Thèse en cours

ArchaeoRoom : la 3D au service du patrimoine archéologique pour son étude et sa conservation dans la science ouverte.
FR
Auteur / Autrice : Antoine Laurent
Direction : Jean denis Durou
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Informatique
Date : Inscription en doctorat le 18/11/2021
Etablissement(s) : Université de Toulouse (2023-....)
Ecole(s) doctorale(s) : Mathématiques, Informatique, Télécommunications de Toulouse
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : N7 Institut de Recherche en Informatique de Toulouse
Laboratoire : Umr 5608 traces

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR

Dans le cadre de leurs missions, les acteurs de l’étude et de la conservation du patrimoine archéologique sont confrontés à l’évolution volumétrique et surfacique inexorable des sites, des vestiges et des objets, qui en menace parfois jusqu’à l’existence même. Un suivi 3D temporel est donc absolument nécessaire, tant pour la recherche que pour des fins de diagnostic sanitaire, de conservation et de valorisation. La nécessité du développement d’une chaîne d’outils permettant un suivi 3D dans le temps fait face à deux verrous méthodologiques. D’une part, la mise en œuvre d’une suite logicielle photogrammétrique, doit permettre la réalisation d’acquisitions 3D avec une précision et une résolution suffisantes pour répondre aux différentes échelles de travail souhaitées par les acteurs. Dans le cadre de la science ouverte, le développement d’une seule suite logicielle open-source pour les acteurs du patrimoine permettra un meilleur apprentissage, un contrôle sur la qualité des modèles, une expansion de la pratique et une numérisation à grande échelle. D’autre part, sur cette base, il sera développé un processus itératif du suivi temporel de l’évolution volumétrique à partir d’archives anciennes et de celles nouvellement constituées. Cet aspect du projet devra résoudre les problèmes liés à la qualité de la captation et des capteurs, les changements d’échelles, le géoréférencement, le recalage des modèles ou encore la distinction des changements. Les professionnels du patrimoine doivent apprécier l’espace et les volumes dans le temps afin d’adapter leur étude ou les choix de conservation. Pour appréhender cette problématique du suivi temporel, le projet ambitionne de s’appuyer sur des données iconographiques et 3D déjà acquises depuis de nombreuses années. La sélection des données du corpus comprend plusieurs critères offrant un large panel des cas d’étude. La richesse et la variété, qui font l’originalité de ce projet de recherche, portent sur : a) les changements d’échelles et de volumes de l’objet au site, b) la dimension historique en partant de la naissance de l’art préhistorique jusqu’aux aménagements contemporains, c) la complexité des volumes, d) la difficulté de l’acquisition de la donnée primaire photogrammétrique, e) l’aspect multimodal des acquisitions, f) l’accessibilité et la connaissance de la constitution des données. Afin de couvrir tout le spectre du patrimoine archéologique et les difficultés inhérentes à chaque type de vestige, le corpus de l’étude couvre des changements d’échelles spatiales ainsi que temporelles. 1) L’univers souterrain est abordé à l’aide des sites de Marsoulas (Haute-Garonne) et de Chauvet-Pont-d’Arc (Ardèche, Site d’intérêt National et classé au patrimoine mondial de l’UNESCO). Les deux grottes possèdent de l’art pariétal préhistorique peint ou gravé. L’étude et l’enregistrement 3D ont débuté depuis plusieurs décennies. Le projet s’appuie sur les acquisitions scientifiques passées et en cours réalisées par les équipes de recherche. Un autre défi est posé par la conservation préventive de ces milieux et la constitution d’une archive volumétrique adéquate. 2) Le second ensemble mis en avant est l’expression mégalithique des sociétés néolithiques. Ce patrimoine archéologique est directement exposé aux agents extérieurs anthropiques ou environnementaux. La dégradation est parfois visible à l’échelle d’une génération actuelle. Le projet exploitera les données de terrain acquises dans le cadre de l’ANR Monumen et de l’étude des statues-menhirs incluses dans le projet de la route des mégalithes en Occitanie financé, en autres, par la Région et les collectivités territoriales. 3) Le dernier ensemble couvre l’étude et la restauration de cinq châteaux du Tarn. Les bâtis en élévation imposent un changement des techniques de relevés et du matériel de prise de vue. L’usage du drone sur certains sites révèle toutes les étapes de construction, de restauration ou de destruction. L’étude et la valorisation de ce site s’accompagne d’une campagne triennale à partir de 2021 par des acteurs publics (DRAC, laboratoires de recherche, associations, FabLab) ou privées (opérateurs archéologiques, entreprises du bâtiment). Afin de répondre à la dimension de l’étude itérative de scène 3D, le projet entend s’appuyer sur les capacités offertes par l’intelligence artificielle (IA) avec le machine learning. L’IA permet une automatisation de la détection de changements entre deux instants, notamment à travers la détection des cohérences surfaciques (comparaison des distances) ou les incohérences volumiques (surface positionnée entre le centre optique et une autre surface). Dans le cadre de fouilles archéologiques anciennes ou de patrimoine partiellement détruit, la reconstruction monoculaire par réseaux neuronaux offre la possibilité de restituer des volumes anciens à partir de couvertures argentiques. Il est alors possible de pallier le manque d’archives utilisables avec la photogrammétrie par SFM.