• Archéologie : La thermographie aérienne

     Découvertes extraordinaires

    LA THERMOGRAPHIE AÉRIENNE


    Comment la thermographie aérienne révolutionne l'archéologie 

    Archéologie : La thermographie aérienne


    Une étude dirigée par l'université privée américaine Dartmouth College a démontré comment la thermographie aérienne est en train de transformer l'archéologie en raison des progrès de cette technologie.

     Les caméras thermiques actuelles, ainsi que les drones et les logiciels de photogrammétrie apportent un nouveau domaine de possibilités de collecte de données sur les sites.

     Les découvertes, publiée dans la revue Advances in Archaeological Practice, servent de manuel sur la façon d'utiliser la thermographie aérienne. En effet, les co-auteurs espèrent inspirer d'autres chercheurs à appliquer cette méthodologie dans leur travail.

     Les archéologues utilisent depuis longtemps des images infrarouges thermiques pour localiser des constructions enfouies et autres éléments du paysage culturel. Le rayonnement infrarouge thermique associé aux caractéristiques archéologiques dépend de plusieurs variables, dont la composition du sol, sa teneur en humidité et sa couverture végétale.

     Les anciennes méthodes géophysiques conventionnelles, comme l'arpentage, permettaient aux archéologues d'obtenir des données de terrain sur la base d'un hectare par jour. Mais aujourd'hui, la thermographie arienne permet de recueillir des données d'enquête sur le terrain sur une zone beaucoup plus vaste et en beaucoup moins de temps.

    Archéologie : La thermographie aérienne

    a) Orthoimage en couleur d'une zone étudiée à Enfield Shaker Village, New Hampshire, avec la localisation des constructions historiques indiquées sur un plan de 1917; (b) données d'une étude de gradiométrie magnétique; (c) imagerie thermique brute depuis une caméra thermique radiométrique; et (d) imagerie thermique traitée pour ne montrer que les valeurs présentent sous la pelouse (Images de Jesse Casana, Austin Chad Hill et Elise Laugier)
     

    Les avantages de la thermographie aérienne.

     Les anciennes caméras étaient incapables d'enregistrer des données de spectre complet ou des données de température pour chaque pixel d'une image. Maintenant les caméras thermiques radiométriques associées à de petits drones peu coûteux et faciles à piloter (ils peuvent être contrôles avec un smartphone ou une tablette), rendent la thermographie aérienne plus précise, compréhensible et accessible.

     Cartographier plusieurs images aériennes ensemble est aussi devenu plus facile grâce à de nouveaux logiciels photogrammétriques, qui alignent automatiquement les images et les fonctionnalités de l'ortho-image (une ortho-image est une image, aérienne ou satellitaire, superposable à une carte.); ils corrigent aussi une image pour rendre l'échelle uniforme.

    Des études de cas concluants

     Les chercheurs ont mené des études de cas dans six sites archéologiques en Amérique du Nord, en Méditerranée et au Moyen Orient pour évaluer l'efficacité des relevés thermiques aériens.

     Ils ont analysé comment le temps, l'environnement, le moment de la journée, la couverture de sol et les caractéristiques archéologiques peuvent affecter les résultats. Ils ont aussi comparé leurs trouvailles à de précédentes études et images historiques.

     Ainsi, par exemple, sur une implantation ancestrale Pueblo à Blue J au Nouveau Mexique, les chercheurs ont été capables de cartographier en détail les plans architecturaux d'une dizaine de maisons anciennes. Cette découverte a été rendue possible par les conditions optimales du site, la matrice du sol, la faible densité de la couverture végétale et les conditions environnementales au moment de la thermographie aérienne.

     Ils ont pu aussi reconnaitre les traces de bâtiments et voies historiques enfouis depuis longtemps dans le village Shaker à Enfield, New Hampshire.

     "Une grande partie de ce que nous avons appris de nos recherches à ce jour montre à quel point les conditions environnementales locales et le calendrier des relevés peuvent influer sur la façon dont les images thermiques peuvent révéler des vestiges archéologiques. Ainsi, mieux nous comprenons ces paramètres, mieux nous sommes en mesure de déployer la technologie. Je pense que nos résultats démontrent le potentiel de la thermographie aérienne pour transformer la façon dont nous explorons les paysages archéologiques dans de nombreuses régions du monde." rapport Jesse Casana, professeur associé en anthropologie à Dartmouth, qui a utilisé des drones en thermographie aérienne pendant cinq ans dans ses recherches historiques.

    Source : decouvertes-archeologiques

     

     Archéologie : La thermographie aérienne

     Découverte d'une cité maya de plus de 2000 km² au Guatemala


    Loin d'être une civilisation éparse, la société maya était complexe et structurée, comme le prouve la découverte de cette mégalopole de plus de 2000 km², faite d'habitations, de palais et de pyramides. C'est une découverte fondamentale dans l'écriture de l'histoire maya. Les archéologues et chercheurs sont parvenus à identifier les ruines de plus de 60 000 maisons, palaces, chaussées et même des pyramides, recouvertes depuis des siècles par la jungle du nord du Guatemala.

    Une technologie révolutionnaire de détection et télémétrie par ondes lumineuses appelée LiDAR, montée sur des drones, permet de pénétrer le feuillage dense et de localiser les dolines naturelles grâce à des capteurs thermiques. En cartographiant les mouvements d'eaux dans les passages souterrains du site, les chercheurs espéraient localiser des systèmes souterrains auxquels il est fait référence dans l'histoire orale maya, mais dont l'existence n'avait jamais été confirmée.

    Le balayage laser et la photogrammétrie ont permis à l'équipe de restituer de façon extrêmement précise et en trois dimensions les ruines d'une civilisation pré-colombienne bien plus complexe et interconnectée que les spécialistes des Mayas ne le supposaient.

    « Les images produites par cette technologie montrent bien que la région entière était très organisée et plus densément peuplée qu'on ne l'imaginait, » explique Thomas Garrison, archéologue à l'université d'Ithaca et explorateur National Geographic spécialisé dans l'usage des technologies numériques appliquées aux recherches archéologiques.

    Thomas Garrison fait partie d'un consortium de chercheurs qui ont pris part aux recherches menées par la fondation PACUNAM, un fonds de recherche guatémaltèque qui soutient les projets de recherche scientifique, le développement durable et la préservation de l'héritage culturel.

    Le projet a permis de quadriller plus de 2 100 km² de la réserve de biosphère Maya dans la région de Petén, au Guatemala, avec pour résultat les plus importantes données jamais récoltées à des fins archéologiques grâce à la technologie LiDAR.

    Les archéologues pensaient connaître les pyramides passées et présentes du monde ; ils avaient tort : les données LiDAR ont permis la découverte d'anciennes pyramides maya dans les régions montagneuses, non loin du centre de la cité. Par ailleurs une structure d'apparence naturelle pourrait être, d'après les archéologues, le tombeau encore intact d'un des plus riches rois mayas.


    Les résultats suggèrent que l'Amérique centrale abritait une civilisation fortement avancée qui à son apogée il y a 1 200 ans était plus comparable aux cultures sophistiquées de la Grèce ancienne ou la Chine antique qu'aux villes-États dispersés et peu organisés que l'on se représentait.

    En plus des centaines de structures jusqu'alors inconnues, les images LiDAR mettent en exergue de hautes chaussées reliant entre eux des centres urbains et des gravières. De complexes systèmes d'irrigation et de terrasses soutenaient une agriculture intensive, capable de nourrir les hommes qui ont à jamais transformé les paysages de ces régions.

    Les Mayas n'avaient recours ni à la roue ni aux bêtes de somme, et pourtant c'est une « civilisation qui a littéralement soulevé des montagnes, » s'émerveille Marcello Canuto, archéologue à l'université de Tulane, qui a pris part au projet.

    « Nous avons cette perception occidentale qu'une civilisation complexe ne peut pas se développer sous les tropiques, » avance-t-il, faisant référence aux recherches archéologiques qu'il a menées sur le site guatémaltèque de La Corona. « Mais ce que prouvent les résultats de LiDAR, c'est que l'Amérique centrale, de la même manière qu'Angkor Vat au Cambodge, était un lieu de développement majeur pour des civilisations complexes et innovantes. » 

    UN APERÇU INÉDIT SUR LE PASSÉ

    « LiDAR est en train de révolutionner l'archéologie de la même manière que le télescope spatial Hubble a révolutionné l'astronomie, » estime Francisco Estrada-Belli, archéologue à l'université de Tulane et explorateur National Geographic. « Plus d'une centaine d'années nous seront nécessaires pour traiter et analyser toutes les données recueillies dans cette région et comprendre véritablement ce que nous voyons. » 

    L'étude a déjà permis de nombreuses révélations comme l'existence de lien entre les cités, la militarisation et l'aménagement du territoire maya. À son apogée au cours de la période classique (environ 250 à 900 après notre ère), la civilisation maya occupait un territoire deux fois plus grand que l'Angleterre médiévale qui était bien plus densément peuplée que cette dernière. 

    « La plupart des scientifiques estimaient la population maya à environ 5 millions de personnes, » indique Francisco Estrada-Belli, qui dirige un projet archéologique pluridisciplinaire à Holmul, au Guatemala. « Avec ces nouvelles données il n'est plus possible d'estimer cette population à moins de 10 ou 15 millions de personnes - dont beaucoup vivaient dans les régions marécageuses basses que l'on pensait jusqu'ici inhabitables. »

    Virtuellement toutes les cités maya étaient connectées par des chaussées suffisamment larges pour supposer une circulation dense et fréquente pour les échanges et les interactions régionales. Ces chaussées étaient élevées pour maintenir la circulation durant la saison des pluies. Dans cette région du monde où il pleut soit trop soit trop peu, le niveau des eaux était observé et anticipé avec beaucoup d'attention et maîtrisé par le moyen de canaux, de digues et de réservoirs.

    Parmi les découvertes faites récemment, l'omniprésence des remparts, des terrasses et des forteresses est sans doute la plus surprenante. « Les guerres n'ont pas seulement eu lieu à la fin de la civilisation maya. La guerre était un état de fait permanent, systématique, pendant de très nombreuses années, » explique Thomas Garrison. L'étude révèle par ailleurs des milliers de trous creusés par des pilleurs de tombes.

    « Si ces sites sont une découverte pour nous, ils étaient manifestement connus des pilleurs, » se désole Marianne Hernandez, présidente de la fondation PACUNAM. Autre menace pour ces sites historiques : le Guatemala perd plus de 10 % de ses forêts chaque année, et la perte d'habitats naturels s'accélère près de la frontière avec le Mexique alors que les intrus brûlent et coupent des pans entiers de forêts pour s'y installer.
     En identifiant ces sites et en comprenant un peu mieux qui étaient ces peuples anciens, nous espérons sensibiliser le plus grand nombre sur l'importance de la préservation de ces espaces, » continue Marianne Hernandez.

    L'étude est la première phase du projet PACUNAM LiDAR, d'une durée de trois ans, qui permettra de cartographier plus de 14 000 km² dans les régions basses du Guatemala, autrefois occupées par les civilisations précolombiennes qui se sont ensuite déplacées au nord vers le Golfe du Mexique.

    Source : nationalgeographic.

      Liste des cités Maya

    Archéologie : La thermographie aérienne

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    Tikal

    Plus de 60 000 structures ont été révélées grâce à un balayage laser puis reconstituées en 3D.


    Un consortium international d’une trentaine de chercheurs vient de réaliser une « percée majeure » en mettant au jour un réseau de cités mayas bien plus vaste qu’imaginé jusqu’à présent, rapporte ce jeudi le magazine National Geographic. L’existence de plus de 60 000 structures - maisons, fortifications, palais et grandes routes surélevées -, dissimulées depuis des siècles sous la jungle de la région de Petén, dans le nord du Guatamela, a été révélée, grâce à un balayage laser.

    Les scientifiques ont utilisé une technologie connue sous le nom de LiDAR, pour « Light detection and ranging » (détection et télémétrie par ondes lumineuses, en français). Pas besoin de couper des arbres : la forêt a été retirée « numériquement » d’images aériennes, révélant les ruines d’une civilisation précolombienne tentaculaire, plus complexe que les spécialistes le supposaient.

    La taille et la densité de ce foyer de population ont été « grossièrement sous-estimées », a commenté l’archéologue Thomas Garrison. Ce n’est plus 2 à 5 millions d’habitants, mais 15 à 20 millions de Mayas qui vivaient dans les plaines, assurent les experts.

    Source : .leparisien #xtor=AD-1481423551

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    LE LIDAR

     (détection et télémétrie par ondes lumineuses)

    Appareil qui émet un faisceau laser et en reçoit l'écho (comme le radar), permettant de déterminer la distance d'un objet.

    Archéologie : La thermographie aérienne

      La télédétection par laser ou lidar, acronyme de l'expression en langue anglaise « light detection and ranging » ou « laser detection and ranging » (soit en français « détection et estimation de la distance par la lumière » ou « par laser »), est une technique de mesure à distance fondée sur l'analyse des propriétés d'un faisceau de lumière renvoyé vers son émetteur.

    À la différence du radar qui emploie des ondes radio ou du sonar qui utilise des ondes acoustiques, le lidar utilise de la lumière (du spectre visible, infrarouge ou ultraviolet). Celle-ci est quasiment toujours issue d’un laser, et donc cohérente.

    Le principe de la télémétrie (détermination de la distance d’un objet), qui concerne une grande partie des applications du lidar, requiert généralement l’utilisation d’un laser impulsionnel. La distance est donnée par la mesure du délai entre l’émission d’une impulsion et la détection d’une impulsion réfléchie, connaissant la vitesse de la lumière. Une autre classe d’applications basées sur la mesure de vitesse emploie un laser à spectre d’émission fin (une fréquence bien déterminée). C’est l’effet Doppler-Fizeau, soit le décalage de la fréquence de l’onde réfléchie et reçue, qui permet alors de déterminer la vitesse de l’objet. Dans l’atmosphère et les autres milieux diffus, beaucoup d’autres paramètres (concentrations de gaz et de particules spécifiques, densité, température…) peuvent être mesurés si l’on sait isoler l’effet des différentes interactions entre la lumière et la matière le long du faisceau laser.

    Le lidar, instrument incontournable de télédétection active, trouve ses applications en topographie (géomorphologie, altimétrie et bathymétrie), géosciences (risque sismique, météorologie, physique de l’atmosphère) et sciences de l’environnement (étude de la pollution atmosphérique, agronomie & sylviculture), mais aussi dans l’archéologie, la prospection éolienne, la régulation du trafic aérien, le guidage automatique de véhicules terrestres ou spatiaux, ou encore la sécurité routière ou la défense.

    Archéologie : La thermographie aérienne

    Source : wikipedia

      

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