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Les technologies numériques au service du patrimoine. Quelles différences entre numérisation etmodélisation 3D ?

De nos jours, nombreux sont les domaines qui font appel à la numérisation et/ou à la modélisation tridimensionnelles ; l’archéologie et l’architecture ne font pas exception : l’une comme l’autre se servent de la 3D comme support d’étude et moyen de représentation. 

Le terme « 3D » est souvent utilisé pour désigner un objet digital en trois dimensions, ce qui entraîne une confusion entre numérisation 3D et modélisation 3D.

Afin de cerner l’apport de ces procédés pour les études archéologiques et architecturales, il est indispensable de les définir de façon à comprendre ce qui les différencie, mais aussi les méthodes qui les caractérisent et les résultats qu’il est possible d’en attendre. 

Nous terminerons cet article par le travail actuellement mené à Paray-le-Monial.

La numérisation 3D

La numérisation 3D consiste à scanner un objet physique existant ou une réalité spatiale plus complexe, afin de pouvoir l’archiver au format numérique et avoir la possibilité d’exploiter sa version digitale, de la manipuler, de l’étudier et de visualiser sa structure interne. Cette technologie permet une évolution indéniable dans plusieurs domaines tels que l’art, l’architecture, l’archéologie, la recherche médicale, ou encore la stratégie militaire.

Les techniques utilisées sont de plus en plus sophistiquées et elles aboutissent à des résultats plus précis et proches de la réalité ; parmi les plus connues figurent :

  • La triangulation avec un laser ou une lumière ;
  • L’ impulsion laser ou scan par détection de temps de vol ;
  • Le scan 3D par contact ;
  • La photogrammétrie (numérisation 3D à partir d’une analyse informatique poussée de plusieurs photographies).
Projection des images 3D des ruines romaines de Leptis Magna en Syrie lors de l’exposition « Cités millénaires » à l’Institut du Monde Arabe (Paris, 10 oct. 2018-17 fév. 2019) (cliché : J.-P. Dalbéra).

Selon la technique choisie, les outils permettant le relevé de l’objet sont un scanner 3D ou un appareil photo. Les données recueillies sont ensuite transférées sur ordinateur pour être traitées par des logiciels conçus à cet effet.

Les deux méthodes, photogrammétrie et scanner laser, peuvent être complémentaires. D’ailleurs, les utiliser conjointement permet d’optimiser les résultats : précision millimétrique du laser et rendu photographique de meilleure qualité.

La modélisation 3D

La modélisation tridimensionnelle consiste à créer un objet digital en trois dimensions à partir d’un objet initial existant ou non. Contrairement aux techniques du scanner qui s’appliquent uniquement sur des supports réels, la modélisation, elle, peut créer à partir de sources textuelles, de plans en 2D, de descriptions, ou de conceptions et créations personnelles.

Il existe plusieurs logiciels permettant la modélisation 3D, par association, soustraction, modification de lignes donnant naissance à des volumes. Certains permettent même de réaliser une modélisation à partir d’une numérisation en utilisant les scans 3D comme base, et cette combinaison des deux techniques permet d’obtenir un meilleur résultat.   

Modélisation 3D d’édifices de Soignies (Belgique) réalisée avec le logiciel SketchUp (auteur : Madelgarius).

En raison de sa praticité et de sa mise en œuvre avec des moyens abordables (un ordinateur et des logiciels suffisent le plus souvent), la modélisation 3D est aujourd’hui très présente dans notre société. Elle touche les domaines scientifiques et pédagogiques, mais aussi les jeux vidéo, certaines industries comme l’automobile, ou encore le sport et la médecine. Enfin, cette technologie est de plus en plus présente dans l’architecture et l’archéologie, notamment comme un outil d’étude, de préservation et de valorisation du patrimoine. La reconstitution en 3D de monuments historiques, de sites archéologiques ou d’artefacts permet aux chercheurs et aux acteurs du patrimoine d’archiver, d’analyser, de conserver, mais aussi de partager avec le grand public des connaissances par l’intermédiaire de plusieurs supports de médiation culturelle telles que les expositions, la projection d’animations 3D sur grand écran ou autres supports, ainsi que la diffusion en ligne qui touche un public international. 

La modélisation 3D à Paray-le-Monial

À l’invitation de l’association des Amis de la basilique romane et de Nicolas Reveyron, la municipalité de Paray-le-Monial a choisi de faire modéliser les principaux édifices de la ville afin d’offrir aux visiteurs une extraordinaire expérience de visionnage d’animations 3D sur grand écran. Les objectifs sont multiples : informer, sensibiliser au patrimoine, susciter des émotions, mais aussi dynamiser et valoriser cette richesse architecturale. 

Le projet m’a été confié en collaboration avec Mohamed El Mahdi Bendjaima. Commencés en mars 2019, nos travaux portent sur la basilique romane et son cloître, mais aussi sur le musée du Hiéron, la tour Saint-Nicolas, le musée Paul Charnoz et la maison de la mosaïque. Ils concernent aussi des édifices détruits, comme la prieurale de l’an mil ou l’église mariale, que nous restituons grâce aux données archéologiques et aux sources textuelles afin d’en offrir une représentation volumétrique les situant dans le temps et dans l’espace.

Nous posterons régulièrement des billets sur le Carnet parodien afin de partager avec vous cette belle aventure numérique au service du patrimoine.

Modélisation 3D d’un écoquartier (Projet de fin d’étude de D. Chabane et K. Boursila).

Dihia CHABANE

Architecte urbaniste

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