ROC AUX SORCIERS - Quand la 3D oeuvre pour la préservation du patrimoine

  • Clients :
    Divitior mihi
  • Type de projet :
    Reconstitution 3D
  • Réalisé en :
    2022
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ROC AUX SORCIERS

IL S’EST AGIT DE CONCEVOIR UN OUTIL SOUS FORME DE VISITE VIRTUELLE AFIN DE MIEUX ÉVALUER LA TOPOLOGIE DE LA GROTTE, ANALYSER LES ŒUVRES, SUPERPOSER LES IMAGES PANORAMIQUES ET LE MAILLAGE 3D, ET SURTOUT POUVOIR VISUALISER LE BÂTIMENT DANS SON ENSEMBLE AVEC L’INTÉGRATION DE LA GROTTE.

Présentation

Il y a presque 40 ans Lascaux 2 ouvrait la voie de la restitution archéologique en présentant au public un chef d’œuvre de l’humanité devenu inaccessible pour le grand public. Depuis les succès se sont enchaînés avec Altamira, Chauvet et maintenant Cosquer.  

Ces projets, tous innovants nous ont permis de constituer de nombreuses équipes pluridisciplinaires spécialisées et d’acquérir une expérience inédite propre à ces restitutions des grands sanctuaires de l’art paléolithique. Notre prochaine ambition s’oriente vers Le Roc aux Sorciers à Angles sur l’Anglin dans la Vienne, chef d’œuvre de la sculpture magdalénienne.

Dans cette perspective, nous avons reçu le soutien de la Conservation du Musée des Antiquités national qui détient l’ensemble des blocs sculptés qui pourrait nous permettre de numériser ces blocs dans le but d’une restitution voire de léguer l’ensemble de ces blocs pour présentation si une restitution de site voyait le jour.

A cette démarche a été associée Genevieve Pinçon spécialiste du site et Directrice du Centre national de Préhistoire. Laurent Delbos actuel gestionnaire du centre d’interprétation du Roc aux Sorciers, Chef de projet de la Restitution de la Grotte Cosquer propose avec Sites et Cie, concepteur et gestionnaire de sites et le département de La Vienne qui se positionne comme un investisseur potentiel sur le futur projet de développement de constituer une équipe composée des plus grands spécialistes en la matière (équipe de Chauvet et de Cosquer) afin d’imaginer et de construire un projet de numérisation de la frise in situ et de l’ensemble des blocs afin de restituer l’ensemble du site…

Ce projet cherche à passer un gap dans l’innovation numérique, en se basant sur l’expérience Cosquer le consortium développera des technologies de reconstitution de jumeaux numériques 3D les plus optimisées.

Objectifs quantitatifs :  

Une livraison 70% plus rapide des modèles numériques 3D tels que construits
Production des modèles 3D de haute qualité à partir de n’importe quel nuage de points, à la fois à l’échelle et à la source
Réduction de la taille du fichier jusqu’à 90 % pour une exploitation web par tous (tourisme numérique, collaboratif, scientifique)
Réduction des coûts de mise en place d’une maquette 3D numérique de plus de 50% 

Objectifs qualitatifs :  

Démontrer l’intérêt d’une numérisation clé en main, le projet vise à développer un service d’automatisation de la numérisation 3D à partir de nuages de points sur le cloud vers une maquette numérique 3D WEB interopérable pour différents usages : touristique (virtuel et reconstitution), scientifique et archivage. Le site du « Roc Aux Sorciers », un abri sculpté Magdalénien servira de site référence – de la numérisation 3D à l’exploitation.

LE SITE PRÉHISTORIQUE ORIGINEL À L’APLOMB D’UNE FALAISE CALCAIRE, AU DE LA RIVIÈRE ANGLIN DANS LA VIENNE.

Dans la Cave Taillebourg les préhistoriens ont pricipalement mis à jour de l’industrie lithique et osseuse, mais également de très nombreux fragments de sculptures effondrés du plafond. Seule une représentation de bison est encore en place dans cet abri. Dans l’abri Bourdois c’est la fameuse frise sculptée qui est toujours en place, datant du Magdalénien moyen.

Le site s’étend de façon continue sur environ 50 m et présente deux zones géomorphologiques distinctes : l’abri Bourdois et la Cave Taillebourg, portant chacune le nom des propriétaires auxquels Suzanne de Saint-Mathurin acheta les terrains lors de ses fouilles. Ces deux “locus” sont séparés par une réserve archéologique.

Le site découvert en 1927 a commencé à être fouillé en 1929 par Lucien Rousseau qui déblaye les éboulements et met à jour des plaques détachées de la paroi représentant des bisons, des bouquetins et des chamois.

C’est en 1949 que Suzanne Cassou de Saint-Mathurin et le Docteur Dorothy Garrod reprennent les fouilles et découvrent en 1950 une frise à bas reliefs qui comporte des bisons, des chevaux, et de nombreux bouquetins. Au sol, dans le niveau. magdalénien, les deux préhistoriennes trouvent également d’autres éléments de sculpture (dont trois moitiés inférieures de torses féminins). Ces nouvelles fouilles dureront 10 ans.

Après le décès de Suzanne de Saint-Mathurin en 1991, l’étude du site fut reprise comme elle le souhaitait par Geneviève Pinçon et François Lévêque. Les premiers résultats de ces nouvelles recherches ont déjà fait l’objet de plusieurs articles dans des revues spécialisées et d’un livre scientifi que : “Angles-sur-l’Anglin, la frise sculptée du Rocaux- Sorciers”, 1997, co-édition Comité des Travaux Scientifi ques et Historiques et RMN.

Depuis 1991, Geneviève Pinçon entourée d’une équipe, conduit ces recherches avec l’autorisation du Ministère de la Culture, sur ce site classé au titre des Monuments Historiques en 1955. Il est devenu propriété de l’Etat après legs de S. de Saint-Mathurin. De 1947 à 1964 les préhistoriennes ont dégagé plus de 350 blocs sculptés, gravés et parfois peints.

LA CAVE TAILLEBOURG (PARTIE EFFONDRÉE) RECELLE DE SUPERBES FRAGMENTS DE BAS RELIEFS, ACTUELLEMENT CONSERVÉS À ST- GERMAIN-EN-LAYE.

TRAITEMENT 3D DES DONNÉES NUMÉRISÉES

Créée par Romain Senatore et Stéphane Kyles en 2013, l’entreprise est spécialisée dans la modélisation et le traitement des données 3D. Dès l’origine elle tire sa spécifi cité du développement en interne d’un moteur de rendu 3D temps réel optimisé (le NX Graphics engine) accompagné d’un ensemble de librairies dédiées à des applications telles que l’architecture par exemple. Elle est de plus en pointe sur les technologies de restitution telles que le WebGL, la réalité virtuelle (VR) et la réalité augmentée (AR).

ÉTUDE DE CAS “COSQUER 2” : Le projet de restitution de la Grotte Cosquer 2 a demandé une adaptation spécifique et des développements afin de pouvoir manipuler l’ensemble du modèle 3D numérisé. Le challenge était de parvenir à un outil de “création” interactif à même de réaliser l’anamorphose proposée lors du concours.

SEGMENTATION & RECONSTITUTION 3D DU MAILLAGE DE LA GROTTE

MÉDIAS ACQUIS :

– 344 scans individuels au format *.e57
– 344 images panoramiques

SEGMENTAITON DES SCANS EN NUAGE DE POINTS :

  • Il s’agit de déterminer la coupe relationnelle optimale de chaque scan
  • La méthode de segmentation reprend un procédé simple de segmentation grâce au Diagramme de Voronoï
  • Chaque bordure détermine une tranche de coupe optimale.

La création de cette cartographie reprend le nom de référence de chacun des scans et permet de traiter individuellement chaque scan sous forme de cellule.

Ce traitement est nécessaire pour la reconstruction du maillage ainsi que la phase de texturing : grâce au diagramme de Voronoï, nous pouvons déterminer à tout moment les voisins adjacents pour le traitement (scans, projection de textures…).

Reconstruction du maillage :

  • Il s’agit de traiter individuellement chaque cellule (nuage de points) afin de reconstruire la surface grâce à la méthode de “poisson”
  • Afin de permettre la connectivité des maillages adjacents et procéder au traitement de la cellule
  • Le traitement du maillage est réalisé avec 3 niveaux qualitatifs.

La basse qualité nous permet de visualiser le modèle dans une qualité brouillon afin de ne pas trop solliciter les ordinateurs peu puissants, ou de distribuer ce modèle via le réseau internet.

La qualité moyenne permet de visualiser le modèle entier (344 maillages) avec comme limite un ordinateur de bureau conventionnel.

La haute qualité est à but de reproduction.

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

TEXTURING & PROJECTION SPHÉRIQUE DES TEXTURES

Projection des textures par cellule : il s’agit de projeter individuellement chaque image panoramique dans un ordre précis.

Les cellules adjacentes projettent leurs représentations panoramiques avec un ordre de distance ( la cellule la plus lointaine de centre à centre en premier ).

Les cellules projettent plusieurs couches de textures, la partie de texture appliquée au maillage est valide si elle trouve en intersection avec la totalité d’une des faces de ce maillage ( plan sur 3 points ). Le résultat peut être visualisé sous forme de panoramique à 360°.

COMPARATIF : MAILLAGE + TEXTURE VS PHOTO PANORAMIQUE

OUTIL COLLABORATIF : VISITE VIRTUELLE DE LA GROTTE EN LIGNE

LA RÉALISATION DE FAC-SIMILÉ
ARC & OS – ATELIER ALAIN DALIS À MONTIGNAC

Une réalisation au millimètre près Les parois de la grotte originale ont été relevées au scanner laser par un géomètre. Ces mesures permettent d’obtenir une fi nesse inégalée de reproduction de la paroi. Les panneaux pariétaux à fabriquer sont donc livrés à l’atelier Arc & Os de façon numérique. Ce chiffrement permet de réaliser le moule d’où seront extraits les modules réalisés en résine et matières naturelles. L’atelier est doté d’une fraiseuse à commande numérique sur 5 axes capable d’usiner des blocs de près de 10 m3.

UNE PROJECTION GRANDEUR NATURE

sur ces modules “en blanc” sont projetés les représentations fidèles des peintures pariétales. Un travail de calage précis de l’image sur la paroi blanche est nécessaire pour retrouver le positionnement exact des figures. Il faut noter que non seulement les figures sont reproduites, mais aussi les couleurs de la paroi avec ses reflets, sa patine, son micro-relief ou la “transparence” de certaines coulées

UN TRAVAIL D’ARTISTE POUR RETROUVER LE MOUVEMENT ORIGINEL

Dans les grottes, les figures ont été différemment réalisées selon le support que l’artiste originel avait choisi : dessin au charbon de bois, doigt trempé dans l’argile… De la même manière, les artistes de l’atelier d’Alain Dalis doivent retrouver le geste et le mouvement de l’artiste paléolithique en utilisant presque les mêmes outils.

DES CONTRÔLES RÉGULIERS

Régulièrement, les scientifiques et historiens viennent contrôler l’avancée des travaux.

Ils peuvent ainsi faire des remarques pour coller au plus près de l’original. Pour respecter l’oeuvre originale, les artistes de l’atelier peuvent, lorsque cela est possible) visiter la vraie grotte pour s’imprégner de l’ambiance et retrouver le relief et la patine des parois