bati 3d rapport intermédiaire

 Rapport intermédiaire n° 1 (entre 5-10 pages)
Acronyme
Bâti3D
Titre du projet
La modélisation 3D comme outil heuristique dans la reconstitution du bâti ancien : approche ethnoarchéologique et expérimentation technique
Coordinateur
scientifique
Nom
Prénom
Fonction
Castel
Corinne
CR
Laboratoire
Téléphone
Mail
Archéorient
Liste Partenaires
Partenaires
académiques
Partenaires
praticiens
04 72 71 58 75 [email protected]
04 67 92 33 59
N°
Laboratoire / Equipe
Correspondant scientifique
1
ARCHEORIENT /ORGANISATION DE L’ESPACE
Corinne Castel
2
ARCHEORIENT / ENVIRONNEMENT ET EXPLOITATION D ES RESSOURCES
Olivier Barge
3
GREMMO
Marie-­‐Odile Rousset
4
LIRIS
Eric Galin
5
IRAA
Myriam Fincker
6
I.
Rappel des objectifs de la période concernée
T1 : Dépouillement des archives ethnographiques (Archéorient+GREMMO) (terminé)
T2 : Étude des maisons documentées par le fonds d’archives (Archéorient+IRAA) (en cours)
T3 : Restitutions 3D, tests « à l’aveugle », réalisées à partir des plans levés lors des enquêtes ethnographiques (Archéorient+IRAA+LIRIS) (prématuré. à faire avec le modèle construit par le LIRIS)
T4 : Comparaison de ces modélisations et de leurs élévations encore visibles (Archéorient+IRAA+LIRIS+GREMMO) (Cf. ci-­‐dessus) T5 : Analyse architecturale des vestiges trouvés en fouille (Archéorient+IRAA) (réalisé) T6 : Modélisation des vestiges archéologiques (Archéorient+IRAA+LIRIS) (prématuré) T7 : Confrontation modèles 3D archéologiques et ethnographiques (Archéorient+IRAA+LIRIS+GREMMO) (prématuré) T8 : Analyse critique de cette confrontation et mise en évidence des différents éléments qui contribuent à établir la valeur heuristique de l’outil 3D (Archéorient+IRAA+LIRIS+GREMMO) (à développer) T9 : Étude fonctionnelle et sociale des bâtiments antiques (Archéorient) (en cours) T12 : Définition de structures de données et d'algorithmes permettant la création de paysages architecturaux à partir de plans et connaissances archéologiques (LIRIS) (Partiellement réalisé : cf. Master 2 LIRIS)
T10 : Confrontation des résultats archéologiques avec les données ethnographiques (Archéorient+GREMMO) (en cours) 23/01/2015
Page 1 T11 : Comparaison des bâtiments villageois et urbains au plan des techniques, des usages et des pratiques (Archéorient+GREMMO) (en cours) II. Avancées scientifiques
-
-
L’étudiant en thèse d’Archéorient a dépouillé la documentation ethnographique, choisi les maisons en fonction de la précision des informations disponibles, de leur plan et de leurs techniques de construction afin de refléter la diversité du réel. Il a élaboré une grille descriptive précise pour les analyser et poursuit leur étude. Il a fourni au LIRIS une liste de variables à considérer dans l’élaboration du modèle volumique en informatique graphique. L’étudiant du Master 2 du LIRIS a construit un modèle permettant de représenter et de créer des scènes volumiques complexes contenant des objets de matériaux différents. III. Interactions entre les disciplines impliquées et la valeur ajoutée par cette
pluridisciplinarité
IV.
L’interdisciplinarité est déjà à l’oeuvre en ce qui concerne les recherches ethnoarchéologiques
à travers la thèse conduite par Obab Al-Dbiyat. L’exploitation des données ethnographiques est
nourrie par les analyses architecturales et les études sur l’habitat conduites par les archéologues du
e e
Proche-Orient spécialisés sur l’habitat de l’âge du Bronze (3 -2 millénaire av. J.-C.). En ce qui
concerne l’interaction entre les SHS et les STICS, les réunions qui ont eu lieu ont essentiellement
servi, pour le moment, à expliciter les démarches de chacun et à fournir aux informaticiens des
données précises concernant en particulier les techniques de construction et les matériaux des
bâtiments antiques et traditionnels au Proche-Orient. Ces données, formalisées sous la forme d’un
tableau, ont permis de préparer le travail de l’étudiant en Master.
À ce stade des recherches, le master 2 du LIRIS qui a travaillé à l’élaboration d’un modèle
permettant de représenter une scène virtuelle volumique de grande taille, l’a conçu en tenant compte
des besoins des archéologues qui doivent étudier la diversité des matériaux et analyser les
techniques de construction des bâtiments qu’ils doivent reconstituer. C’est sans doute en ce qui
concerne la précision des détails nécessaire et la diversité des échelles d’observation indispensable
que le dialogue a été le plus constructif puisque le logiciel a été prévu pour définir des scènes
virtuelles complexes avec un haut niveau de détail et pour traiter les informations à différentes
échelles.
Dans un deuxième temps, il est prévu que le modèle, déjà fonctionnel, soit doté d’une interface
adaptée pour qu’il soit utilisable par des archéologues. C’est à ce stade des recherches que
l’interaction avec les archéologues et les architectes sera la plus développée, ces derniers permettant
d’aller plus loin dans la définition des détails et testant l’utilisation du logiciel pour traiter de véritables
e
vestiges archéologiques. Il est prévu que le doctorant d’Archéorient le teste sur une maison du 3
millénaire av. J.-C. fouillée à Tell Al-Rawda (Syrie). Celle-ci a été construite avec un soubassement de
pierre et une superstructure en briques de terre crue. La confrontation à la réalité devrait permettre
d’aller plus loin dans la représentation des détails. Cette maison présentant trois phases de
construction et ayant livré du mobilier et des aménagements in situ, il sera intéressant également de
tester le modèle et de l’améliorer pour tenter d’appréhender cette dimension dynamique du bâti et lui
« donner vie ».
23/01/2015
Page 2 Enfin, la question se pose encore de la possibilité d’automatiser la représentation des détails
architecturaux face à la diversité du bâti réel (il n’y a pas deux maisons identiques, même si les
archéologues établissement des typologies des bâtiments). Est-il concevable de créer un outil qui
sera utilisable pour l’étude et la restitution d’autres bâtiments anciens dans d’autres contextes
chronologiques et culturels ?
V. Résultats obtenus, publications, valorisation et exploitation des résultats
1.
Master 2 (LIRIS) Titre : Modélisation volumique de scènes virtuelles par fonction à support compact Date : du 13 Avril 2015 au 30 septembre 2015 Description : Le travail de Master a porté sur la modélisation de scènes virtuelles complexes par des surfaces implicites multi phase. Il s’agit d’un arbre de construction de fonctions à supports compacts permettant de représenter de manière procédurale différentes formes constituées de différents types de matériaux (pierres, morceaux de bois, strates géologiques). L’objectif était d’obtenir un modèle permettant de représenter une scène virtuelle volumique et multi matériaux contenant un haut niveau de détail pour définir des scènes de grande taille avec un niveau de précision élevé. Plus précisément, l’étudiant en Stage de Master a mis en place une architecture arborescente pour représenter des formes 3D et des matériaux dans l’espace avec un faible coût mémoire. La méthode proposée s'inspire des surfaces implicites définies dans le BlobTree, en utilisant des primitives à squelettes et des opérateurs pour combiner et spatialiser les primitives. Ces primitives sont entièrement paramétrables et permettent de modéliser une scène uniquement à base de combinaison d’objets simples pour un coût mémoire extrêmement faible. Pour créer une scène, l’utilisateur doit définir l’arbre de construction en utilisant des opérateurs et des primitives choisies en fonction des besoins. Pour créer des scènes de grandes tailles, une approche hiérarchique a été proposée afin de gérer et traiter les informations sur plusieurs échelles. Grâce à la formulation implicite, la méthode proposée permet d’utiliser un ensemble de propriétés mathématiques (conditions de Lipchitz, compacité) afin de manipuler et visualiser l’ensemble des données. 23/01/2015
Page 3 Résultats / Perspectives
Le modèle proposé permet de représenter et créer des scènes volumiques complexes
contenant des objets de matière différente. Pour qu’il soit utilisable par des non
informaticiens, il est nécessaire de continuer les travaux entrepris afin de proposer une
interface permettant une manipulation interactive et des outils de haut niveau pour simplifier
la création de scène complexe.
2.
Thèse (Archéorient) Obab Al-Dbiyat est arrivé au terme de sa deuxième année universitaire mais a pu réellement
commencer ses recherches à partir du début de l’année 2014.
Il a, depuis,
- dépouillé les archives ethnographiques et les a enrichies grâce à des entretiens avec Olivier
Aurenche qui en est le principal auteur.
- Il a élaboré une grille d’analyse détaillée pour étudier les maisons traditionnelles de
Syrie et de Jordanie
- Il a appliqué cette grille d’analyse à trois maisons jusqu’à présent, observées dans le village de
Qdeir, et il doit compléter ce travail pour la quinzaine de maisons qu’il a choisies, d’ici la fin de
l’année. Ces maisons traditionnelles sont issues de Qdeir, mais aussi de deux autres villages Smakieh
(Jordanie) et El Kowm (Syrie), et doivent être envisagées dans une perspective comparative. Ces
maisons ont été sélectionnées en fonction de leur intérêt pour une approche technique, fonctionnelle et
diachronique du bâti. Certaines sont associées à une tente et c’est l’ensemble de l’habitation, bâti en
dur et tente, qui doit faire l’objet d’une reconstitution et de ce type d’étude.
- Il a préparé un tableau très précis présentant les techniques de construction et les
matériaux de ces bâtiments traditionnels du Proche-Orient, à la demande des informaticiens
du LIRIS.
- Il a lui-même préparé deux modèles en 3D (sur Blender) pour les maisons 1 et 14 de
Qdeir qu’il sera très intéressant de comparer au modèle proposé par le LIRIS.
- Il a réalisé, en août 2015, une interview de Faiz Ahamwi, un syrien spécialiste de la
construction des maisons en terre crue traditionnelles. Cette interview s’est attachée à préciser
les étapes de construction d’une maison en terre, la manière dont sont fabriquées les briques
crues et les sols dans la région de la Syrie centrale et les techniques employées dans la
réalisation des toitures.
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Page 4 Travaux de M2 et publications envisagées
-­‐ Suite aux travaux de Master 2 du au sein du LIRIS : une publication est en cours de
rédaction pour une soumission en Janvier 2016 à la conférence internationale SIGGRAPH.
-­‐ Cyril Schuppert, juin 2015, « Architecture à arches intérieures en Djézireh au Bronze
ancien. Analyses numériques et restitutions ». Faculté des Sciences historiques de Strasbourg.
Publications parues
David, J.-C., 2014. Métallurgie artisanale et ethnoarchéologie en Syrie, Archéorient-Le
Blog (Hypotheses.org), 7 mars 2014. [En ligne] http://archeorient.hypotheses.org/2444
Dardaillon E. et David J.-C., 2015, "La métallurgie traditionnelle à Alep. Monographie
d'un atelier de dinandiers". In B. Geyer, V. Matoïan, M. Al-Maqdissi (éd.). De l'île
d'Aphrodite au Paradis perdu, itinéraire d'un gentilhomme lyonnais, en hommage à Y. Calvet,
RSO XXII, Leuven.
Perello, B., 2014. La conservation du patrimoine en terre sur les sites archéologiques »,
Blog (Hypotheses.org), 20 juin 2014. [En ligne] http://archeorient.hypotheses.org/2998.)
VI. Perspectives pour la fin de projet
Les échanges entre disciplines impliquées dans le projet Bâti3D étant encore modestes à
ce stade, nous envisageons une table-ronde en 2016 qui permettra d’explorer plus avant les
retombées possibles d’un croisement des approches.
Table-ronde Bâti3D
La modélisation 3D comme outil heuristique
En archéologie, la modélisation 3D est souvent proposée comme une simple illustration
d’une réalité approximative, sinon déformée. En informatique graphique, elle sert de support à
des réalisations de mondes virtuels, encore bien souvent marqués par leur aspect artificiel.
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Page 5 La modélisation 3D est ici envisagée comme un outil d’analyse au service de la
recherche, permettant de tester des hypothèses de reconstitution et d’usages, de mettre en
évidence des cycles de vie et une évolution (de l’objet, du bâti), de renouveler les
questionnements sur les pratiques de l’espace à différentes échelles et leurs représentations.
À travers cette table-ronde à visée exploratoire, initiée dans le cadre du projet Bâti3D
soutenu par le labex IMU (Intelligence des Mondes urbains), nous souhaitons approfondir la
compréhension des différentes étapes qui permettent de passer du vestige découvert sur le
terrain à son interprétation, de son interprétation à sa représentation tridimensionnelle, afin de
développer les interactions entre les disciplines impliquées dans le projet.
Nous considèrerons en priorité la modélisation 3D du bâti, mais nous envisagerons
également celle de l’objet comme celle du paysage façonné par l’homme qui débouchent sur
des questionnements voisins, malgré des différences d’échelles.
Nous soulignerons l’importance de la simulation pour tester, dans une perspective
expérimentale, des hypothèses de reconstitution de bâtiments ou d’objets incomplets, ou la
reconstitution de chaînes opératoires (succession des gestes techniques) impliquées par la réalisation
d’artefacts, parfois complexes par leur forme ou les matériaux composites dont ils sont faits. Il s’agira
également d’aborder la reconstitution des « paysages archéologiques » où interviennent de multiples
éléments à prendre en compte. C’est donc à une imbrication des échelles que l’on sera confronté.
Nous mettrons l’accent sur la complexité géométrique, la diversité des matériaux et différents
phénomènes, tels que les modes de construction ou de fabrication, l’histoire du bâti ou de l’objet
(vieillissement, abandon, destruction volontaire, restauration antique, évolution des formes et des
usages...), les interactions entre les hommes, leur environnement bâti et les milieux susceptibles
d’évoluer à court terme ou sur la longue durée, afin d’améliorer à terme le rendu des images
tridimensionnelles et d’expérimenter un moyen de projection original pour mieux saisir la pratique de
l’espace….
Au-delà de l’aspect heuristique de cette thématique, nous nous attacherons à présenter
ce que la modélisation 3D peut apporter en termes de conservation, de valorisation du
patrimoine archéologique et d’exploitation scientifique, de l’objet au bâti et du bâti aux
paysages façonnés par l’homme, en interaction avec la nature.
Mots-clés : Archéologie, Informatique graphique, ethnoarchéologie, Information spatiale,
génération mondes virtuels, Approche multiscalaire, muséographie, valorisation du
patrimoine
Programme prévisionnel
23/01/2015
Page 6 C. Castel : Introduction sur la 3D comme outil heuristique
C. Castel (Archéorient) : Le point de vue de l’archéologue : De l’espace bâti à l’espace vécu.
G. Charpentier (MOM) : Le point de vue de l’architecte. Architecture monumentale et
questions de restitutions, d’anastylose…
E. Devaux (IFPO):
M. Fincker ou XXX (IRAA) : La question de la « représentation » en architecture
B. Perello (Archéorient) : Conservation du patrimoine en terre : La modélisation 3D, une
alternative à la restauration
M. Casanova (Archéorient) :
L. Battini (Archéorient) : Maisons anciennes et restitution en 3D: la question des
aménagements
J.-C. David (GREMMO) : Le point de vue de l’ethnologue. Du geste au parcours…
A. Peytavie et XXX (Liris) : Évolution et vieillissement d'une scène virtuelle
E. Galin et XXX (Liris): Représentation de scènes virtuelles 3D avec matériaux : modèles existants
et perspectives de recherche
O. Aldbiyat (Archéorient) : Ethnoarchéologie au Proche-Orient : une étude de cas.
Et en fonction de l’avancement du travail d’Obab et du LIRIS,
une confrontation entre les modèles 3D ethnographiques et archéologiques (en
collaboration avec Olivier Aurenche, Corinne Castel, Bérengère Perello…)
L’utilisation du modèle élaboré par le LIRIS pour proposer une reconstitution en 3D
de la maison C42 d’Al-Rawda (Syrie, 3e millénaire av. J.-C.) permettant de représenter de
manière réaliste et précise les trois phases de construction du bâtiment, ainsi que les objets et
installations qu’on y a retrouvés in situ. (en collaboration avec C. Castel)
M. O. Rousset (GREMMO) :
D. Gandreau (CRAterre) : l’architecture de terre : de la ruine archéologique à la restitution 3D
/ L’usage de la 3D et la restauration du bâti en terre
Y. Ubelmann :
XXX : La modélisation multiscalaire du « paysage archéologique » : questions en jeu et
apports pour la recherche
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Page 7 S. Shabo, G. Mouamar, G. Palumbi (Archéorient) : La 3D et l’objet archéologique : une
réflexion sur les objets entiers/fragmentaires, intacts/usés-déformés, simples/composites ou
bien sur les traces de fabrication, d’usages…
L’épigraphiste et le recollement des tablettes ? matériau, forme, texte
J-P. Girard et S. Sanz (Truelles et Pixels) : Truelles et pixels et la reconstitution du chantier
archéologique ??
La 3D et la restauration des objets archéologiques : usages et intérêt de l’intervention virtuelle
(en collaboration avec le Musée des Confluences ?)
Ph. Quenet (Univ. Strasbourg) : Muséographie et présentation 3D : le récit d’une expérience à
travers l’exposition "Ana Ziqquratim - Sur la piste de Babel" qui aura lieu au printemps 2016
à Strasbourg dans la Bibliothèque Nationale Universitaire.
L’exploitation scientifique et muséographique de collections virtuelles (en collaboration avec
le Musée des Confluences ?)
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