ANR-FRQSC-2 - AAP franco-québécois en Sciences humaines et sociales

Introspection du Mobilier Archéologique à l'ère du Numérique – INTROSPECT

Introspection du mobilier archéologique à l’ère du numérique

Le projet INTROSPECT est une collaboration de recherche entre chercheurs en informatique et archéologie formée d’une quinzaine de personnes provenant de France (les laboratoires IRISA et CReAAH, l’Inrap et la société Image ET) et du Québec (Université Laval, INRS).

Des méthodes innovantes pour révéler les secrets des artefacts archéologiques

INTROSPECT vise à proposer aux archéologues de nouveaux usages et outils qui facilitent l’accès à de nouvelles connaissances grâce à des méthodes d’introspection numérique interactive qui combinent la tomodensitométrie avec des technologies de visualisation 3D, telles que la Réalité Virtuelle, les interactions tangibles et l’impression 3D. Le cœur scientifique du projet concerne la systématisation de la relation entre l’artefact, le contexte archéologique, l’objet numérique et la reconstruction virtuelle du contexte archéologique qui le représente et son double tangible issu de l’impression 3D. Cette axiomatisation de ses méthodes novatrices permet de valoriser nos recherches sur le patrimoine enfoui et mettre à profit des moyens de diffusion numérique accessibles. Cette démarche est en rupture avec les méthodes traditionnelles et s’applique à des problématiques archéologiques concrètes : ces cas d’études seront examinés dans des contextes archéologiques variés de part et d’autre de l’Atlantique (par exemple : amas coquillier du Mésolithique, vase funéraire de l’âge du Bronze, ceinture de Wampum Abénakis). Des musées québécois sont également partenaires du projet pour la valorisation de nos travaux auprès du grand public.

L’objectif général du projet est de développer une méthodologie numérique d’étude intégrée non- destructrice du mobilier archéologique et des sédiments afin d’en améliorer le diagnostic, la compréhension, la manipulation, la conservation et la diffusion pour les chercheurs en archéologie. A cette fin l’usage de nouvelles technologies est sollicité : La tomodensitométrie est une technologie d’imagerie basée sur des rayons X, qui enregistre les densités des matériaux qui composent les objets archéologiques. Elle permet leur reconstruction en 3D. Cette méthode analyse la matière au cœur de l’objet sans l’altérer et fournit des paramètres qualitatifs et quantitatifs sur les matériaux utilisés afin d’en définir et d’en comprendre les structures internes, le mode de fabrication et l’état de conservation.

La Réalité Virtuelle permet à un ou plusieurs utilisateur(s) d’interagir physiquement dans un espace et avec une simulation numérique d’un univers en 3D. L’impression 3D quant à elle permet de transformer un modèle numérique 3D en objet tangible. La combinaison de ces différentes technologies permet une caractérisation des matériaux et une cartographie complète non destructrice du mobilier archéologique et d’interagir virtuellement ou physiquement sur le modèle obtenu par tomodensitométrie, individuellement ou en groupe, localement ou à distance; in fine ce modèle permet, grâce à l’environnement virtuel de l’objet, de le recontextualiser pour un usage muséal (impression 3D/environnement virtuel).

Depuis le début du projet nous avons eu l’opportunité de multiplier les cas d’usages avec du mobilier de matériaux divers, parfois composites, dans des conditions de prélèvements (en bloc, objet entier) et de conservations très variés (altérés ou non). Ces opportunités nous ont permis de varier les technologies d’acquisition, parfois même de les combiner, et de restitutions. Ces expériences nous ont permis de mettre en avant la plage d’utilisation la plus conforme et limites de ces technologies, ou des caractères limitants (besoin en ingénierie...).
Nous avons également eu l’opportunité de travailler sur de nouveaux cas d’usage qui se sont révélés très riches pour affiner l’expression des besoins des différents partenaires du domaine du patrimoine culturel, avec notamment un travail sur des Wampums de deux Premières Nations du Québec conservé dans le Trésor de la Cathédrale de Chartres, pour lequels une délégation de 7 personnes des partenaires québécois est venue travailler en France.
Durant cette première période, nous avons valorisé le projet via des communications scientifiques multipartenaires. Nous avons également organisé plusieurs évènements scientifiques : le colloque GMPCA par l’UMR CreAAH en avril 2017 et un séminaire, « Archéologie, imagerie numérique et 3D », par l’Inrap, IRISA-Inria Rennes, qui a rassemblé 130 personnes.
Pour ce qui concerne la médiation scientifique, nous avons présenté un cas d’étude portant sur une tablette gravée du XVe siècle contenant une partition lors de la journée Science et Musique, à Rennes en octobre 2017, une conférence autour du cas d’étude des Wampums, au Musée des Beaux-Arts de Rennes, en novembre 2017, et nous avons présenté nos travaux à l’émission « autour de la question », sur la radio RFI, en juillet 2018.
Nos travaux ont permis de réaliser plusieurs prototypes opérationnels en réalité mixte, autour des cas d’étude. Un effort a été porté sur la généricité des outils développés.

Le potentiel des analyses sur prélèvement en bloc mis en exergue lors de tests, ainsi que sur la céramique nous incite à nous focaliser sur cette problématique à l’automne et l’hiver 2018. Un effort a été porté sur la généricité des outils développés et les développements vont se poursuivre pour couvrir l’ensemble des quatre axes (Voir, Révéler, Manipuler et Partager).

? Ronan Gaugne, Françoise Labaune-Jean, Dominique Fontaine, Gaétan Le Cloirec, Valérie Gouranton. From the engraved tablet to the digital tablet, history of a fifteenth century music score. Journal on Computing and Cultural Heritage, Association for Computing Machinery, 2020, 13 (3).
? Théophane Nicolas, Ronan Gaugne, Valérie Gouranton. Physical digital access inside archaeological material, ERCIM News 111, Special theme: Digital Humanities, Guest editors: George Bruseker (ICS-FORTH), László Kovács (MTA-SZTAKI) and Franco Niccolucci (University of Florence), October 2017
? Flavien Lécuyer, Valérie Gouranton, Aurélien Lamercerie, Adrien Reuzeau, Benoit Caillaud, Bruno Arnaldi. Unveiling the implicit knowledge, one scenario at a time. Visual Computer, Springer Verlag, 2020
? Flavien Lécuyer, Valérie Gouranton, Adrien Reuzeau, Ronan Gaugne, Bruno Arnaldi. Action sequencing in VR, a no-code approach. LNCS Transactions on Computational Science, Springer, 2020
? Ronan Gaugne, Jean-Baptiste Barreau, Flavien Lécuyer, Théophane Nicolas, Jean-Marie Normand, Valérie Gouranton. Chapter : eXtended Reality for Cultural Heritage, Handbook of Cultural Heritage Analysis, Springer Nature Switzerland AG, 2022
? Jean-Baptiste Barreau, Emmanuel Lanoë, Ronan Gaugne. 3D Sketching of the Fortified Entrance of the Citadel of Aleppo from a Few Sightseeing Photos. Horst Kremers. Digital Cultural Heritage, Springer International Publishing, 2020, 978-3-030-15200-0

? Ronan Gaugne, Théophane Nicolas, Quentin Petit, Mai Otsuki, Valérie Gouranton. Evaluation of a Mixed Reality based Method for Archaeological Excavation Support. ICAT-EGVE 2019 - International Conference on Artificial Reality and Telexistence - Eurographics Symposium on Virtual Environments, Sep 2019, Tokyo, Japan. Silver best paper award
? Marie-Anne Paradis, Théophane Nicolas, Ronan Gaugne, Jean-Baptiste Barreau, Réginald Auger et Valérie Gouranton, Making Virtual Archeology Great Again (without scientific compromise), Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLII-2/W15, 2019,
? Ronan Gaugne, Stéphanie Porcier, Théophane Nicolas, François Coulon, Odile Hays, Valérie Gouranton. A digital introspection of a mummy cat Digital Heritage, 3rd International Congress & Expo, New Realities: Authenticity & Automation in the Digital Age, San francisco, United States, 2018
? Théophane Nicolas, Ronan Gaugne, Cédric Tavernier, Emilie Millet, Renaud Bernadet, et al.. Lift the veil of the block samples from the Warcq chariot burial with 3D digital technologies. Digital Heritage - 3rd International Congress & Expo, IEEE, Oct 2018, San Francisco, United States.
? Flavien Lécuyer, Valérie Gouranton, Ronan Gaugne, Théophane Nicolas, Grégor Marchand, Bruno Arnaldi. INSIDE Interactive and Non-destructive Solution for Introspection in Digital Environments, Digital Heritage – 3rd International Congress & Expo, IEEE, Oct 2018, San Francisco, United States. New Realities: Authenticity & Automation in the Digital Age

Mobiliers archéologiques et sédiments qui les recèlent sont des témoignages fugaces qu’il convient d’analyser, de préserver et de valoriser. À l’ère du numérique, leur représentation virtuelle, leur reconstruction dans l’espace et une copie obtenue par impression 3D, voire leur manipulation en Réalité Virtuelle ne sont qu’une partie des méthodes accessibles aux chercheurs en archéologie. Ces dernières années, se sont beaucoup développées des méthodes de numérisation qui apportent des solutions non destructives de conservation, d’analyse et de diffusion du patrimoine archéologique. Cependant, ces techniques sont limitées à la surface visible des objets, des monuments ou des sites. Les informations structurelles et contextuelles du mobilier archéologique sont des aspects primordiaux pour l’archéologue dont le mandat est l’interprétation des contextes de vie humaine, mais aussi la transmission du savoir.

INTROSPECT vise à développer pour les archéologues de nouveaux usages et outils qui facilitent l’accès à de nouvelles connaissances grâce à des méthodes d’introspection numérique interactive qui combinent la tomodensitométrie avec des technologies de visualisation 3D, telles la Réalité Virtuelle, les interactions tangibles et l’impression 3D. La tomodensitométrie permet un enregistrement systématique des densités des matériaux qui composent les objets archéologiques et une reconstruction en 3D. Cette méthode analyse la matière au cœur de l’objet sans l’altérer et fournit des paramètres qualitatifs et quantitatifs sur les matériaux utilisés afin de définir et de comprendre les structures internes, leur mode de fabrication et leur état de conservation; il est envisagé de faire de même pour les sédiments archéologiques. La Réalité Virtuelle permet de recontextualiser l’objet dans son environnement virtuel initial et de le mettre en interaction avec son analyste. La multidisciplinarité apporte un défi méthodologique important, toutefois, l’approche retenue fait appel à la mutualisation de méthodes utilisées en ingénierie, Réalité Virtuelle, archéologie et muséologie. Les membres de l’équipe ont tous travaillé dans des projets communs où l’expérience de chacun dans les différentes sphères de recherche a été mise à contribution.

Ce projet s’inscrit dans l’axe thématique de la recherche en SHS à l’ère numérique en proposant des méthodes de travail innovantes pour l’analyse et l’exploitation des données archéologiques.

Coordination du projet

Valérie Gouranton (Institut National des Sciences Appliqués de Rennes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ENS Rennes Ecole Normale Supérieure de Rennes
IE Image ET
Société du patrimoine urbain de québec
Musée de la nature et des sciences de Sherbrooke, QC
Musée des Abénakis d'Odanak
ULaval Université Laval
CNRS Centre National de la Recherche Scientifique
INRS Institut National de la Recherche Scientifique
INRAP Institut National de Recherche en Archéologie Préventive
UR1 Université de Rennes 1
INSA de Rennes Institut National des Sciences Appliqués de Rennes

Aide de l'ANR 249 990 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2016 - 36 Mois

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