Patrimoine en 3D

01/02/2005 à 00h00

Pour protéger le patrimoine architectural français, une vaste campagne de reconstitution en trois dimensions des monuments a été lancée. Premier château à profiter d'un programme complet de sauvegarde numérique : Chambord.

En 16 minutes, les visiteurs du château de Chambord peuvent désormais se faire une idée de l'architecture pourtant complexe de l'édifice emblématique de la Renaissance française. C'est en effet le temps qu'il faut pour regarder une vidéo particulière, qui fait appel à des représentations en 3D du château. Grandes étapes de son édification et de son évolution au fil des siècles, gros plans sur des détails invisibles du sol ou inaccessibles, examen complet du donjon ou de l'escalier à double révolution : tout devient clair. Ces images sont non seulement réalistes, mais exactes sur le plan scientifique. Le château, dans ses moindres détails architecturaux, est ainsi conservé, à jamais. Et la reconstitution est tellement précise qu'il serait possible de reconstruire le château à l'identique ! Chambord n'est pas une exception. Il constitue la première réalisation concrète de la politique de numérisation des monuments historiques lancée en juillet 2003 par la Commission interministérielle pour la société de l'information (Cisi). Le Centre des monuments nationaux est bien sûr en première ligne, au rythme de deux projets par an. Les numérisations en 3D du château comtal de la Cité de Carcassonne et des grandes scènes allégoriques de l'Arc de triomphe, à Paris, sont en cours. Celles du site archéologique de Glanum, à Saint-Rémy-de-Provence, et du château de Vincennes devraient suivre.

Chantiers pharaoniques

Mais ces maquettes numériques coûtent très cher, car elles font appel à des métiers très différents : géomètre, photographe, équipe de tournage sur le site, puis chef de projet, infographistes, programmeurs, développeurs pour la conception et la réalisation informatique. Selon la configuration de l'édifice ou l'ambition du projet, elles peuvent même nécessiter l'emploi d'outils spécifiques, comme un scanner laser 3D ou un drone radiocommandé pour la prise de vue aérienne. Il reste que, pour parachever l'?"uvre de connaissance entreprise, les maquettes en 3D, pour l'instant limitées à l'extérieur des édifices, devront en explorer l'intérieur.

Brins de château

Voici les différentes étapes de la modélisation, qui a permis de saisir le château dans ses moindres détails. L'opération a demandé plus de six mois de travail.

1. Inventaire des lieux

Grâce à un théodolite à laser, relié à un ordinateur, le géomètre effectue des relevés du château, en visant des repères fixes posés au sol ou sur les murs. En tout, 400000 mesures, précises à 2 centimètres près. Dans le même temps, 4000 photos en haute définition sont réalisées, notamment pour saisir des détails (sculptures, frises, etc.) et les matériaux employés (pierre, bois, etc.).

2. Conception de la maquette

A l'aide des mesures, le logiciel ' maison ' du géomètre crée un modèle filaire du château une sorte de ' squelette ' en trois dimensions, composé de points reliés entre eux. Certains relevés, comme ceux du toit, n'ayant pu être effectués, on se sert des photos, prises de loin (le logiciel extrapole alors la position du point). Tous les points qui composent un même élément architectural (comme une fenêtre ou une tour) sont regroupés et marqués d'une couleur.

3. Modélisation des éléments

Grâce à un logiciel spécialement développé pour l'occasion, le modèle filaire du géomètre est importé dans le logiciel de modélisation en 3D et d'animation Softimage-XSI de Softimage. Chaque élément architectural est traité individuellement. Première étape : vérifier que les points ont été reliés entre eux sans erreur. Un vrai travail de fourmi.

4. Application des textures

Grâce aux milliers de photos, on a constitué une bibliothèque de textures, c'est-à-dire d'images représentant les matériaux du château. Naturellement, il a fallu les retoucher avec Photoshop pour les aplanir et éviter toute déformation liée à la prise de vue. Ces différentes textures ont ensuite été appliquées aux objets en 3D, un peu comme si on posait du papier peint sur des murs. Une opération indispensable pour le réalisme de la représentation.

5. Assemblage des éléments

Les différents éléments du château sont ensuite réunis. Il est ainsi possible de mettre en évidence la structure du château, à la façon d'un jeu de construction, en ajoutant ici une tour, là un escalier. Un procédé largement utilisé dans le film retraçant l'histoire de Chambord, afin de mettre en lumière certaines prouesses architecturales, comme l'escalier à double révolution.

6. Retouche finale

Choix d'un cadrage, d'un angle de vue, de la source de lumière, reflets dans les vitres, ajout du ciel et du sol : les finitions sont exécutées jusque dans les moindres détails afin d'obtenir un rendu réaliste. Puis, à l'aide des fonctions d'animation de Softimage-XSI, diverses vues en 3D sont élaborées pour être intégrées dans le film. Grâce aux relevés du géomètre, on en a profité pour créer une maquette très précise du château, en résine, qui n'avait jamais pu être fabriquée auparavant.

Véronique Balizet