Le site de Kennecott, dans l'est de l'Alaska, est un bon exemple de la croissance industrielle rapide de l'Amérique du Nord au début du 20ème siècle. Exploitées pendant près de 30 ans et situées dans un lieu reculé, les mines employaient des milliers de personnes et produisaient environ 600 000 tonnes de cuivre. Aujourd'hui, c'est le National Park Service qui se charge de la préservation, de la stabilisation et de la restauration des bâtiments, des installations et de l'impressionnante usine de l'ancien site.

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Lorsque le dernier train de fret a quitté Kennecott en 1938, il a laissé derrière lui toute une communauté sur laquelle reposait l'une des mines de cuivre les plus productives du monde. Ses gisements étant épuisés, Kennecott n'était plus rentable. La communauté s'est retrouvée victime du cycle économique dont de nombreuses autres mines d'Alaska ont également fait les frais. La ville industrielle autrefois florissante a été laissée à l'abandon. Situé près de McCarthy dans le parc national de Wrangell-Saint-Élie, le site de Kennecott a été déclaré U.S. National Historic Landmark (site historique national des États-Unis) en 1987. Lorsque le National Park Service (NPS) a acquis Kennecott en 1998, il a enclenché un long processus visant à préserver le site et identifier les bâtiments nécessitant une stabilisation ou une réhabilitation. Le site ayant souffert du climat local et de 80 ans de négligence, les architectes et archéologues du NPS avaient besoin d'informations précises sur les structures restantes.

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Archaeologists worked to map the site in 1999 and 2000, said Greg Biddle, Cultural Resources Management Specialist for Wrangell-St. Elias. The teams needed an entire summer just to survey the site’s iconic mill—a 14-story structure that received raw ore delivered by aerial trams from mine entrances in the mountainside above and delivered processed copper to railcars at the base of the structure. The original sketches, pen and ink drawings and photographs with details on the structures, still remain. “The traditional mapping techniques worked, but they couldn’t capture the important small details,” Biddle said.

Le NPS rassemble aujourd'hui des données supplémentaires dans le cadre d'un projet visant à stabiliser les sept derniers étages de l'usine, qui reste l'une des plus grandes structures en bois d'Amérique du Nord. Les poutres et colonnes détériorées, dont de nombreuses ne tiennent plus ou manquent d'intégrité structurelle, devront être remplacées. Pour M. Biddle, les données de l'année 2000 ne sont pas assez détaillées et pas assez précises pour permettre de planifier les travaux. Le spécialiste SIG Joel Cusick et lui savaient qu'ils pourraient obtenir la précision requise à l'aide d'un scanner 3D. Toutefois, si le NPS avait déjà utilisé la méthode du scanner auparavant, il ne l'avait jamais fait sur un aussi grand site comprenant des douzaines de structures complexes menaçant parfois de s'écrouler.

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UNE SOLUTION TRÈS PERFORMANTE

Pour rassembler les informations de la meilleure qualité possible, le NPS s'est associé à Frontier Precision, Inc., le partenaire local Trimble Geospatial. Le but de l'équipe était de démontrer que des solutions géospatiales modernes pouvaient permettre d'obtenir rapidement un modèle complet de l'usine de Kennecott. En plus de créer un ensemble précis de données en 3D, M. Cusick devait relier ces dernières à un contrôle géodésique sur site ainsi qu'aux levés existants et aux limites de propriété définies auparavant par le Bureau of Land Management. Selon lui, « il existe un certain nombre de terrains privés autour des mines. Nous devions nous assurer de ne pas scanner la propriété de quelqu'un d'autre ». L'équipe a choisi la station totale et scanner Trimble® SX10 pour l'essentiel du travail. En plus de scanner en 3D, la station SX10 pouvait mettre à profit les points de contrôle existants pour croiser et recouper les données de manière à établir des positions 3D géoréférencées à chaque point d'installation. L'équipe s'est aussi servie des récepteurs GNSS Trimble R8 et R10 pour contrôler la totalité du site. La station SX10 a scanné plus de 20 emplacements autour de l'usine et a ainsi collecté plus de 70 Go de données. Installée sur des points à flanc de coteau, la station SX10 était en mesure de capturer des vues plongeantes ainsi que des données sur des éléments inaccessibles. Les techniciens ont utilisé les caméras basiques pour obtenir des images globales et la télécaméra pour prendre des photos de détails essentiels en haute résolution. Le scanner SX10 est même parvenu à photographier les câbles aériens des bennes passant dans l'usine ainsi que des composants structurels inaccessibles.

En plus de la mesure par scanner, la solution Trimble SX10 utilise un reflex direct pour enregistrer des points spécifiques du bâtiment. Ces points peuvent permettre d'identifier des caractéristiques principales et être comparés au nuage de points pour assurer la qualité. L'équipe a par exemple utilisé un reflex direct pour mesurer la distance en pente entre leur instrument et une fenêtre éloignée de plus de 100 mètres.

Pour M. Cusick, « pouvoir rester au sol et mesurer en toute sécurité des objets éloignés constitue un avantage crucial de cette technologie ».

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L'équipe s'est également servie de la solution SX10 pour capturer, à l'aide du scanner longue portée, des données sur le glacier Kennicott, proche du site minier. Ses membres espèrent pouvoir comparer ces données et images 3D à d'anciennes photos pour étudier le rétrécissement du glacier au cours des dernières décennies. En parallèle, une deuxième équipe a rassemblé des données de haute résolution sur l'intérieur et l'extérieur du bâtiment à l'aide du scanner Trimble TX8. Les scans de l'intérieur étaient reliés à d'autres structures et points de contrôle à l'extérieur des bâtiments pour permettre à l'équipe d'établir des coordonnées sur grille à l'intérieur et à l'extérieur des structures.

DES LIVRABLES FLEXIBLES POUR DES UTILISATIONS VARIÉES

The technicians processed data using Trimble Business Center software (TBC). TBC combined the traverse and GNSS results and then went to work on the scanning data from the SX10. They used the survey workflow in Trimble RealWorks® to process the TX8 data to project coordinates. Because the scans were tightly georeferenced in the field, registration and processing moved rapidly. Multiple scans could be merged quickly and the teams created colorized point clouds for visualization and checking at the end of each work day. At the end of the 3-day project, the technicians delivered to NPS a single TBC dataset containing all the point clouds, images and survey data. Biddle said the scanning data can be used for more than stabilizing and rehabilitating the buildings. Results can be shared with NPS cultural resources teams to improve visitor access to and understanding of Kennecott’s important sites. “The interpretive staff is very interested in this,” he said. “We can use 3D scanning to provide virtual access and walkthroughs for people with visual or access limitations.” The Trimble solution is helping NPS preserve our national heritage in both the natural and cultural environments.

« Un scanner terrestre de longue portée permet entre autres une grande précision et une réduction des coûts. Grâce à la solution SX10, il est facile d'importer des données dans un SIG ou tout autre système de géoréférencement ». Joel Cusick, National Park Service

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