*Encadrants :* Frédéric Serin, Antoine Dutot, Jean-Luc Ponty
## Résumé
Ce projet vise à servir de base à une étude des perceptions tactiles en créant des plans en relief 3D et 2,5D destinés aux personnes déficientes visuelles . Le travail consiste à modéliser
numériquement, puis imprimer en 3D, cinq types de cartes tactiles pour deux quartiers spécifiques du Havre : le Volcan/place des Halles et le square Saint-Roch . Les cinq variations incluent
des représentations de la voirie en relief positif ou négatif, des plans d'immeubles de hauteur uniforme ou réelle, et l'intégration de repères spécifiques pour les plans d'eau et les espaces verts.
La conception des maquettes tiendra compte des recherches qui préconisent une exagération des échelles verticales pour optimiser la représentation mentale du relief.
Les étudiants chargés de tout ou partie de ce projets auront donc à établir les sources de données, extraire les informations utiles, réaliser la représentation numérique des plans puis réaliser un
fichier formaté afin d'être envoyé pour impression à une imprimante 3D.
Ces plans seront testés ultérieurement auprès de publics divers (déficients visuels, voyants et voyants sous bandeau) afin de déterminer les meilleures formes de représentation tactile.
Un plan du centre-ville du Havre en relief réalisé au FabLab est visible au laboratoire LITIS.
## Exposé du projet
Le projet s'inscrit dans un projet plus vaste d'étude des perceptions tactiles et de réalisation de plans à l'usage de personnes déficientes visuelles.
À la suite de ce projet, les maquettes réalisées seront proposées pour des tests à trois échantillons d'au moins une dizaine de personnes chacun : personnes déficientes visuelles, personnes
ordinaires (bien voyantes) et personnes voyantes sous bandeau (en situation de cécité). Cette partie est bien entendu hors de ce projet informatique et sera effectuée ultérieurement. Des études
académiques ont déjà eu lieu en ce domaine mais pas dans le cas de maquettes aussi différenciés et avec des publics diversifiés. Or, de premières constatations semblent faire émerger des
intérêts pour des représentations en relief, certes différencié, selon les publics avec une vue correctes, une perception visuelle altérée ou avec une cécité.
Deux quartiers du Havre ont été sélectionnés pour les propriétés présentes de nature (présence de parking, d'espace vert et de plan d'eau par exemple) ainsi que par la connaissance réelle in situ
de ces zones. Ce sont :
* les alentours du Volcan et de la place des Halles d'une part,
* le square Saint-Roch jusqu'à la rue Philippe-Lebon et le bas de la rue des Gobelins d'autre part.
Les cartes à réaliser seront :
* une carte vierge ne représentant que la voirie (i.e. les rues) sous forme de relief positif (un trait en hauteur)
* une carte vierge ne représentant que la voirie sous forme de relief négatif (un trait en creux)
* une carte avec la voirie en trait positif et représentant les immeubles sous forme de figures géométriques avec une hauteur constante
* la même carte offrant un repère tactile défini pour les plans d'eau ou les zones arborées (respectivement des traits horizontaux fins et des petits cercles)
* une carte représentant les superstructures à l'échelle (ainsi la hauteur réelle des immeubles sera représentée selon leurs importances respectives).
Cela fait donc au total cinq types de cartes pour chacune des deux zones (Volcan et St-Roch) précisées ci-avant.
Les documents sources numériques seront proposés pour réaliser ces plans.
Les étudiants chargés de tout ou partie de ce projets auront donc à établir les sources de données, extraire les informations utiles, réaliser la représentation numérique des plans puis réaliser un
fichier formaté afin d'être envoyé pour impression à une imprimante 3D.
L'objectif final est d'imprimer en 3D (relief complet) ou 2,5 D (relief plat, tous les immeubles ont la même hauteur, les voies sont représentées par des traits uniformes).
Les recherches sur la perception ont établies que les échelles pour les plans reliefs ne devaient pas être identiques pour permettre une bonne représentation mentale d'une maquette. Vous avez
peut-être déjà rencontré des plans de reliefs d'une zone et vous avez pu vous apercevoir que les hauteurs étaient exagérées par rapport aux distances horizontales. Cela est directement déduit de
la façon dont notre cerveau traite différemment les distances et les hauteurs. Dès le XIXe siècle avec la réalisation du plan de Genève en relief (voir ci-après), des expérimentations empiriques
ont permis de définir des échelles adaptées à une perception plus proche de la réalité.
## Quelques données informatives
### Échelle horizontale préconisée
L'utilisation d'échelles différentes pour le plan horizontal (distances) et la hauteur (altitudes) sur une représentation, notamment pour les profils en long ou les coupes géologiques, est
couramment désignée par les termes d'exagération verticale ou d'échelle verticale amplifiée.
Nous préconisons une échelle horizontale de 1:1000 (voire 1:1200) mais des propositions pourront être faites par ailleurs. L'échelle pour les hauteurs s'inspirons des résultats issus du plan de
Genève, elle pourrait être, par exemple, de 1:800. Le rapport entre les deux échelles est appelé le taux d'exagération verticale, on l'estimera donc à 1,25.
Notez que dans ce projet, l'échelle verticale pour le terrain (relief naturel) n'interviendra pas : nous considérerons que les zones étudiées sont quasi plates.
### Échelle verticale des altitudes
Voici un exemple extrait qui décrit la pratique de l'échelle verticale amplifiée (ou exagération verticale) en topographie :
> Pour des reliefs physiques, on préconise pour des régions une échelle verticale
> 10 à 30 fois supérieure à l'échelle horizontale d'après les courbes de niveau présentes le long du profil.
>
> *Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) - Chapitre sur la Topographie et l'Aquaculture.*
### Plan de Genève
Le "Relief réalisé par l'architecte Auguste Magnin est une représentation en relief de la ville de Genève en 1850. . Cette maquette est un chef-d'œuvre de modélisation et une illustration
parfaite de la nécessité d'utiliser des échelles différentes pour une représentation lisible du relief.
Le choix des échelles pour ce plan-relief est l'exemple même d'une approche empirique et fonctionnelle, visant à compenser la perception humaine. Le plan a en effet été conçu avec trois
échelles de réduction différentes :
* Échelle horizontale (plan) : 1/250e
Cette échelle a été utilisée pour les distances sur le plan horizontal (la longueur et la largeur de la ville, les rues, les parcelles).
* Échelle verticale pour le terrain (relief naturel) : 1/100e
* Échelle verticale pour les bâtiments (hauteur des constructions) : 1/200e
Pour la hauteur des bâtiments, Magnin a choisi une échelle intermédiaire de 1/200e. Un mètre de hauteur de bâtiment est représenté par 5 millimètres sur la maquette. 1 mètre horizontal sera
représenté par seulement 4mm.
Le Relief Magnin de Genève est une preuve éloquente que la représentation cartographique et la modélisation ne sont pas de simples transcriptions mathématiques de la réalité. Elles sont un
art et une science qui doivent intégrer la psychologie de la perception pour créer un objet non seulement précis, mais aussi intelligible et fidèle à notre expérience du monde.
### Option
En plus des deux quartiers proposés, le campus de l'université en centre-ville (près de la rue Philippe-Lebon) avec un périmètre adéquat pourra être réalisé.
