Traitement des images dans le visible

Traitement des images dans le visible

La caméra Gopro permettant les prises de vue dans le visible est équipée d’un objectif grand-angle afin de couvrir complètement la surface du sol. Cependant, ce type d’objectif à l’inconvénient de produire des images distordues. On observe en effet que les arêtes entre le sol et les autres parois sont courbes, ni parallèles, ni rectilignes (Fig. VI.10) .Une procédure de correction de l’image a été mise en place sur la base d’une transformation appliquée aux coordonnées .Les coefficients K1 et K2 ont alors été déterminés par tests de performances successifs dont le principe est de calculer la courbure des arêtes entre sol et autre parois. Dans cette optique, ces arêtes ont été repérées sur l’image grâce à un ruban rouge que l’on voit sur la figure VI.10. Les points dessinant ces arêtes sont alors mathématiquement reliés selon une fonction polynômiale du second degré y = a.x2 + b.x + c . L’objectif de la transformation étant de limiter la courbe des arêtes, il s’agit alors de calculer K1 et K2 tels que a → 0 , de telle sorte que les arêtes dessinent une droite d’équation y = b0x + c0. Les résultats de cette procédure montrent que la correction est optimale pour K1 = 135 et K2 = 0, 425. Nous obtenons alors une fonction polynômiale de second degré avec a ≈ 10–6m–2 contre a ≈ 10–3m–2 sans correction. La distorsion est alors quasiment corrigée : les arêtes qui apparaissent en blanc semblent redressées (Fig. VI.11.a et VI.11.b).Nous avons cependant remarqué une autre déformation de l’image liée au niveau et l’assiette approximative de la caméra. Il apparait effectivement un effet de perspective : les arêtes des parois de côtés, censées être parallèles, semblent se rejoindre si elles sont prolongées (Fig. VI.11.b). Une correction de perspective, dont le principe est d’allonger progressivement les distances entre points de même ordonnées, a été appliquée afin de garder constante la distance entre points censés être parallèles. Il en résulte des images beaucoup moins distordues, dont les arêtes semblent bien parallèles (Fig VI.12). 

MODÉLISATION DYNAMIQUE TRIDIMENSIONNELLE AVEC TACHE SOLAIRE POUR LA SIMULATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE D’UN BÂTIMENT BASSE CONSOMMATION 

Cette thèse  s’inscrit dans le contexte du développement de Bâtiments Basse Consommation. La conception de telles constructions les rend sensibles aux sollicitations internes liées à l’occupation ou au chauffage, et aux sollicitations climatiques. Aussi, les outils de thermique du bâtiment existants ne sont pas adaptés pour simuler assez fidèlement ce type de bâtiments, si bien qu’un modèle tridimensionnel et dynamique a été développé ici. Celui-ci présente plusieurs particularités : il s’appuie sur une discrétisation spatiale optimisée des parois, la tache solaire y est localisée et l’intégration des dynamiques des conditions environnementales est assurée par un solveur numérique à pas de temps adaptatif et un seul nœud d’air est considéré. La validation du modèle s’est faite par inter-comparaison avec des logiciels existants et suivant une confrontation avec des mesures en conditions réelles réalisées dans une cellule de BESTlab d’EDF R&D. Un suivi visuel de la tache solaire a permis de confirmer sa bonne localisation par notre modèle. Des mesures de température en surface complétées par des cartographies thermographiques ont été comparées aux champs de températures simulés, montrant une bonne concordance. Les comparaisons de températures d’air mesurées et simulées ont montré des résidus ne dépassant pas 1,5 ˚C, pour des erreurs moyennes de 0,5 ˚C. La pertinence des deux principales innovations du modèle a été ensuite démontrée : l’utilisation d’entrées échantillonnées à la minute associées à un solveur à pas de temps adaptatif permet de minimiser les erreurs de simulation : en mi-saison, les résidus maximaux sont respectivement de 1 ˚C et 2 ˚C pour des entrées à la minute et à l’heure, pour des erreurs moyennes de 0,5 ˚C et 0,84 ˚C. Des erreurs plus importantes sont constatées en été, alors qu’en hiver, les températures d’air simulées tendent à plus osciller autour de la consigne quand le pas d’échantillonnage des entrées s’allonge. Deux modèles unidimensionnels, représentatifs de modèles courants, M1D,sol diluant le rayonnement solaire sur le sol seul et M1D,parois le distribuant de façon homogène sur les parois au pro rata de la taille de la tache solaire censée les frappées, ne dégradent que légèrement la précision des calculs de température d’air. Cependant, ces modèles 1D ne permettent pas de calcul des champs de températures sur les parois si bien qu’ils présentent des erreurs locales dépassant 20 ˚C aux endroits touchés par la tache solaire. Enfin en hiver, le modèle 3D permet de prédire des consommations de chauffage surestimées de 6,5 % quand M1D,parois les surestime de 11 % et M1D,sol de 22 %. Les améliorations apportées par notre modèle ont été confirmées pour d’autres types de cellules. D’ailleurs des écarts plus importants entre M1D,sol et le modèle 3D ont été observés pour une cellule dont parois et sol ont des compositions très différentes, alors que l’orientation a aussi un impact. Ce travail confirme la nécessité de représenter finement les phénomènes physiques pour des locaux basse consommation. Des améliorations sont à intégrer, comme la description de l’anisothermie de l’air intérieur.