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Glanum, vers une archéologie numérique

À la jonction des sciences humaines et des sciences informatiques, le projet Glanum s’inscrit dans le cadre de la reprise des activités scientifiques sur un site qui, après plus d’un siècle de recherche archéologique, présente les vestiges d’un ensemble architectural exceptionnel, au cœur du massif des Alpilles.
  • Contact : Motasem NAWEF, équipe I&M
Objet patrimonial étudié de longue date par l’IRAA, Glanum se prête parfaitement aux politiques de numérisation du Ministère de la Culture. Le projet a obtenu un financement de l'Institut d’Archéologie méditerranéen ARKAIA pour la réalisation d’un modèle photogrammétrique 3D de l’ensemble du site dans son environnement. Soutenue par l'IRAA (Institut de Recherche sur l'Architecture Antique), le LIS, le département des Sciences Humaines et Sociales de l'Université de Sassari (Italie), le CCJ (Centre Camille Julian), l'équipe est constituée de Nathalie André, architecte, IR en archéologie, Jonathan Boiné, archéologue géomaticien indépendant, Pierre Drap, chercheur au CNRS, Andrea Colpani, Ingénieur informatique, Erica Nocerino, maître de conférence en topographie et cartographie, de deux photographes, Loïc Damelet et Lionel Roux et de Motasem Nawef, enseignant-chercheur, membre de I&M au pôle image et signal du LIS, Animés par un double intérêt scientifique et patrimonial, les chercheurs proposent, à partir de ce modèle 3D, de jeter les bases d’un ensemble d’outils numériques destinés à la représentation, à l’analyse et à la production de connaissance. Web 3D, réalité virtuelle, réalité augmentée, qualification des modèles, analyse tridimensionnelle, IA, modélisation par ontologie, l'équipe a étudié différentes pistes afin d’identifier de nouvelles perspectives de diffusion et de production de connaissance à explorer à plus long terme dans le cadre d’un grand projet. Intertitre : Un modèle 3D pour quoi faire ? L’avancée des technologies de mesure optique a été particulièrement importante ces dix dernières années, démocratisant les relevés 3D, ouvrant de nouvelles perspectives de travail et de documentation. La notion de jumeau numérique a fait son apparition et tend désormais à se diffuser au sein des activités liées au patrimoine culturel. Dernier et éclatant exemple de cette incursion dans la sphère patrimoniale, la reproduction du David de Michel-Ange pour l’exposition universelle de Dubaï utilise une approche hybride combinant photogrammétrie et laser scanner. Elle produit ainsi un double numérique et réalise une impression 3D à l’échelle 1:1 de l’œuvre. Quelle que soit l’échelle, la numérisation du patrimoine culturel devient possible et se trouve donc de plus en plus fréquemment utilisée. Il convient dès lors de se poser sérieusement la question de son utilité. Dans l’exemple du David de Michel-Ange, la maîtrise technologique prévaut : la technologie innovante se justifie par elle-même. Certaines motivations plus scientifiquement pertinentes, comme la diffusion de la connaissance ou la réalisation d’une copie pouvant être utilisée comme référence si un problème survenait à l’original, semblent ici secondaires. La numérisation des objets du patrimoine culturel s’intensifie depuis une dizaine d’année. En 2012, le ministère de la Culture et de la Communication a lancé un appel à projet dans le contexte du Plan national de numérisation et de valorisation (PNV). Parallèlement, l’utilisation de techniques de visualisation 3D à destination du grand public se répand dans les musées, à l’image des applications de réalité augmentée permettant de visualiser les orques du musée national d’histoire naturelle de Washington, ou bien encore du projet d’art contemporain (seeingtheinvisible.art) qui rend accessible des œuvres d’art dans douze jardins botaniques du monde entier participant à l'initiative. C’est dans ce contexte que l'équipe de Motasem Nawef propose la réalisation de modèles 3D à différentes échelles du site de Glanum, réalisés par photogrammétrie (drone et terrestre) et scanner à lumière structurée. Intertitre : Méthodologie et déroulement du projet Les sites archéologiques sont des systèmes complexes et évolutifs, où des éléments hétérogènes coexistent dans un équilibre délicat constamment remis en question par les activités de fouille elles-mêmes. Au fur et à mesure de leur avancée, de nouvelles informations sont acquises et viennent enrichir, parfois réviser, la base de connaissances en construction. Cette dynamique complexe nécessite un système de gestion des connaissances et des informations appropriées. Il doit répondre à un trois d'exigences : traiter des données hétérogènes, se montrer flexible pour intégrer les informations nouvellement acquises et mettre à jour ou réviser les connaissances précédentes, être intelligible, exploitable et partageable. Le lien entre les bases de connaissances et les outils de visualisation est très prometteur et c'est définitivement la direction prise dans ce projet. Quatre utilisations distinctes de ces modèles sont proposées dans ce projet :
  1. La diffusion de la connaissance vers le grand public avec des moyens de pointe (web 3D, réalité virtuelle, réalité augmentée sur site ou sur périphérique délocalisé).
  2. La création d’un modèle reflétant l’état actuel du site servant d’état zéro pour observer les changements à venir, permettant aussi les comparaisons avec les relevés existant ou les campagnes de photogrammétrie aérienne passée. L’analyse de la répartition spatiale de la qualité du modèle est essentielle pour comprendre l'incertitude de chaque modèle à comparer. L'analyse d'un modèle 3D sans paramètres de qualité associés ne peut être qualifiée. Il est important de souligner qu'il n'existe pas d'outils standardisés pour évaluer la qualité des modèles 3D. Des solutions ad hoc seront donc développées pour le site de Glanum afin de supporter les analyses effectuées.
  3. L’analyse tridimensionnelle des éléments du site, individualisation des blocs isolés, inventaires, classification des éléments isolés sur des considérations géométriques (taille, volume).
  4. Le modèle 3D sera utilisé comme interface d’accès aux connaissances archéologiques relatives au site. Ce projet propose une amorce de modélisation par ontologie des connaissances identifiées sur le site, associée à une représentation spatiale de ces connaissances reliée aux modèles 3D.