Premier aperçu de l’histoire des images de synthèse patrimoniales. Retour sur quelques expériences de restitution infographique

Ce texte fait suite à ma participation à la Journée d’étude « La visualisation architecturale et patrimoniale » organisée par Pierre Hénon dans le cadre du programme de recherche Hist3D le 11 décembre 2012 à l’EnsAD.

Couverture de la revue « Les dossiers d’archéologie », n°153-octobre 1990 sur Karnak.

Alors que les logiciels de modélisation tridimensionnelle sont aujourd’hui des produits de consommation courants, ces dispositifs techniques1 se développent à partir des années 1970 au sein d’espaces a priori totalement étrangers. Comme la photographie un siècle plus tôt, l’infographie est pendant ses premières années d’existence un lieu où se mêlent visions scientifiques et artistiques. Après un premier courant largement dominé par l’abstraction2, les recherches techniques visent peu à peu à augmenter les capacités graphiques des ordinateurs et à orienter les images de synthèse vers le réalisme. La modélisation du mouvement, la représentation de l’espace et des volumes réglées sur le regard de l’homme animent les expérimentations graphiques. Si le travail de Rebecca Allen Steps (1) n’est pas sans évoquer les recherches d’Eadweard Muybridge (1830-1904) sur la décomposition du mouvement, d’autres artistes convoquent le Quattrocento et abusent des mêmes motifs iconiques. Sols en damiers, colonnes et fenêtres, chemins s’éloignant et rétrécissant, etc., sont autant d’éléments graphiques manifestant la capacité des logiciels de modélisation à imiter le réel, à représenter la profondeur et donc à simuler la tridimensionnalité.

Rebecca Allen, Steps (1), « The steps to a virtual world », œuvre numérique présentée la première fois au Siggraph Art Show Dallas, 1981.

Les perfectionnements techniques extrêmement rapides contribuent à l’accroissement de la vitesse de création, parallèlement à la baisse des coûts de production. A la fin des années 1980, l’infographie s’épanouit dans de multiples directions où le réalisme est perçu comme un avantage : création industrielle et architecturale, aide à la fabrication de produits manufacturés et industries culturelles (création audiovisuelle, jeux vidéo et jeux d’éducation, etc.)3. Après élaboration des logiciels de modélisation, les dispositifs infographiques se stabilisent donc selon un cadre de fonctionnement, la figuration en trois dimensions d’artéfacts techniques et culturels. Conséquemment, les cadres d’usage se multiplient et se diversifient. Comme à la fin du XIXe siècle, le passé apparaît notamment comme une réserve de récits intéressants autour desquels construire de nouveaux usages. Ondine Bréaud s’interroge à juste titre sur cette attraction des premiers « modeleurs » pour des monuments disparus, bien loin a priori de l’imaginaire technique : « ... je me demande si la profusion de monuments antiques et d’églises de tous styles ne correspond pas, pendant ces années en tout cas, à une politique de « rachat ». On aurait cherché à donner une « âme » à l’ensemble des images dites de synthèse, âme qu’elles auraient perdue, semble-t-il, au moment de leur fabrication. De plus, cette démarche aurait ouvert la voie à leur légitimation… »4. Répondre à cette question suppose dans tous les cas de revenir sur ces premières expériences afin d’analyser la mise en place de pratiques qui paraissent si ordinaires aujourd’hui.  Qu’elles soient issues des communautés archéologiques, architecturales ou informatiques, qu’elles soient le résultat de tentatives amateurs ou d’expérimentations plus industrielles, ces images dont il est question ici cherchent donc à reconstruire des mondes disparus et offrent ainsi une nouvelle vision du patrimoine.

Le temps des expérimentations, entre recherches archéologiques, architecturales et informatiques

C’est la Direction des Etudes et Recherche d’Electricité De France qui ouvre en 1987, la voie de la recherche infographique en archéologie en signant deux conventions avec le CNRS pour l’étude des temples de Karnak en Haute Egypte. A partir d’un questionnement archéologique traditionnel, la restitution d’un site complexe, et de ce rapprochement avec des informaticiens, naît une collaboration de deux ans pour reconstruire virtuellement Karnak. De 1987 à 1989, l’équipe de recherche dirigée par Jean-Claude Goyon et Jean-Claude Golvin suit la modélisation informatique dans les locaux d’EDF, les calculateurs nécessaires appartenant à la société d’électricité5. Les logiciels utilisés sont en effet ceux développés par EDF pour la gestion du bâti des centrales nucléaires et se révèlent peu adaptés aux problématiques de modélisation de l’architecture antique égyptienne. Pour autant, les résultats de cette première collaboration sont jugés extrêmement concluants par l’équipe archéologique. Les réactions publiées sont en effet dithyrambiques et mêlent intimement émerveillement face à ces nouveaux dispositifs et espoir pour la recherche : « La conception assistée par ordinateur a accompli un miracle à Karnak : le Grand temple d’Amon, souvent bouleversé au cours des siècles, a pu être reconstitué en image dans l’espace et dans le temps de façon spectaculaire. […] La « méthode Karnak » de reconstitution par ordinateur s’est révélée si performante qu’elle sera appliquée dans les années à venir aux autres monuments sacrés de l’Egypte ancienne ! »6 L’ensemble de la communauté patrimoniale est par ailleurs également sous le charme : « Et on a plaisir à mentionner enfin« , écrivent René Ginouvès et Anne-Marie Guimier-Sorbets, « le travail des archéologues français sur le site de Karnak, un site majeur de l’ancienne Egypte : […] ils utilisent les images de synthèse pour faire, en quelque sorte, circuler le visiteur à l’intérieur du temple ; on a pu vérifier ainsi que la fameuse barque du Soleil pouvait tourner sans trop de difficultés dans les couloirs étroits restitués par les archéologues – la constatation contraire aurait évidemment condamné immédiatement ces restitutions – et l’image vient ainsi, une nouvelle fois, aider les chercheurs à tester leurs hypothèses »7.

Le temple d’Amon-Rê à Karnak, 1989, mission franco-égyptienne et EDF. Captures d’écran, publiées en 1990 dans Les Dossiers d’archéologie, n°113, p. 13 et 8. A gauche, restitution d’ensemble en filaire d’une des quinze grandes périodes d’évolution du site. A droite évocation de la vie du temple.

Cette première expérimentation a semble-t-il un fort impact au sein de la sphère des spécialistes du patrimoine ; elle contribue ainsi à divulguer le principe de la modélisation infographique pour restituer l’état passé d’un monument et on assiste dans le même temps à la multiplication des initiatives. En 1990 par exemple, l’archéologue Christian Sapin propose avec l’architecte Jean Bermon, une restitution des différentes phases de construction de la cathédrale Saint-Nazaire d’Autun et de son cloître. Réalisée sur le logiciel Catia de Dassault System avec, notamment, le concours financier du Ministère de la Culture, de la Communication et des Grands Travaux, ces modélisations sont ensuite intégrées à un film stéréoscopique intitulé Sine Die et diffusé la même année au cours d’une exposition temporaire au Musée Rolin d’Autun8.

Hors du contexte archéologique, la patrimoine constitue également un sujet de réflexion  pour les architectes. Ainsi la réalisation du film Les Envois de Marseille sous l’égide de Paul Quintrand qui dirige alors le GAMSAU s’inscrit clairement dans une tradition ancienne qui se voit renouveler par le recours aux nouvelles technologies, celle des Envois de Rome, ces Restaurations graphiques menées par les architectes lors de leur quatrième année à la villa Médicis entre la fin du XVIIIe et la première moitié du XXe siècles9. Cette expérimentation  pensée dans le cadre d’une formation pédagogique, vise principalement à initier les étudiants en architecture à la synthèse d’image et propose in fine plus une « fiction archéologique » qu’une véritable restitution scientifique.

Photogrammes des films Sine Die (1990) et Les Envois de Marseille (1991).

Mais si le patrimoine suscite depuis au moins le XIXe siècle, et selon toute logique, l’intérêt des archéologues et autres architectes, la restitution infographique à partir de 1990 de l’abbaye de Cluny III10 est sans nul doute plus révélatrice des bouleversements que connaît alors le patrimoine monumental. A partir des années 1980, le concept même de patrimoine est en effet de plus en plus soumis à des logiques de médiatisation afin de susciter l’intérêt du public et par là même d’assurer la sauvegarde de ces témoins du passé dont le chiffre est en croissance exponentielle. Les monuments historiques sont dès lors soumis à de multiples appropriations et c’est ainsi que Christian Père, alors jeune étudiant en informatique, s’intéresse à cet édifice majeur du Moyen Age. Mis en œuvre dans le cadre d’un  stage à l’ENSAM de Cluny au cours de l’année 1990-91, cette première restitution infographique est réalisée grâce au soutient technique d’IBM qui met à sa disposition les outils informatiques et graphiques nécessaires. Exécutée sur le logiciel de CAO Catia, cette représentation s’inspire largement des schémas, plans et coupes de l’archéologue américain Kenneth John Conant (1894-1984)11. Cette collaboration fait cependant définitivement entrer la pratique infographique dans la sphère patrimoniale et ouvre parallèlement une nouvelle ère pour ces images de synthèse, celle de la médiatisation.

Le temps de la médiatisation technologique du patrimoine monumental

D’abord modélisé directement sur une station Atari, la mise en place d’un partenariat avec IBM, s’avère en effet fondamentale pour Christian Père compte tenu de l’ampleur du travail à effectuer. Des relevés précis sont ainsi établis grâce au logiciel IBM Card et les fichiers obtenus sont finalement transférés vers la base de données du logiciel Catia permettant l’élévation des murs, des colonnes et des détails architecturaux. Conséquemment, et selon une logique industrielle et commerciale, IBM exploite le modèle tridimensionnel pour sa promotion en produisant en 1992 un film de seize minutes intitulé Mémoire de pierres. Mêlant tournage réel et images de synthèse réalisées sous la direction de Luc Genevrier, ce documentaire audiovisuel raconte l’histoire de Cluny. Lors de sa première diffusion, IBM affrète un train entre Paris et Cluny pour permettre à cinq-cents personnes d’assister à cette projection sur un grand écran au cœur même des vestiges de l’église. Christian Père, qui dirige aujourd’hui le programme Cluny-Numérique, rappelle en 2007 que ce film « connut une très forte notoriété, à travers sa diffusion sur les chaînes nationales de la télévision et sa présentation sur le circuit de visite auprès des 100.000 visiteurs annuels pendant plusieurs années »12. Une expérience originale de réalité virtuelle est même accomplie en 1992 au salon Imagina, expérience au cours de laquelle le père Di Falco, présent à Paris et muni d’un casque de télétransmission, se promena dans l’abbaye virtuelle guidé à distance par le conservateur du site, Dominique Vingtain. Par ce retentissement médiatique, toutefois, ce programme s’expose plus qu’aucun autre sans doute aux critiques. Christian Sapin, par exemple, en tant que spécialiste du site, déplore que « si le public demeure fasciné par un tel produit […], l’archéologue demeure sur sa faim. […] Il est regrettable dans le cas de Cluny que le calendrier d’IBM/ENSAM n’ait pas coïncidé avec celui des travaux qui allaient commencer en 1992 sur une partie de Cluny III. Il est encore plus regrettable que, dans le bouillonnement des idées et la fureur médiatique, on n’ait pas pris le temps de constituer le projet en associant des chercheurs français et étrangers spécialistes de Cluny. Le résultat est que Cluny apparaît en 3D sous les traits d’une super église comme la rêvait K.J. Conant il y a trente ans sans l’apport des dernières recherches archéologiques sur les élévations. »13.

Françoise Holtz-Bonneau estime pour sa part que « l’image finale n’en est pas moins glaciale, ayant peu à voir (ni à donner à voir) avec l’architecture visible ou sensible. La pierre recréée pour Cluny s’y est prise pour de la pierre sans rugosité. Je me contenterai de rester de pierre… avec un vague à l’âme »14.

Mémoire de pierre, 1992, IBM et TDI Image. Photogramme du film produit par IBM et TDI Image, à partir du modèle tridimensionnel.

Evénement éphémère qui participe à une mise en scène de l’histoire par les industries culturelles, ce projet puise dans le passé pour construire une certaine spectacularisation du patrimoine historique. Dans cette lignée, suivront des projets mêlant intimement mécénat technologique et création infographique où la recherche archéologique et le patrimoine sont plus ou moins au centre de l’attention. Ainsi IBM poursuit ces premières expériences avec deux projets emblématiques ; en 1993 tout d’abord, un court film présentant une restitution de la Frauenkirche de Dresde dans le cadre de la promotion du véritable chantier et en vue de récolter des fonds pour finir les travaux. Ce film de 3 min sera notamment diffusé sur les télévisions allemandes afin de sensibiliser la population aux difficultés que connait alors le chantiers. En 1994 ensuite, IBM produit un second film de 4 min représentant une restitution des thermes romains de Lutèce afin de promouvoir les logiciels et le travail de la société d’informatique. Selon son réalisateur, Luc Genevriez, ce second film sera très difficile à produire, aucun scientifique ne souhaitant participer aux recherches archéologiques pourtant essentielles dans ce type de création ; de fait la vision des thermes romains que nous offre ce film apparaît quelque peu anachronique…

Frauenkirche de Dresde, 1993. IBM, TDImages, From ruins to reality, 3min15.
Les thermes romains de Lutèce, 1994. IBM, TDImages, 4min 15.

Dans une même visée promotionnelle mais avec un positionnement différent quant à la recherche archéologique, EDF poursuit en 1996 le travail entamé lors le projet Karnak dans le cadre du 150e anniversaire de l’Ecole  Française d’AthènesS’intéressant cette fois au sanctuaire d’Athéna à Delphes, l’objectif pour EDF est de tester les outils non plus seulement de modélisation mais aussi d’enregistrement et de relevés numériques des vestiges architecturaux. Ce travail donne lieu à l’édition d’un ouvrage chez De Boccard15 mais constitue également la dernière collaboration entre la société d’électricité et les équipes archéologiques. Il reste toutefois à l’origine de la création du centre de recherche archéologique en réalité virtuelle du CNRS dirigé par Robert Vergnieux depuis 1997 à Bordeaux 3.

Explication du processus de modélisation exploité dans le cadre du projet Marmaria, 1997.

Ces quelques expériences succinctement rappelées ici donnent à voir l’installation des pratiques infographiques au sein de la sphère archéologique et patrimoniale. Ce court texte ne propose pas une histoire des usages – ainsi il ne s’agit pas d’aborder la création de bases de données ou les recherches historiques associées – mais bien une histoire de l’installation de ces pratiques, de l’installation de ce qui est alors perçue comme une innovation dans un secteur particulier, celui du patrimoine archéologique. S’étalant sur une dizaine d’années, ces histoires parallèles, qui concernent encore essentiellement des sujets appartenant à l’Antiquité et au Moyen Age, participent à la médiatisation de ces nouveaux dispositifs techniques dans le secteur de la recherche comme au sein de l’espace public. Elles voient par la même occasion la mise en place des pratiques infographiques actuelles tout en permettant au secteur patrimonial de s’autonomiser peu à peu du secteur industriel, grâce notamment à la baisse des coûts des logiciels et à la miniaturisation des machines informatiques. Les nombreuses créations actuelles sont donc bien les héritières de ces quelques projets où prédominent en particulier la recherche du réalisme graphique. Le tableau ci-dessous propose un rapide résumé de ces temps forts…

Temps et régimes iconographiques de la restitution patrimoniale entre 1986 et 1996.
  1. Au terme « outils », plus ou moins fonctionnels et performants, nous préférons celui de « dispositif », en tant qu’il témoigne d’une conception de l’usage comme l’assujettissement plus ou moins accentué à des normes sociales préexistantes. []
  2. Le premier film en images de synthèse animées est ainsi réalisé en 1968 par l’artiste Ken Knowlton et représente des formes abstraites. Les premiers travaux de l’artiste – un des pionniers de l’art numérique – ont d’ailleurs fait l’objet d’un article en 2005 intitulé « Portrait of the artist as a young scientist », publié dans le YLEM Journal, Jan/Feb 2005, vol. 25, n°2. []
  3. En 1987, Philippe Quéau constate que « dans certains cas, il est déjà impossible de distinguer des images synthétiques de prises de vues réelles. Cependant, ce critère de réalisme photographique simulé n’est pas une fin en soi : il permet simplement de situer le niveau de complexité des algorithmes en cours d’élaboration. Le degré de réalisme est un critère de développement. » QUEAU, Philippe. (1987). « Image et ordinateur, vers une nouvelle culture ? ». Culture Technique (17), p. 251. []
  4. BREAUD, Ondine. (2001). Le réalisme dans l’image informatique. Étude des années 1980-1990. Paris : L’Harmattan, p. 113. []
  5. « Les logiciels utilisés (PDMS – Review) étaient […] développés par la société CAD Centre (société issue d’un centre de recherche de l’Université de Cambridge, devenue par la suite la société Avéva). Ce mécénat, très profitable pour les archéologues, nécessitait encore de travailler dans les locaux d’EDF qui disposait alors de stations Unix adéquates » VERGNIEUX, Robert. (2006). « Réalité Virtuelle et Archéologie ». Dans Philippe FUCHS, & Guillaume MOREAU, Traité de la Réalité Virtuelle, Tome 4. Paris : Presses de l’École des Mines, p. 231. []
  6. BOCCON-GIBOD, Henri, & GOLVIN, Jean-Claude. (1990). « Le grand temple d’Amon-Rê à Karnak reconstruit par l’ordinateur ». Les Dossiers d’archéologie (153), p. 8. []
  7. GINOUVES, René, & GUIMIER-SORBETS, Anne-Marie. (1992). « L’image dans l’archéologie ». Bulletin du CTHS, L’image et la science, p. 247. []
  8. Archéologie d’un cloître. Saint-Nazaire d’Autun : découverte du quartier des Chanoines. Exposition du 7 avril au 3 juin 1990. []
  9. Sur ce sujet, cf. PINON, Pierre, & AMPRIMOZ, François-Xavier. (1988). Les envois de Rome (1778-1968). Architecture et archéologie. Rome : Ecole Française de Rome. []
  10. Cluny III est la troisième abbatiale de l’abbaye de Cluny ; plus précisément, le monument qui fait l’objet de cette modélisation est la Maior Ecclesia construite entre 1088 et 1130 et détruite en grande partie à la révolution : les médiévistes estiment qu’il subsiste en élévation environ 8% de l’édifice. []
  11. Ce chercheur avait en effet redécouvert l’abbaye au début du XXe siècle et proposa dans les années 1950 une série de restitutions graphiques qui comportent néanmoins de nombreuses erreurs. []
  12. PERE, Christian. (2008) : « Cluny: de la gestion de données à la réalité augmentée », Actes du Colloque Virtual Retrospect 2007, Archéovision 3, Editions Ausonius, Bordeaux, p.393. []
  13. SAPIN, Christian. (1994). « Archéologie et image de synthèse ». Le Médiéviste et l’ordinateur (29), pp. 53-57. []
  14. HOLTZ-BONNEAU, Françoise. (1994). Création infographique : les enjeux informatiques du visuel. Amsterdam : Addison-Wesley.p. 35. []
  15. ALBOUY, Marc,  BERNARD, Jean-François, BOMMELAER, Jean-François. (1997) : Marmaria, le sanctuaire d’Athéna à Delphes, École française d’Athènes et Électricité de France, diff. de Boccard, Paris. []

Jessica Fèvres - de Bideran

Jessica de Bideran est actuellement chercheur post-doctoral au sein de l'université Bordeaux Montaigne et est membre de l'équipe MICS du LERASS de l'université de Toulouse. Elle participe ainsi à plusieurs programmes de recherche où il est question de numérisation et de valorisation numérique des patrimoines (monumental documentaire, etc.)...

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