Notre recherche

L’institut anticipe les besoins des utilisateurs et axe ses recherches et ses innovations autour de technologies capables d’assurer une plus grande précision des données, ainsi qu’une production et une mise à jour plus rapides et plus collaboratives, mieux qualifiées et couplées aux données non aisément géolocalisables.

Place Saint-Sulpice, Paris. Imagerie lidar réalisée par le véhicule IGN Stérépolis
Place Saint-Sulpice, Paris, imagerie lidar réalisée par le véhicule IGN stérépolis pour le compte du projet de recherche TerraMobilita

Notre organisation

La recherche de l’IGN est organisée autour de grands domaines que sont l’acquisition, le traitement, la valorisation des données, la géovisualisation, l’inventaire forestier, et la géodésie.

Dans le domaine de la géodésie, la recherche de l’IGN a rejoint l'unité mixte de recherche « Institut de physique du globe de Paris » (IPGP) pour renforcer l’approche nécessairement conjointe de la mesure de la forme de la Terre (géométrie et pesanteur) et de la compréhension des phénomènes internes, comme la dynamique de la croûte terrestre.

L'IGN calcule le repère international de référence terrestre au bénéfice de la communauté scientifique mondiale et de l’industrie.

Pour répondre aux enjeux de l'observation de notre planète et de la navigation, l'IGN reste engagé dans l'amélioration de la référence mondiale, le repère international de référence terrestre (ITRF).

Placé sous la responsabilité de Zuheir Altamimi (IGN), ce repère est déterminé au sein de l'UMR Institut de physique du globe de Paris (IPGP) tous les quatre à cinq ans. Il assure l'interopérabilité des constellations GNSS à un niveau centimétrique.
L'enjeu des futures éditions, prévues à compter de 2021, est d'une part l'amélioration de son exactitude pour un meilleur suivi de certains marqueurs du changement climatique (niveau des mers, fonte des glaces) et d'autre part l'évaluation de l'apport spécifique de la constellation Galileo à la détermination de son échelle.

Le pôle forêt – bois de Nancy accueille le Laboratoire d’inventaire forestier (LIF) qui trouve des partenaires thématiques de référence pour amplifier la valeur de ses travaux : couplage des mesures de l’inventaire avec la densité observée du bois, études sur l’inflammabilité des forêts…

Le Laboratoire en sciences et technologies de l’information géographique pour la ville et les territoires durables (LASTIG) porte la création d’une unité mixte de recherche entre l’IGN, l’Université Gustave Eiffel (UGE), et l’École d’ingénieurs de la ville de Paris (EIVP). Ce projet vise à renforcer la collaboration entre les sciences de l’information géographique et les autres disciplines, comme la sociologie ou la démographie,  pour une meilleure compréhension des enjeux de la ville du futur, socle thématique de l’ISITE FUTURE qui a donné naissance à l’UGE.

Nos moyens en chiffres

 

1 école d’excellence : ENSG-Géomatique membre de l’Université Gustave Eiffel (UGE)

1 accélérateur de projets IGNfab pour s’ouvrir à de nouveaux horizons et favoriser l’usage des géodata

40 chercheurs permanents

30 doctorants

3 unités mixtes de recherche

6 centres de compétences pluridisciplinaires

1 service de prototypage pour tester et faire monter en maturité les innovations

Nos travaux pour le développement de projets innovants

Les technologies lidar pour collecter et produire des informations très précises

La conduite de certaines politiques publiques nécessite des informations de plus en plus détaillées. Au niveau national, la prévention des risques d’inondation demande, par exemple, la réalisation de modèles numériques de terrain plus fins issus d’acquisitions lidar plus denses. Autre exemple, les collectivités territoriales, pour mettre en œuvre leurs politiques au niveau local, déploient des moyens de description plus détaillés pour entretenir leur patrimoine de mobilier urbain. De même, le véhicule autonome nécessite des descriptions très fines et actualisées en temps réel de l’environnement de circulation pour assurer la bonne tenue de sa sécurité en toutes circonstances.

Données vectorielles 3D très fortement résolues à l’issue d’acquisitions de cartographie mobile couplant imagerie et lidar terrestres
Données vectorielles 3D très fortement résolues à l’issue d’acquisitions de cartographie mobile couplant imagerie et lidar terrestres

Soutenir la stratégie du véhicule autonome
 

Pour contribuer à la sécurité du guidage du véhicule autonome, l’IGN mobilise ses moyens de conduite de projets, d’expertise, de technologies innovantes et de production prototypique.

La recherche de l'IGN met en œuvre, entre autres outils, des technologies de numérisation terrestres, mobiles ou fixes, utilisant des lidar pour représenter la Ville en 3D avec un niveau élevé de détail. Embarqué dans un véhicule mobile, cette technologie et nos méthodes de traitements étendus au temps réel permettraient de comprendre ce que le véhicule perçoit de son environnement et d'améliorer sa localisation en se recalant sur une cartographie haute définition de la route et de son environnement immédiat.

Le lidar terrestre permet de mesurer la forêt avec précision
Le lidar terrestre permet de mesurer la forêt avec précision

Mieux mesurer le volume des arbres pour des tarifs de cubage plus précis

Pour mieux comprendre les relations existantes entre les mesures de l’inventaire forestier et le volume du bois aérien total, depuis le tronc jusqu’aux extrémités des branches, des levés tridimensionnels par lidar terrestre ont été réalisés.

Depuis 2010, ces levés ont eu lieu sur un échantillon de placettes d’inventaire pour construire une bibliothèque numérique 3D actuellement constituée de plus de 1 500 placettes. Ces nuages de points très denses sont en cours de couplage à des algorithmes de reconstruction géométrique, visant à générer des modèles 3D d’arbre.

Ces modèles, dont la précision sera validée à partir de mesures de terrain détaillées, offriront un jeu de données de référence sans précédent pour le développement d’équations volumiques permettant de prédire le volume aérien à des niveaux de découpe variables. Cela aboutira à des tarifs de cubages (des abaques sophistiqués associant les volumes aux mesures terrain) plus complets et précis, et permettra d’affiner la mesure du volume de bois en forêt française.

La géovisualisation & les outils de simulation pour tester des modèles en grandeur réelle et anticiper les phénomènes
 

Issue des méthodes de représentation initialement prévues pour la carte, la géovisualisation va maintenant très au-delà de la représentation statique de l’existant en 2D. Elle devient un élément essentiel des tableaux de bords de la ville durable et intelligente et nécessite souvent une agrégation et une simplification d’informations riches et complexes arrivant parfois en temps réel. La géovisualisation doit aussi permettre aux concepteurs d’outils de simulation et à leur utilisateurs (décideurs, cabinet d’études...) de tester leurs modèles en grandeur réelle et de comprendre leurs choix, tant dans les paramétrages que dans les données exploitées en entrée.

Simulateurs pour anticiper l'évolution des villes
Simulation de nouvelles constructions tenant compte du PLU et du SCoT qui s’appliquent sur la commune considérée

Anticiper l'évolution des villes
 

La recherche de l’IGN travaille depuis des années pour comprendre les règles d’urbanisme et la façon de les formaliser numériquement. Cela a abouti à quelques simulateurs. L’un d’entre eux permet d'anticiper les constructions et l’évolution de la morphologie de la ville, en fonction des règles des plans locaux d’urbanisme (PLU) et des schémas de cohérence territoriale (SCoT).

L’illustration ci-dessus simule la propagation de polluants aux alentours de la Défense
Simulation de la propagation de polluants aux alentours de la Défense (92)

Simuler des risques naturels et industriels
 

Des partenaires s’engagent vers des modèles de simulation de plus en plus sophistiqués. Que ce soit en matière de simulation météo ou d’hydrologie, les modèles de simulation tendent à utiliser des données plus fines et à fournir des résultats plus précis et de plus en plus en temps réel. L’IGN renforce ses efforts de géovisualisation des résultats de simulation, dont les enjeux sont majeurs dans le cadre de la prévention des risques par exemple.

L'intelligence artificielle  &  la détection des changements pour automatiser les chaînes de production et d’entretien des données de référence
 

La recherche de l'IGN expérimente l’apprentissage profond, très prometteur sur certains sujets, que ce soit pour la classification d’images, de nuages de points 3D, et même de séries temporelles.

L'apprentissage profond pour l'analyse automatique de l'occupation du sol

Pour optimiser la production et fournir des informations concernant l’occupation du sol à grande échelle (OCS-GE) de manière plus fréquente, l’IGN met en oeuvre des technologies nouvelles qui exploitent des méthodes d’apprentissage profond.

Travaux pour l'OCS GE, zone d'Arcachon : résultats préliminaires bruts de l'IA (mars 2020) @ IGN)
Travaux pour l'OCS-GE, zone d'Arcachon (33) : résultats préliminaires bruts de l'IA - Mars 2020

Après avoir mis en place des méthodes issues de la recherche, des expérimentations, et une organisation interne très agile autour du service de l’innovation, l’IGN a démarré la production de quelques départements d’OCS-GE en 2020. Les apprentissages ont été menés en utilisant plusieurs couches de données largement accessibles en masse (la BD TOPO®, l’orthophotographie, le modèle numérique de surface, des images Sentinel).

Nos partenaires

L'IGN s'appuie sur des réseaux nationaux de partenaires dont les établissements publics, porteurs d'une activité de recherche dans des domaines essentiels pour l'information géographique, et en particulier :

Et les grands organismes de recherche :

En Europe, l'institut s'appuie sur des réseaux de collaborations thématiques :

À l'international, enfin, l'IGN contribue aux travaux de trois associations scientifiques :

Pour en savoir plus

Mis à jour le 14/10/2020