Depuis les années 2000 l’utilisation du LiDAR en archéologie (ligth detection and ranging) s’est considérablement développée pour permettre de repérer et d’étudier des vestiges sur de grandes surfaces couvertes par la forêt.

Principe

Le LiDAR topographique consiste à effectuer un balayage du sol à partir d’un distancemètre laser qui peut être embarqué dans un aéronef. Le résultat, sous la forme d’un nuage de points, permet de retirer le couvert forestier pour obtenir un relevé topographique du sol. Après différentes opérations de filtrage, on obtient un modèle numérique de terrain précis qui permet de réaliser des traitements pour détecter les reliefs même sous couvert végétal.

En archéologie, la technique est appliquée avec succès depuis le début des années 2000 car la méthode met en évidence des structures qu’il nous était difficile de localiser et d’inventorier de manière efficace, notamment des fossiles topographiques d’occupations passées dont la signature est très faible, parfois de l’ordre de quelques dizaines de centimètres. À La Réunion, plusieurs relevés ont été réalisés par hélicoptère pour explorer de manière plus systématique des terrains difficiles d’accès. Dans le cadre des projets de recherche, des couvertures LiDAR à visée archéologique ont été produites à l’initiative du service régional de l’archéologie (DAC) et du service régional de l’inventaire (Région) sur les cirques de Mafate et Salazie et sur le Maïdo après son incendie. En 2019 un relevé LiDAR a été réalisé à l’initiative du Département de La Réunion pour cartographier les vestiges de l’Îlet à Guillaume, une hauteur isolée qui abrite notamment les traces d’une ancienne colonie pénitentiaire pour enfants du XIXe siècle. Depuis 2019, cette technique a fait ses preuves également dans le cadre de diagnostics d’archéologie préventives sur de grandes emprises, par exemple à Saint-Leu et à Saint-Benoît.

Fonctionnement

Le procédé d’acquisition consiste à survoler un espace avec un scanner émettant des impulsions lumineuses à haute fréquence d'une longueur d'onde dans le proche infra-rouge et dans toutes les directions. La position de l'avion et son orientation sont connues grâce à un système de positionnement et l’appareil enregistre le temps de retour de l’émission lumineuse, ce qui lui permet de déterminer la distance à l’impact. Le résultat obtenu est un nuage de points géoréférencés correspondant au sol et aux obstacles (végétation, bâtiments). Il est ensuite filtré pour retirer le sursol afin de ne conserver que les points du sol, c’est-à-dire un relevé topographique sans le couvert végétal.

 

Figure 1 : Principe d’acquisition du nuage de points.

Figure 2 : Le filtrage des points : faites glisser l’image pour visualiser les points sols (LiDAR de l’Îlet à Guillaume).

À partir des points classés on peut ainsi les relier pour réaliser un modèle numérique de terrain (MNT), il s’agit d’une modélisation précise du sol qui représente le terrain dépourvu de sa végétation.

 

Figure 3 : Vue du modèle 3D de l’Îlet à Guillaume.

Analyse

Des traitements informatiques sont ensuite nécessaires à la production d'indices permettant de visualiser sur le modèle numérique de terrain les variations de relief. Il s’agit de procéder à des analyses de pentes, des calculs d’ouverture topographique, des détections de variations de relief local, etc. Les analyses réalisées par les archéologues permettent alors de repérer sur ce modèle numérique de terrain les anomalies topographiques dont l'origine est anthropique.

 

Figure 4 : L’analyse des reliefs du MNT : faites glisser l’image pour visualiser les vestiges archéologiques dissimulés par la forêt (LiDAR de l’Îlet à Guillaume).

Ces recherches, diachroniques par définition, visent à produire une cartographie à partir de laquelle sont programmées des missions de terrain en fonction des différentes problématiques. Les archéologues procèdent alors à une confrontation des données du relevé et des observations et ils étudient sur le terrain les vestiges qui offrent le meilleur potentiel scientifique.

 

Figure 5 : Visualisez en 3D un modèle numérique de terrain obtenu par LiDAR.