Le projet de reconstitution
virtuelle de la grotte Cosquer

Située dans le parc des calanques de Marseille, à 37 mètres en-dessous du niveau de la mer, la grotte paléolithique de Cosquer va avoir droit à sa reconstitution car elle est difficilement accessible. Afin de la préserver, elle a été classée monument historique et une porte blindée garde son entrée pour éviter les intrusions, mais une question se pose concernant le partage des connaissances conservées dans ce lieu. Il a donc été décidé de recréer la grotte afin de la rendre accessible à « monsieur tout le monde », reconstitution qui sera accessible dans la Villa Méditerranée à côté du MuCem.

Le projet dans la Villa Méditerranée

L’idée de recréer la grotte dans cette villa vient de plusieurs points notamment le fait d’être composée de plusieurs étages dont un sous-sol, c’est ce dernier qui accueillera la réplique en fac-similé de la grotte Cosquer. L’idée est de faire vivre une expérience complète au visiteur en les mettant dans le contexte puis en les immergeant.

D’abord, ils auront accès à une scénographie qui leur permettra de s’imprégner de l’ambiance en traversant une passerelle au-dessus de l’eau pour accéder à la reproduction d’un club de plongée. La seconde étape consiste à prendre l’ascenseur pour descendre dans la reconstitution de la grotte Cosquer en fac-similé, afin de la rendre plus réaliste, la température sera maintenue entre 17° et 18°, le parcours qui devrait durer 40 minutes se fera à bord de nacelles. Un miroir d’eau sera également mis en place afin que les visiteurs puissent vivre la même sensation qu’Henri Cosquer lorsqu’il a pénétré les lieux. Afin de pousser l’expérience à son paroxysme, les seuls bruits de la reconstitution seront faits de gouttes d’eau qui tombent.

Cette visite donnera l’occasion d’admirer l’art pariétal présent dans la grotte, aussi bien les gravures que les peinture. En tout il s’agit de pas moins de 370 dessins qui ont été recensés, ces derniers représentent à la fois des animaux terrestres (chevaux, aurochs, cervidés, …) et aquatiques (pingouins, phoques, …) mais également des mains négatives le tout étant daté de – 19 000 ans BP à – 27 000 ans BP.

L’excursion dans la grotte se conclura dans l’amphithéâtre de la villa où les visiteurs verront grâce notamment à un écran 3D l’évolution du climat qui menace la grotte par la montée des eaux.

Pourquoi faire une réplique virtuelle ?

Une fois le projet de la Villa Méditerranée expliqué, une question se pose : pourquoi faire une réplique virtuelle ?

La réplique virtuelle de la grotte sert plusieurs intérêts, le premier est d’avoir une reproduction la plus fidèle possible afin de réussir à faire se conformer la grotte à l’architecture de la villa. En effet, le bâtiment ayant été créé avant qu’il ne soit décidé d’y placer la reconstruction de la Grotte Cosquer, la structure ne correspond pas à celle de la grotte. Il est donc important de pouvoir étudier la grotte de manière virtuelle afin de travailler sur l’apparence de la représentation physique. De plus, la version virtuelle de la grotte va permettre de mettre en place, calibrer et synchroniser le parcours suivi par le visiteur dans les nacelles avec la découverte de la grotte de manière que les éléments essentiels soient visibles.

Le second intérêt est de pouvoir servir de base de travail à tous les artisans qui œuvrent à la production du fac-similé qui sont créés pour la reproduction de la grotte. Les rendus 3D texturés offrent un photoréalisme en 3D impressionnant qui permet une grande précision dans le travail de reproduction.

Photo d’une main rouge dans la grotte

3D d’une main rouge dans la grotte

Quelles étapes pour la réalisation
de la reconstitution virtuelle ?

Cependant, avant d’arriver à une reproduction virtuelle totale de la Grotte Cosquer, plusieurs étapes ont été nécessaires.

La première de ces étapes était de récupérer des médias pour servir de base à la version virtuelle. En tout, ce n’est pas moins de 344 scans individuels et 344 images panoramiques qui ont été récupérées. Toutes ces données ont été traitées pour être segmentées en nuage de points, également appelé cellule. La segmentation a été effectuée selon la méthode du Diagramme de Voronoï qui permet de déterminer la tranche de coupe optimale de chaque scan afin de créer une cartographie qui donne la possibilité de traiter chaque scan de manière individuelle.

Exemple de cellule

Par la suite, le but est de reconstruire le maillage de la surface de la grotte grâce à la méthode de Poisson*, tout en permettant la connectivité des maillages adjacents en ajoutant 5% des points 3D de chaque cellule adjacente. La reconstruction du maillage peut se visualiser en 3 qualités : basse (qui se rapproche de la qualité de brouillon pour être visualisable sur les ordinateurs n’ayant que peu de puissance), moyenne (qui permet de visualiser l’ensemble de la grotte avec comme seule limite les ressources de l’ordinateur de bureau conventionnel) et haute (pour avoir la plus belle qualité de rendu en utilisant du matériel puissant).

*Poisson Surface Reconstruction – Michael Kazhdan, Matthew Bolitho and Hugues Hoppe – Eurographics Symposium on Geometry Processing

Basse qualité

Moyenne qualité

Haute qualité

Ces différentes étapes permettent de prendre conscience de l’ampleur de la grotte tout en conservant l’état originel issu des scans. Par ce procédé, la grotte est devenue visitable à la fois sur ordinateur mais également en réalité virtuelle.

Et la suite ?

Pour mener ce projet à bien, de nombreuses structures sont amenées à collaborer, on peut ainsi citer la Ville de Marseille et la Région Sud pour la mise à disposition de la Villa Méditerranée ; la société Kléber Rossillon qui est maître d’Ouvrage, Eiffage Construction Provence, l’Agence Corinne Vezzoni & Associés et La Prod est dans le Pré pour la partie conception/construction/scénographie ; AAB, ARC & OS, Gilles Tosello Creation graphique pour la partie Conception – Travaux ou encore la DRAC PACA pour ne citer qu’eux. Afin de pouvoir mener le projet à bien, des solutions ont été mises en place pour faciliter la collaboration, que vous découvrirez dans un autre article à venir prochainement.

SOURCES

Le Moniteur  –  L’usine Digitale  –  La Provence  –  Internes