Un consortium 3D pour les SHS

 Par Mehdi Chayani –

La 3D a fait sa première apparition dans les disciplines des sciences humaines à la fin des années 80 avec un programme de recherche CNRS, porté par le centre franco-égyptien de Karnak et consacré à l’étude des temples de Karnak (Haute Égypte). Ce projet, financé par le mécénat technologique d’EDF, a permis grâce à la collaboration d’archéologues et d’informaticiens de retranscrire en 3 dimensions des informations collectées et enregistrées dans des bases de données lors des différentes campagnes de fouilles archéologiques à Karnak.

Pour la première fois, ce travail offrait aux archéologues la possibilité de matérialiser, sur une interface graphique, la restitution par modélisation 3D du temple d’Amon Ré issu de leurs hypothèses de travail : de nouvelles pistes méthodologiques étaient désormais possibles pour les chercheurs en SHS.

A partir des années 1990, une spectaculaire montée en puissance des calculs informatiques et l’apparition de nouvelles technologies innovantes (comme la technologie de numérisation laser 3D (2001) ou la photogrammétrie par corrélation d’images denses) vont susciter beaucoup d’intérêt de la part des chercheurs en SHS et notamment en archéologie.

Des méthodes modernes vont venir ainsi se substituer aux méthodes traditionnelles d’enregistrement de données et de productions graphiques. Par ailleurs, une démocratisation de la numérisation 3D va offrir la possibilité aux laboratoires en SHS de s’équiper et utiliser ces technologies devenues financièrement accessibles.

Du terrain au modèle numérique 

En archéologie, l’exploration de ces nouveaux usages a entrainé de profondes transformations dans les pratiques d’investigation des chercheurs. L’enregistrement direct par acquisition numérique de sites archéologiques a permis de manipuler les données dans un environnement tridimensionnel, de mieux se réapproprier l’information spatiale, et d’engranger une masse documentaire considérable.

Le modèle numérique joue aujourd’hui un rôle important dans nos disciplines et dans le processus de recherche. Il représente une synthèse virtuelle des connaissances scientifiques à un instant T. Grâce aux maquettes virtuelles, il devient dorénavant possible d’expérimenter et de valider de nombreuses hypothèses de travail. L’interactivité en temps réel via le modèle 3D va «  stimuler » la réflexion du chercheur.

Cette expérimentation informatique à travers des modèles 3D présente de nombreux avantages que les techniques de représentation traditionnelles en 2D ne pouvaient offrir aux chercheurs pour mener à bien leurs travaux. L’outil 3D devient par conséquent un outil de recherche ouvrant de multiples possibilités à travers la simulation virtuelle, la manipulation du modèle numérique ou encore la multiplication des points de vue dans la scène virtuelle. Ainsi, la restitution d’une machine antique et son fonctionnement deviendront plus compréhensibles ; la lecture de l’organisation architecturale d’un monument ou d’un site archéologique sera simplifiée ; le remontage virtuel d’un fragment de menhir sera possible de même que la reconstitution de procédés de productions industrielles utilisées dans le domaine de l’automobile montrant l’activité usinière des machines ou des gestes des ouvriers.

La modélisation des vestiges archéologiques s’avère très utile, car elle contribue à faciliter les discussions scientifiques et favorise l’émergence d’un travail qui peut réunir des équipes pluridisciplinaires (archéologues, informaticiens, architectes, épigraphistes, historiens). Des chercheurs vont pouvoir, grâce à ce support visuel, réfléchir collectivement, confronter leurs idées, mettre en évidence des problèmes d’interprétation, résoudre des difficultés et faire de nouvelles propositions de restitution. Le modèle 3D est alors un élément de validation d’une expertise en archéologie.

Pérennisation des modèles numériques 3D

Les modèles numériques deviennent aussi de véritables outils de gestion de données, car ils sont très souvent associés à des métadonnées qui viennent enrichir l’information que le modèle tridimensionnel ne peut renseigner directement. Il est alors possible, en interrogeant une base de données liée aux modèles 3D par des liens dynamiques, d’avoir accès à l’ensemble des informations relatives au contexte scientifique de création du modèle, d’identifier les équipes scientifiques et les équipes graphistes ayant participé aux recherches et à l’élaboration du modèle et d’accéder à toutes les sources documentaires (archéologiques, iconographiques, littéraires, numismatiques…..etc.).

Ce travail de documentation et de création de fiche d’identité du modèle numérique va permettre de sauvegarder et d’archiver toutes les réalisations virtuelles afin de les pérenniser au sein d’un conservatoire national 3D comme ce fut le cas avec le conservatoire Archéogrid[1].

Les chercheurs en SHS ont pris conscience de l’intérêt de la pérennisation des données 3D, car cette démarche permet d’éviter la disparition de fichiers numériques élaborés après un long travail de recherche impliquant de nombreux scientifiques, mais aussi des financements importants. Ces modèles virtuels pourront également être ré-exploités dans plusieurs années avec la possibilité d’évoluer en fonction des nouvelles recherches. De plus, ces modèles archivés et pérennisés peuvent également être une trace importante d’un monument historique qui a été saccagé soit par l’intervention humaine comme l’exemple de la destruction intentionnelle du site archéologique de Nimroud (Irak) et des bouddhas de Bâmiyân datés du V^eme siècle ou encore par des catastrophes naturelles comme ce fut le cas avec le séisme au Népal qui a anéanti de nombreux temples et statues construits entre le 12^e et 18^e siècle ruinant ainsi le patrimoine artistique du pays. Néanmoins, des technologies telles que le prototypage peuvent redonner une “seconde vie” aux sites et objets disparus.

Consortium 3D

Aujourd’hui, le modèle numérique est devenu incontournable pour la restitution scientifique. Cependant face au développement de la technologie 3D, il devenait urgent d’aider à l’intégration de ces outils et d’accompagner les nouveaux usages qui amènent la communauté SHS à produire un nombre exponentiel de modèles numériques.

Le consortium 3D est né de ce constat ; labellisé par la TGIR Huma-Num en juillet 2014, il réunit 10 équipes^[2] de recherche ayant une bonne pratique de l’usage des technologies 3D et de la production de modèles tridimensionnels dans le contexte scientifique en SHS.

Ce consortium couvre un spectre assez large d’expériences et de multiples axes de recherche y sont déployés tels que la représentation virtuelle d’environnements disparus, l’expérimentation et la sauvegarde du patrimoine industriel et technique ; l’acquisition et la modélisation spatiale et chronologique ; ou encore l’élaboration d’outils de simulation en architecture et patrimoine.

Les missions de ce consortium sont multiples telles que:

• Dresser l’état des lieux de la 3D en SHS avec l’identification de tous les contextes scientifiques de productions 3D ainsi que leurs lieux de dépôt;
• Mettre en place un conservatoire 3D qui recensera tous les modèles produits en SHS avec possibilité de déposer une copie dans le conservatoire ;
• Mettre en place des procédures de dépôt aux archives nationales des données 3D SHS
• Favoriser l’insertion des équipes françaises dans les projets européens et internationaux de la 3D en SHS
• Sensibiliser les acteurs de la recherche SHS aux enjeux liés aux usages des modèles numérique ;
• Développer des outils spécifiques 3D SHS en open source ;
• Diffuser des guides de bonnes pratiques et éclaircir certaines idées sans y imposer un cadre dogmatique ;
• Aider la communauté en SHS à s’approprier l’usage de la 3D

Ainsi, le consortium 3D se donne comme objectif de réaffirmer, au cœur des projets 3D, les enjeux scientifiques en SHS et notamment d’améliorer la connaissance des sociétés humaines mais également de définir les fondamentaux face aux nouveaux usages du numérique en SHS et d’en favoriser la mise en œuvre.

 

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Contact :

Chayani Mehdi : mehdi.chayani@u-bordeaux-montaigne.fr
Ingénieur d’étude CNRS Archéovision pour le Consortium 3D
UMS SHS 3D 3657 (Université Bordeaux Montaigne)

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[1] Conservatoire National de donnée 3D de la plateforme technologique 3D Archéovision (Université Bordeaux III)

[2] ARCHEOVISION – UMS 3657 (Bordeaux) ; MAP – UMR 3495 (Marseille) ; CIREVE (Normandie-Caen) ; EPOTEC [IRCCyN (UMR CNRS 6597) / Centre François Viète (EA 1161)] (Nantes) ; LARA – UMR 6566 (Nantes – Rennes) ; MSH Val-de-Loire USR 3501 & UMR 7324 CITERES-LAT (Tours) ; ASM – UMR 5140 (Montpellier) ; INRAP (Paris) ; MOM – UMR 5138 (Lyon) ; CEPAM – UMR 7254 (Nice)

Image page accueil : Projet Aton 3D. Projet de recherche  autour de la restitution en 3D des évolutions de l’urbanisme sous le règne d’Akhenaton de la ville nouvelle d’Amarna (Egypte).

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