Brevet FR3099242A1 — publié le 20210129

Description Titre de l'invention : Procédé de génération d'une orthoimage d'un front de coupe [0001] La présente invention concerne la construction d'une infrastructure souterraine comportant une galerie, en particulier d'un tunnel, préférentiellement en mettant en oeuvre des moyens d'excavation conventionnels qui laissent apparaître le front de coupe de l'excavation, tels que des pelles mécaniques, des brise-roches hydrauliques et des explosifs. [0002] Dans le but d'une part de sécuriser les travaux tant vis-à-vis des ouvriers que vis- à-vis des avoisinants, et d'autre part de documenter l'ouvrage souterrain réalisé, une connaissance précise de la structure de sous-sol qui est traversé par le tunnel est requise. [0003] Préalablement à l'excavation, une étude géologique est effectuée, notamment par le biais de sondages géologiques, carottés ou destructifs, réalisés le long du tracé du tunnel. Les concepteurs du tunnel anticipent ainsi des problèmes potentiels liés au passage du tunnel dans un environnement géologique et géotechnique particulier et peuvent définir des solutions techniques adaptées à la résolution de ces problèmes. Les sondages géologiques sont cependant espacés et localisés, et ne fournissent qu'une information partielle de la structure du sous-sol. [0004] Par la suite, lors de l'excavation du tunnel, la connaissance de la géologie et de la géotechnique est affinée au fur et à mesure de l'avancée du creusement. De manière générale, l'excavation est temporairement arrêtée à chaque fois que le creusement du tunnel a progressé d'une longueur généralement comprise entre 1 m et 5 m. Un dispositif de soutènement est mis en oeuvre pour soutenir la voûte de la portion nouvellement excavée, préalablement à la pose éventuelle d'un revêtement définitif. Le front de coupe peut alors être observé. Cependant, pour éviter tout effondrement durant la mise en place du soutènement, le front de coupe est recouvert d'une couche de béton projeté. Pour analyser la géologie du front, le géologue dispose d'un temps restreint, qu'il met à profit en acquérant une ou plusieurs photographies du front de coupe. H effectue par la suite, au bureau, un levé géologique 5 du front de coupe à partir des photographies. Le levé géologique mentionne la position et la nature des couches stratigraphiques, ainsi que la position des failles et des venues d'eau, comme illustré sur la figure 1. A cette fin, le géologue modélise le front de coupe photographié, en dessinant sur un papier calque appliqué sur la photographie du front de coupe, les contours 10 des couches stratigraphiques 15, les failles 20 et les arrivées d'eau 25 qu'il a identifiées sur la photographie. Il attribue à chaque couche stratigraphique une légende 30. Il peut 2 ainsi comparer l'observation du front de coupe avec les résultats des relevés par sondage et proposer des actions correctives si nécessaire au maître d'oeuvre du chantier. Il établit ainsi un rapport de levé de front géologique qui est transmis au maître d'oeuvre. [0005] Par ailleurs, à partir dcs levés géologiques des fronts de coupe, une fois le chantier terminé, le géologue dessine soit un profil en long géologique, soit un développé synoptique du tunnel. Ce document est transmis au maître d'oeuvre. Un exemple de développé synoptique d'un puit d'accès à une galerie d'un tunnel est illustré sur la figure 2. Il représente le long de la direction verticale Z, et autour de cette direction selon un angle 0, la position et la nature des couches stratigraphiques, ainsi que les failles observées. Un tel développé synoptique permet de conserver la connaissance du sous-sol traversé par le tunnel une fois le chantier terminé et la paroi recouverte par le revêtement. [0006] Cependant, la photographie du front de coupe est généralement acquise par le géologue en contre-plongée à partir du fond de la portion excavée. Le front de coupe est ainsi représenté de façon distordue sur la photographie. Les portions supérieures du front de coupe, proches de la voûte apparaissent visuellement plus déformées que les portions situées à la hauteur du géologue. En outre, l'angle de prise de vue en contre-plongée n'est généralement pas mesuré. Les positions et les dimensions des éléments constituant les fronts de coupe consécutivement imagés sont donc déterminées de manière qualitative et imprécise. [0007] Par ailleurs, dans le domaine de l'exploitation de mines filoniennes, la teneur moyenne en minerai d'un front d'excavation est généralement difficile à estimer préalablement à l'excavation. Un front d'excavation peut notamment comporter plusieurs filons. Un filon correspond à une veine ou à un ensemble de veines reliées connectées entre elles dans lesquelles la concentration en minerai est élevée. Un filon sépare des couches géologiques dans lesquelles la teneur en minerai est plus faible. De telles couches pauvres en minerai sont dénommées stériles. Un filon est généralement identifiable à l'oeil nu sur un front de coupe. [0008] A l'heure actuelle, la teneur moyenne en minerai d'une excavation au niveau d'un front de coupe peut être difficile à estimer. En outre, l'épaisseur du filon mesurée sur un front de coupe peut être faible, par exemple de l'ordre de quelques dizaines de centimètres, en regard des dimensions du front de coupe, ce qui complexifie encore la détermination de la teneur en minerai d'une excavation minière. [0009] Il existe donc un besoin pour améliorer la précision des levés géologiques des fronts de coupe et la modélisation géologique de l'environnant d'une infrastructure souterraine comportant une galerie, notamment au fur et à mesure de l'excavation de la galerie. 3 [0010] La présente invention propose un procédé de génération d'au moins une orthoimage d'un front de coupe lors de l'excavation d'une infrastructure souterraine comportant une galerie, le procédé comportant les étapes : a) d'acquisition d'images du front de coupe au moyen d'un dispositif d'acquisition comportant au moins une caméra, les images étant acquises selon des points de vue différents et choisis de telle sorte qu'au moins deux des images se recouvrent au moins partiellement, h) création d'un modèle surfacique 3D du front de coupe à partir des images ainsi acquises, et c) génération de l'orthoimage du front de coupe, à l'échelle, à partir du modèle surfacique 3D. [0011] Une « orthoimage » d'une scène est une image numérique de la scène corrigée des déformations ducs au relief de la scène, à l'orientation de l'axe de prise de vue de l'image et à la distorsion optique du dispositif d'acquisition. Une orthoimage présente une échelle uniforme sur toute sa surface. Des mesures précises des éléments qui y sont représentés peuvent ainsi être effectuées sur l'orthoimage. Notamment, la génération d'une orthoimage d'une scène peut requérir la connaissance d'un modèle 3D de la scène, des points de vue pour construire le modèle 3D, et des caractéristiques optiques du dispositif d'acquisition, notamment sa distorsion. [0012] Par « scène », il faut comprendre la partie de l'environnement pouvant être observé par le dispositif d'acquisition lorsque celui-ci est immobile en un point de vue donné. [0013] Un « point de vue » pour l'acquisition d'une image est caractérisé par un em- placement d'acquisition et par un axe de prise de vue. Des images acquises en différents points de vue peuvent être acquises d'un même emplacement d'acquisition, et selon des axes de prise de vue différents. En variante, elles peuvent être acquises d'emplacements d'acquisition différents, et selon des axes de vue identiques. Selon encore une autre variante, elles peuvent être acquises d'emplacements différents et selon des axes de vue différents. [0014] Le front de coupe peut présenter une largeur comprise entre 1 m et 15 m et/ou une hauteur comprise entre 2 m et 15 m. [0015] L'infrastructure souterraine peut être un tunnel ou une mine filonienne. Le tunnel peut être un tunnel routier, ou ferroviaire, ou autres (hydraulique, etc.). [0016] L'« axe » d'une galerie, notamment d'un tunnel, peut être rectiligne ou curviligne. [0017] De préférence, le dispositif d'acquisition comporte une unique caméra. [0018] En variante, il peut comporter plusieurs, notamment deux, caméras présentant des axes de vue orientés de telle sorte que les images acquises par les caméras en un même emplacement d'acquisition se recouvrent au moins partiellement. [0019] Le recouvrement des images permet leur traitement ultérieur par corrélation d'images, notamment par photogrammétrie. Le recouvrement entre des images acquises au moyen du dispositif d'acquisition peut être supérieur à 70 %, voire supérieur à 80 %, par exemple supérieur à 90 %. [0020] Une « caméra » est un appareil d'acquisition d'images numériques, qui peut acquérir un film en continu, formé de séquences d'images, ou des images photographiques. Une caméra comporte un objectif et un capteur numérique d'images. [0021] La caméra peut être de type réflex ou bridge, ou compact. En variante, le dispositif d'acquisition numérique peut être un téléphone intelligent doté d'une caméra. [0022] La caméra peut être configurée pour générer une image numérique dans un format de données d'image standard, par exemple choisi parmi le jpeg, le png, le tiff, le raw et le bmp, ou pour générer un film, par exemple au format standard choisi parmi l'avi, le mpeg et le mkv, duquel peut être extrait une séquence chronologique d'images. [0023] La distance focale du ou des objectifs peut être variable ou constante. De préférence, et notamment dans un mode de mise en oeuvre comportant l'acquisition d'images en de multiples emplacements, elle est fixe, de manière à simplifier la génération de l' orthoi mage. [0024] Le dispositif d'acquisition peut être stéréoscopique. [0025] Selon une variante préférée, afin de mettre le modèle surfacique 3D à l'échelle, le procédé comporte la mise en place d'une règle disposée de manière à être visible sur les images acquises. La règle peut comporter un support et au moins deux, voire au moins trois, cibles photogrammétriques disposées, par exemple imprimées, à chaque extrémité du support. Par exemple, le support présente une forme allongée, et les cibles photogrammétriques sont disposées à chaque extrémité longitudinale du support. Chaque cible photogrammétrique comporte un motif conformé pour être reconnu par un logiciel de photogrammétrie. La distance entre les cibles photogrammétriques étant connue, le modèle surfacique 3D peut être mis à l'échelle les dimensions de l'ensemble des éléments caractéristiques du front de coupe peuvent ainsi être mesurées avec précision. [0026] De préférence, le procédé comporte la mise à l'échelle du modèle surfacique 3D, de préférence au moyen de la représentation de la règle dans les images. La mise à l'échelle peut être effectuée automatiquement, au moyen d'au moins une longueur caractéristique identifiable sur une image dans laquelle la règle est représentée. La longueur peut être fournie au logiciel de traitement photogrammétrique pour la mise en oeuvre automatique de la mise à l'échelle. [0027] L'acquisition des images peut être effectué en un unique emplacement d'acquisition. Par exemple, elle est effectuée au moyen d'un appareil comportant deux caméras orientées selon des axes de vue différents, les distances focales et ouvertures angulaires des objectifs étant choisies de telle sorte que le fi-ont de coupe soit intégralement imagé à partir de l'unique emplacement d'acquisition. [0028] En variante, de préférence le procédé comporte le déplacement du dispositif d'acquisition en plusieurs emplacements d'acquisition et l'acquisition des images en chacun des emplacements d'acquisition. Les emplacements d'acquisition peuvent être répartis, par exemple régulièrement, sur la largeur du front de coupe, de telle sorte que les images acquises en deux emplacements d'acquisition consécutifs se recouvrent. On améliore ainsi la résolution de l'orthoimage du front de coupe. [0029] Le ou les emplacements d'acquisition peuvent être disposés à différentes hauteurs du front de coupe. Notamment, ils peuvent être disposés à une hauteur comprise entre 0,5 ni et 2,5 m du fond de la portion excavée de la galerie, en particulier d'un tunnel, par exemple à hauteur d'homme. L'axe de vue ou les axes de vue de la ou des caméras respectivement peuvent être orientés en contre-plongée, c'est à selon une direction oblique orientée vers le haut, la direction tangente à l'axe de la galerie à l'emplacement d'acquisition définissant une direction horizontale. [0030] La distance entre le ou les emplacements d'acquisition et le front de coupe peut être inférieure à 6 m. Une telle proximité entre le dispositif d'acquisition et le front de coupe permet d'augmenter la définition de l'orthoimagc. [0031] Le front de coupe peut être illuminé au moyen d'une lampe. Par exemple, la lampe comporte des diodes électroluminescentes, ce qui assure une illumination du front de coupe qui est homogène spatialement et temporellement. [0032] La lampe peut émettre un spectre lumineux invisible à l'oeil humain. En particulier, elle peut émettre un spectre lumineux dans l'ultraviolet. Certains constituants du sous-sol ayant des propriétés luminescentes, les images acquises peuvent ainsi caractériser la composition géologique du front de coupe. Par exemple, la lampe peut émettre un rayonnement dans le visible puis un rayonnement dans l'ultraviolet selon des première et deuxième conditions d'illumination, et deux images respectives peuvent être acquises selon un même point de vue pour les première et deuxième conditions d'illumination. [0033] La lampe peut être disposée de manière à émettre un rayonnement rasant sur le front de coupe. Les zones humides du fi-ont de coupe présentent une réflectance élevée sous une telle condition d'illumination. Leur contraste sur les images est ainsi augmenté. [0034] Comme cela a été précisé ci-dessus, l'orthoimage est crée à partir d'un modèle surfacique 3D qui est établi à partir des images acquises à l'étape a). [0035] En particulier, la création du modèle surfacique 3D à l'étape b) peut être effectuée par corrélation, et notamment par traitement photogrammétrique, des images. Le traitement photogrammétrique consiste à corréler numériquement au moins deux images se recouvrant, prises selon des points de vue différents. Notamment, le modèle numérique 3D peut être crée au moyen d'un ordinateur comportant un processeur et 6 d'un logiciel de traitement photogrammétrique chargé en mémoire de l'ordinateur et comportant des instructions exécutables par l'ordinateur. [0036] Par exemple, le logiciel de traitement photogrammétrique peut être le logiciel PhotoScan édité par la société Agisoft. [0037] Le traitement photogrammétrique des images génère un nuage de points 3D qui re- présente le front de coupe de manière discrète. Le traitement photogrammétrique attribue à chaque point du nuage une couleur à partir de l'information de couleur des images ayant servi à la construction du nuage. Le nuage de points 3D peut ensuite être maillé au moyen d'éléments surfaciques 2D, généralement de forme triangulaire. Lc maillage peut ensuite être texture par le biais des images. [0038] A l'étape c), l'orthoimage est générée à partir du modèle surfacique 3D, par exemple automatiquement au moyen du logiciel Photoscan présenté ci-dessus. [0039] Notamment, l'orthoimage peut être définie dans un plan de projection dont une normale est parallèle à la tangente à l'axe de la galerie à l'emplacement d'acquisition. Par ailleurs, le procédé peut comporter la génération d'une carte de profondeur, qui indique, pour chaque pixel de l'orthoimage, la distance entre le point du maillage 3D et le point sur le plan de projection correspondant audit pixel. [0040] De préférence, le procédé comporte le géoréférencement de l'orthoimage dans un système de coordonnées générales. [0041] Par exemple, le système de coordonnées générales peut être un système de co- ordonnées du chantier. [0042] Le géoréférencement de l'orthoimage peut être réalisé au moyen du profil théorique de la galerie, en particulier du tunnel qui est défini préalablement à l'excavation, de l'axe de la galerie, et du point métrique du front de coupe acquis. Le point métrique du front de coupe correspond à l'abscisse curviligne de son intersection avec l'axe de la galerie. L'abscisse curviligne est calculée le long de l'axe de la galerie, qui contient une origine prédéfinie. [0043] Selon une variante, le modèle surfacique 3D peut être géoréférencé au moyen de cibles topographiques disposées de façon à être visibles sur au moins une des images acquises du front de coupe, les positions des cibles topographiques dans le système de coordonnées générales étant connues. La position du modèle surfacique 3D dans le système de coordonnées générales peut être déterminée avec une précision inférieure à 100 cm, notamment inférieure à 50 cm, mieux inférieure à 10 cm, voire inférieure à 2 cm. [0044] Le procédé peut comporter une étape d), postérieure à l'étape c), de production d'un levé géologique numérisé du front de coupe, à partir de l'orthoimage. Par numérisé », on entend que le levé géologique comporte des données vectorisées. [0045] La production du levé géologique numérisé peut comporter la superposition sur 7 l'orthoimage du profil théorique de la galerie. La superposition peut être effectuée au moyen d'un logiciel adapté de manière automatique, ou manuellement et visuellement par un opérateur. [0046] Notamment, la production du levé géologique numérisé peut comporter la création d'objets vectorisés, tels que des contours des couches stratigraphiques et/ou la création de lignes pour identifier les failles et/ou les arrivées d'eau. Les contours et/ou les lignes sont de préférence définies vectoriellcment. Chaque contour et/ou chaque ligne peuvent être affectés à une couche géologique ou à un évènement géologique, par exemple à une faille. [0047] Les contours sont de préférence des polylignes, comportant une suite de points 2D. [0048] Le levé géologique numérisé peut être réalisé par un géologue, qui peut dessiner ma- nuellement les contours et lignes sur l'orthoimage. Le géologue peut aisément, au moyen de ses connaissances, déterminer la limite entre les différentes couches stratigraphiques. Il sait aussi déterminer visuellement, à partir de la teinte et de la texture locale de l'orthoimage et de son observation sur le terrain, la nature des différentes couches stratigraphiques qui composent le front de coupe. Par exemple, le levé géologique peut être produit au moyen d'un logiciel de système d'information géographique, par exemple QG1S, ou d'un outil développé spécifiquement à cet effet. Le géologue peut ainsi classer les différentes couches stratigraphiques observées selon une légende prédéfinic, et constituer un modèle numérique 2D de chaque orthoimage. Il peut également attribuer des métadonnées, par exemple des attributs tels que l'altération et/ou la résistance, à ces données géométriques. [0049] Le levé géologique peut être affiché sur un écran d'un ordinateur. En particulier, seuls certains éléments du levé peuvent être affichés. Par exemple, l'utilisateur peut définir les couches stratigraphiques qu'il souhaite afficher. En variante, la détermination des contours des couches stratigraphiques peut être effectuée automatiquement ou serai-automatiquement, par exemple au moyen d'un logiciel de traitement d'images chargé en mémoire d'un ordinateur, éventuellement entraîné au moyen d'orthoimages annotées manuellement par un géologue. La nature géologique d'une couche stratigraphique ainsi identifiée peut en outre être déterminée par un algorithme d'intelligence artificielle basé sur un jeu de données d'apprentissage qui peut notamment comporter des images de fronts de coupe antérieurs, et les levés géologiques correspondants. [0050] Quelle que soit la méthode mise en oeuvre pour générer le levé géologique à partir de l'orthoimage, le levé géologique s'avère plus précis et plus exploitable par les personnes à qui il s'adresse, par exemple le maître d'oeuvre, un directeur de travaux, un géologue ou un géotechnicien. [0051] Afin d'affiner la connaissance du sous-sol excavé, le procédé peut comporter la gé- 8 nération de plusieurs orthoimagcs, chacune étant associée à un front de coupe différent le long de l'axe de la galerie. [0052] Les fronts de coupe peuvent être espacés d'une distance comprise entre 1 m et 5 m. [0053] Les orthoimagcs peuvent être générées au cours de l'excavation de la galerie. Par exemple, une orthoimagc de l'un des fronts de coupe peut être générée entre la reprise de l'excavation, postérieure à l'acquisition des images dudit front dc coupe, et l'acquisition d'images du front de coupe consécutif dans l'avancée de l'excavation le long de l'axe de la galerie. L'analyse des orthoimagcs des fronts dc coupe successifs peut permettre au géologue et/ou géotechnicien d'identifier, en temps réel au fur et à mesure de l'excavation, des difficultés techniques et dc définir des solutions techniques, préalablement à la poursuite dc l'excavation. Par exemple, ils observent sur des orthoimagcs de front de coupe successifs une faille et peuvent estimer son orientation et son pendage. Ils peuvent ainsi déterminer s'il est nécessaire de renforcer le soutènement, par exemple en modifiant l'espace entre les cintres, ou en modifiant le mode de soutènement de la galerie. [0054] Par ailleurs, l'invention concerne une méthode de construction, pendant ou suite à l'excavation d'une infrastructure souterraine comportant une galerie, d'un modèle géologique 3D du sous-sol contenu, avant l'excavation, dans l'enveloppe définie par au moins une portion du tunnel, la méthode comportant : [0055] - pour plusieurs fronts de coupe lors de l'excavation, la génération d'un levé géologique associé à chacun des fronts de coupe en mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, et [0056] - la création du modèle géologique 3D du sous-sol à partir des levés géologiques numérisés des différents fronts de coupe. [0057] La mise à disposition d'un modèle géologique 3D du sous-sol présente de nombreux avantages. [0058] Tout d'abord, il facilite la représentation visuelle du sous-sol excavé. Au cours de l'excavation de l'infrastructure souterraine, le géologue peut ainsi identifier des difficultés techniques liées à la topographie du sous-sol non encore excavé, situé en aval du front de coupe. De telles difficultés seraient plus difficiles à identifier, voire seraient passées inaperçues au géologue, par une analyse classique des levés géologiques des différents fronts de coupe. [0059] Notamment, pour faciliter une telle identification, la méthode peut comporter l'affichage, notamment sur un écran d'un ordinateur, du modèle géologique 3D. [0060] Par ailleurs, le modèle géologique 3D peut fournir une estimation du volume de chacune des différentes couches stratigraphiques excavées. De cette façon, la gestion de l'évacuation des déblais issus de l'excavation hors de la zone de chantier peut être optimisée Notamment, la répartition d'évacuation des différentes classes de déblais et 9 peut être plus aisément planifiée. De préférence, la méthode comporte le calcul du volume d'au moins un ensemble géologique, par exemple comportant une couche stratigraphique et/ou un filon de minerai, incluse dans une portion de l'enveloppe de la galerie définie entre deux points choisis le long de l'axe de la galerie. [0061] Par ailleurs, la création du modèle géologique 3D améliore le processus de réalisation du développé synoptique de l'infrastructure souterraine, en particulier d'un tunnel, ainsi que la précision du développé synoptique. En outre, il facilite la réalisation du profil en long géologique à partir des levés de front, et améliore la précision du profil en long géologique. [0062] Le modèle géologique 3D peut comporter au moins un, voire plusieurs éléments sur- faciques, qui peuvent être géoréférencés. L'élément surfacique peut être ouvert, par exemple il est une faille, ou fermé, par exemple il est une couche stratigraphique fermée par les bords de la galerie. Des données peuvent être attribuées à l'élément surfacique. [0063] En variante, le modèle géologique 3D peut comporter au moins un, voire plusieurs éléments volumiques, ou voxcls, qui sont chacun géoréférencés. Des données peuvent être attribuées à chaque voxel ou à un ensemble de voxcls. Les données peuvent être attribuées au voxcl à partir des levés géologiques ou à partir des orthoimagcs. Elles peuvent être attribuées au voxel de partir de données issues d'au moins un relevé géologique par carottage du sous-sol. [0064] Par exemple, les données peuvent comporter la nature de la couche stratigraphique ou un degré d'hygrométrie ou un degré d'altération, ou de résistance. [0065] La création du modèle géologique 3D comporte la génération des levés géologiques des fronts de coupe telle que définie ci-dessus. Par exemple, la création du modèle 3D comporte la génération d'enveloppes de couches stratigraphiques entre deux fronts de coupe consécutifs, à partir des contours des couches stratigraphiques définis sur les levés géologiques desdits fronts de coupe. [0066] La création du modèle géologique 3D peut comporter l'interpolation, en au moins une position le long de l'axe de la galerie située entre deux levés de front de coupe géoréférencés, des polylignes appartenant à une même couche stratigraphique. [0067] En particulier, le modèle géologique 3D peut être crée en générant les volumes des couches stratigraphiques entre deux fronts de coupe consécutifs en générant les enveloppes 3D des volumes par interpolation des polylignes. [0068] La méthode peut comporter : - la visualisation d'au moins un, voire simultanément de plusieurs levés géologiques numérisés, et/ou - la visualisation des coupes transversales du modèle géologique 3D en au moins un, voire en tout point le long de l'axe de la galerie, et/ou - l'affichage ou le masquage d'ensembles géologiques spécifiques du modèle géologique 3D, par exemple en fonction de leur composition, et/ou - la consultation des métadonnées associées aux différents éléments vectorisés constitutifs du modèle géologique 3D. [0069] Par ailleurs, le modèle géologique 3D peut comporter une étape ultérieure de com- paraison du modèle géologique 3D avec des données issues d'au moins un relevé géologique par carottage du sous-sol. Notamment, le procédé peut comporter, outre l'affichage du modèle 3D, l'affichage d'une représentation graphique des données de carottage en des positions géoréférencées dans le système de coordonnées générales. [0070] En particulier, le modèle géologique 3D peut comporter : - des enveloppes 3D des ensembles géologiques du sous-sol, notamment comportant une couche stratigraphique et/ou un filon de minerai en particulier générées par interpolation à partir des positions des contours des ensembles géologiques identifiés sur les levés géologiques des fronts de coupe le long de l'axe de la galerie, et/ou - des surfaces des failles, en particulier générées par interpolation des positions des lignes de failles identifiées sur les levés géologiques des fronts de coupe le long de l'axe de la galerie. [0071] Les enveloppes 3D sont par exemple de forme polyédriques. [0072] Par ailleurs, comme cela a été décrit ci-dessus, le modèle géologique 3D peut être crée au cours de l'excavation de l'infrastructure souterraine. Il peut notamment être enrichi par l'ajout d'une nouvelle orthoimage d'un fi-ont de coupe nouvellement excavé et/ou du levé géologique généré à partir de la nouvelle orthoimage. [0073] La méthode de construction du modèle géologique 3D peut être mise en oeuvre au fur et à mesure de l'excavation de l'infrastructure souterraine, et peut comporter la simulation par extrapolation du modèle géologique 3D, de la topographie du sous-sol, notamment la position et le volume des ensembles géologiques et/ou la position de l'étendue des surfaces de faille_ en aval du dernier front excavé. Par « aval » du front de coupe, on entend la partie de l'infrastructure souterraine non encore excavée le long de l'axe de la galerie. Le modèle géologique 3D peut ainsi être utilisé à un instant donné de l'excavation de manière prédictive, pour anticiper de potentiels problèmes techniques pouvant survenir pour la suite de l'excavation. [0074] La simulation par extrapolation est par exemple mise en oeuvre à intervalles réguliers, chaque durée d'intervalle pouvant être inférieure à une semaine, voire inférieure à trois journées, voire inférieure à une journée. [0075] La méthode peut en outre comporter le suivi à intervalles réguliers de l'évolution d'un paramètre issu du modèle 3D. Le paramètre est notamment choisi parmi une longueur de faille, l'angle d'une faille avec l'axe de la galerie et/ou avec la direction verticale. 11 [0076] Enfin, l'invention concerne une unité de stockage informatique comportant le modèle géologique 3D généré par la méthode selon l'invention. Le modèle géologique 3D peut ainsi aisément être archivé. [0077] L'unité de stockage informatique peut être une mémoire flash ou un disque dur, lisible par un ordinateur. [0078] L'invention sera détaillée au moyen des exemples qui vont suivre et du dessin annexé dans lequel [0079] [fig.1] la figure 1 représente un levé géologique du front de coupe selon l'art antérieur, [0080] [fig.2] la figure 2 représente un développé synoptique d'un puit d'accès à une galerie d'une infrastructure souterraine, en l'occurrence d'un tunnel, [0081] [fig.3] la figure 3 est une photographie d'un front de coupe, [0082] [fig.4] la figure 4 est une photographie d'une règle pour la mise à l'échelle du modèle surfacique 3D, [0083] [fig.5] la figure 5 est une photographie illustrant la mise en oeuvre d'une étape du procédé selon l'invention, [0084] [fig.6] la figure 6 est une représentation du maillage 3D texture issu obtenu par pho- togrammétrie, [0085] [fig.7] la figure 7 est une représentation d'une orthoi mage d'un front de coupe obtenue selon le procédé selon l'invention, [0086] [fig.8] la figure 8 est une représentation d'un levé géologique numérisé obtenu à partir d'une orthoimage, et [0087] [fig.9] la figure 9 est une représentation graphique d'un modèle géologique 3D généré par la méthode selon l'invention. [0088] Dans le dessin, les distances entre les éléments qui le constituent n'ont pas néces- sairement été respectées. [0089] La figure 3 est une photographie d'un front de coupe 50 acquise au cours de l'excavation d'un tunnel par méthode conventionnelle. Elle a été acquise selon un point de vue sensiblement parallèle à l'axe 55 du tunnel. [0090] Le front de coupe présente un relief qui résulte de la méthode d'excavation, en l'occurrence du fraisage, et peut dépendre de la dureté des couches stratigraphiques excavées. Par ailleurs, le fi-ont de coupe présente des zones 60a-c de teinte variable qui correspondent à des constituants du sous-sol différent, par exemple des calcaires, des argiles, un béton, des marnes, des sables ou des grès. Par simple observation, le géologue sait reconnaître les constituants des différentes couches stratigraphiques. En outre, une fissure 65 est observée sur le fi-ont de coupe, orientée selon une direction sensiblement verticale. Avant de procéder à l'acquisition des images du front de coupe, une règle 66 telle qu'illustrée sur la figure 4, peut être disposée devant le front de 12 manière à être visible sur les images qui sont par la suite acquises. [0091] La règle comporte un support 67 reposant sur deux pieds 68a-h espacés l'un de l'autre. Le support présente une forme générale en « T » et comporte trois cibles photogrammétriques 69a-c, chacune disposée à une extrémité des branches de la forme en « T ». Chaque cible présente une forme de disque et comporte des motifs 71 disposés autour du centre. Les cibles sont différentes les unes des autres. Ainsi, lors du traitement photogrammétriques, chaque cible peut être identifiée individuellement. [0092] Préalablement à l'acquisition des images, la distance entre les centres 72 des cibles est mesurée. Ainsi, la règle étant incluse dans les images, le modèle surfacique 3D peut être mis à l'échelle. Par exemple, la distance d entre les cibles les plus éloignée est égale à 30 cm. [0093] La figure 5 illustre l'acquisition des images du front de coupe en un emplacement d'acquisition. L'acquisition est réalisée au moyen d'un appareil photographique 70, disposé à hauteur d'homme, par un opérateur 80. Dans l'exemple de la figure 5, l'intégralité du front de coupe est imagée au moyen de l'appareil photographique. L'utilisateur est positionné à une distance inférieure à 10 in du front de coupe. [0094] Les images numériques du front de coupe sont ensuite traitées par photogrammétrie pour générer un nuage de points, une couleur issue des images étant attribuée à chaque point du nuage. Un modèle surfacique 3D 90 du front de coupe est ensuite créé, dans lequel le nuage de points est maillé au moyen d'éléments surfaciques, puis une texture est appliquée au maillage, par une méthode de texturation conventionnelle, grâce aux images acquises. La figure 6 représente un affichage d'un modèle surfacique 3D texturé d'un fi-ont de coupe 50. Le modèle surfacique 3D représente aussi une portion de la voûte 95 du tunnel. [0095] La figure 7 représente une orthoimage 100 d'un front de coupe. Une telle orthoimage est métrique. Le procédé selon l'invention permet ainsi mesurer des distances sur l'orthoimage avec une précision élevée. [0096] Un levé géologique numérisé 101 tel que représenté sur la figure 8 est ensuite créé à partir de l'orthoimage, par exemple par dessin manuel sur l'image numérique affichée sur un écran d'ordinateur. Le levé géologique comporte par exemple le tracé de la section du profil du tunnel, transverse à l'axe du tunnel. Par ailleurs, il comporte par exemple des contours polygonaux 103 délimitant l'étendue des couches stratigraphiques 104. Il comporte en outre des lignes 105 définissant les traces de fissures sur le front de coupe. Il peut comporter une pluralité de lignes définissant la trace d'arrivées d'eau sur le front de coupe. Les positions des contours polygonaux et des différentes lignes sont définies vectoriellement et sont géoréférencées dans un référentiel du chantier avec une excellente précision. [0097] La figure 9 est une représentation graphique d'un modèle géologique 3D 120 du 13 sous-sol excavé lors du creusement d'un tunnel. A la fin de chaque passe d'excavation, une orthoimage 125a-c du front de coupe est générée. Comme indiqué ci-dessus, elle est géoréférencée dans le système de coordonnées du chantier. Des levés géologiques numérisés 130a-c sont ensuite créés en chacun desdits points. Notamment, des enveloppes 3D 140, 145 d'une couche stratigraphique 150 et des surfaces d'une faille 160 identifiés sur des levés géologiques disposés consécutivement le long de l'axe du tunnel sont définis par interpolation des contours 165a-c desdites couches stratigraphiques et des lignes 170a-b de faille respectivement. [0098] Un tel modèle peut être mis à jour à la fin de chaque nouvelle passe d'excavation, dès qu'une orthoimage du front d'une portion nouvellement excavée est générée. Ainsi, par analyse et notamment visualisation des données du modèle 3D, le modèle géologique 3D peut être extrapolé en une position aval 180 du dernier front de coupe analysé, par exemple pour surveiller l'évolution d'un paramètre, tel qu'une longueur de faille. [0099] Enfin, une fois le chantier d'excavation terminé, un développé synoptique, ou un profil en long, du tunnel peut être obtenu à partir du modèle géologique 3D. [0100] Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux exemples de mises en oeuvre du procédé de génération d'une orthoimagc et de la méthode de création d'un modèle géologique 3D du sous-sol, décrits à but illustratif et non limitatif 14 REVENDICATIONS[Revendication 1] Procédé de génération d'au moins une orthoi mage (100) d'un front de coupe (50) lors de l'excavation d'une infrastructure souterraine comportant une galerie, le procédé comportant les étapes : a) d'acquisition d'images du front dc coupe au moyen d'un dispositif d'acquisition (70) comportant au moins une caméra (75), les images étant acquises selon des points dc vue différents et choisies de telle sorte qu'au moins deux des images se recouvrent au moins partiellement, b) création d'un modèle surfacique 3D (90) du front de coupe à partir des images ainsi acquises, et c) génération de l'orthoimage (100) du fi-ont de coupe, à l'échelle, à partir du modèle surfacique 3D. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, le dispositif d'acquisition comportant une unique caméra. [Revendication 3] Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 et 2, comportant le géoréférencement de l'orthoimage dans un système de coordonnées générales. [Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la création du modèle surfacique 3D à l'étape b) étant effectuée par corrélation, et notamment par traitement photogrammétrique, des images. [Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant le déplacement du dispositif d'acquisition en plusieurs emplacements d'acquisition. [Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant la mise en place d'une règle (66) disposée de manière à être visible sur les images acquises. [Revendication 7] Procédé selon la revendication précédente, la règle comportant un support (67) et au moins deux, voire au moins trois, cibles photogrammétriques (69a-c) disposées, par exemple imprimées, à chaque extrémité du support. [Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant la mise à l'échelle du modèle surfacique 3D. [Revendication 9] Procédé selon la revendication précédente, la mise à l'échelle étant effectuée automatiquement au moyen d'une longueur (d) caractéristique identifiable sur une image dans laquelle la règle est représentée. [Revendication 10]Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la distance entre le ou les emplacements d'acquisition et le front de coupe 15 [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] [Revendication 16] [Revendication 17] [Revendication 18] étant inférieure à 6 m. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant la production d'un levé géologique numérisé (5) du front de coupe, à partir de l'orthoimage. Procédé selon la revendication précédente, la production du levé géologique comportant la création des contours des couches stratigraphiques et/ou la création de lignes pour identifier les failles et/ou les arrivées d'eau. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant la génération de plusieurs orthoimagcs, chacune étant associée à un front de coupe différent le long de l'axe de la galerie. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'infrastructure souterraine étant un tunnel ou une mine filonienne. Méthode de construction, pendant ou suite à l'excavation d'une infrastructure souterraine comportant une galerie, d'un modèle géologique 3D (120) du sous-sol contenu, avant l'excavation, dans l'enveloppe définie par au moins une portion de l'infrastructure souterraine, la méthode comportant : - pour plusieurs fronts de coupe lors de l'excavation, la génération d'un levé géologique numérisé (5) associé à chacun des fronts de coupe en mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, et - la création du modèle géologique 3D du sous-sol, à partir des levés géologiques numérisés des différents fronts de coupe. Méthode selon la revendication précédente, comportant une étape ultérieure de génération d'un profil en long géologique de l'infrastructure soutenaine ou d'un développé synoptique, à partir du modèle géologique 3D. Méthode selon l'une quelconque des revendications 15 et 16, comportant le calcul du volume d'au moins un ensemble géologique, notamment comportant une couche stratigraphique et/ou un filon de minerai, incluse dans une portion de l'enveloppe de la galerie définie entre deux points choisis le long de l'axe de la galerie. Méthode selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel la création du modèle géologique 3D comporte l'interpolation, en au moins une position le long de l'axe de la galerie située entre deux levés de front de coupe géoréférencés, des polylignes appartenant à un même ensemble géologique. 16 [Revendication 19] [Revendication 20] [Revendication 21] [Revendication 22] [Revendication 23] [Revendication 24] [Revendication 25] Méthode selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, comportant une étape ultérieure de comparaison du modèle géologique 3D avec des données issues d'au moins un relevé géologique par carottage du sous-sol. Méthode selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, le modèle géologique 3D comportant : - des enveloppes 3D (140,145) des ensembles géologiques du sous-sol, en particulier générées par interpolation à partir des positions des contours des ensembles géologiques identifiés sur les levés géologiques des fronts de coupe le long de l'axe de la galerie, et/ou - des surfaces des failles (160), en particulier générées par interpolation des positions des lignes de failles identifiées sur les levés géologiques des fronts de coupe le long de l'axe de la galerie. Méthode selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, comportant l'affichage du modèle géologique 3D. Méthode selon la revendication précédente, comportant: - la visualisation d'au moins un, voire simultanément de plusieurs levés géologiques numérisés, et/ou - la visualisation des coupes transversales du modèle géologique 3D en au moins un, voire en tout point le long de l'axe de la galerie, et/ou - l'affichage ou le masquage d'ensembles géologiques spécifiques du modèle géologique 3D, par exemple en fonction de leur composition, et/ ou - la consultation des métadonnées associées aux différents éléments vectorisés constitutifs du modèle géologique 3D. Méthode selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, mise en oeuvre au fur et à mesure de l'excavation de l'infrastructure souterraine, comportant la simulation par extrapolation du modèle géologique 3D de la position et du volume des ensembles géologiques et/ou des surfaces de faille en aval (180) du dernier front de coupe excavé. Méthode selon la revendication précédente, dans lequel la simulation par extrapolation est mise en oeuvre à intervalles réguliers, chaque durée d'intervalle étant inférieure à une semaine, voire inférieure à trois journées ou à une journée. Méthode selon la revendication précédente, comportant le suivi à intervalles réguliers de l'évolution d'un paramètre issu du modèle géologique 3D, notamment choisi parmi une longueur de faille, l'angle d'une faille avec l'axe de la galerie et/ou avec la direction verticale. 17 [Revendication 26] Unité de stockage informatique comportant le modèle géologique 3D généré par la méthode selon l'une quelconque des revendications 15 à 25.