maçonnerie.
  • Calibration métrique et analyse sous-pixel pour l’estimation de l’ouverture des fissures.
  • Classification en quatre classes d’ouverture associées aux méthodes de réparation.

Résultats

  • Inspection non destructive et reproductible des ouvrages de génie civil.
  • Cartes de défauts géolocalisées pour hiérarchiser les interventions de maintenance.

Modèles et visuels à venir.

Stack technique

Python · OpenCV · apprentissage profond · drone RVB haute résolution · imagerie smartphone · photogrammétrie