Face à la non présence d’un outil unique permettant de prendre en compte l’ensemble des paramètres techniques décrits ci-avant dans l’état de l’art du 1.5 ainsi que les aspects déontologiques liés à l’utilisation du virtuel pour le patrimoine qui sont usuellement oubliés, ce projet de recherche RéSeed veut apporter une réponse.

L’objectif de cet ANR s’inscrit dans l’approche globale couvrant le processus de patrimonialisation dans son intégralité :

  1. Depuis la captation des traces de l’objet : il s’agit ici de capturer et stocker des éléments de type 3D, documentations, analyses, archives…. Deux processus sont mis en parallèle : la capacité à numériser l’objet et la possibilité de capitaliser les connaissances associées pour permettre son analyse et sa compréhension.
  2. En passant par la modélisation numérique de l’objet physique pour un traitement et une exploitation à des fins d’expertise et de chaînage des connaissances. Il s’agit ici de mettre en lien les éléments entre eux, par la mise en place, par exemple, d’un “container de connaissances” : associer la documentation et les archives à la géométrie, au fonctionnement de l’objet.
  3. Jusqu’à sa conservation et sa valorisation par la visualisation et l’exploitation des données à des fins de transmission et de médiation. Il s’agit d’exploiter le container de connaissances à différents niveaux : de la médiation pour le grand public, à l’outil d’analyse pour la recherche en histoire, en passant par l’amateur curieux ; et dans différentes situation : sur site patrimonial, en musée, à distance…

Les pratiques actuelles déroulent usuellement ces 3 étapes de façon indépendante ; les finalités en résultant sont donc en général de type « one shot » sans permettre une réutilisabilité des démarches et outils. Il convient donc de mettre en place des directives méthodologiques pour une conservation et une valorisation scientifique pérenne de notre patrimoine.

Le verrou scientifique majeur réside dans l’inter-opérabilité de ces 3 phases, souvent cloisonnées.

La réponse apportée est une proposition novatrice. Au lieu d’utiliser seulement les données 3D (CAO, nuages de points…) liés à un modèle produit figé, RéSeed va tout d’abord définir un modèle sémantique de l’objet sur lequel seront attachées les données 3D. Pour autant, le projet ne consiste pas dans le seul agrégat de plusieurs méthodes existantes comme l’analyse fonctionnelle et l’analyse géométrique, il s’agit de définir un nouvel outil et un nouveau format : une enveloppe digitale porteuse de sens sur laquelle une représentation virtuelle 3D peut être attachée si elle existe.

Au regard des modèles utilisés dans le monde industriel, l’approche développée vise à aller au-delà de la simple maquette numérique. En effet, re-concevoir virtuellement une œuvre d’art, un monument historique ou un objet patrimonial avec de « belles surfaces bien maillées » ou des « volumes finis » serait, d’un point de vue épistémologique, une véritable erreur. La re-modélisation 3D d’un artefact passé n’est plus l’objet patrimonial d’origine, objet unique, porteur de sens et d’émotion.

Afin de résoudre cette difficulté, l’enjeu de ce projet ANR consiste à intégrer une nouvelle phase entre les étapes 1 et 2 afin d’élargir le spectre des possibilités de l’étape 3.

Nous ne nous positionnons pas comme prestataire de numérisation 3D (permettant d’obtenir un nuage de points en 3D) mais comme concepteur-réalisateur d’outillages permettant de structurer les modèles 3D grâce aux sources hétérogènes.

La proposition de RéSeed consiste à créer un modèle structuré d’accès aux connaissances patrimoniales issues notamment du nuage de points. Il s’agit là d’un outil inter-opérable nouveau mais nécessaire pour permettre une mise à disposition des informations 3D segmentées sémantiquement. Ce nouveau format deviendra alors un outil d’expertise pour répondre au paradigme patrimonial : connaissance, protection, restauration, valorisation. Aussi, le consortium veillera à inscrire ces travaux dans les nouveaux modèles économiques contributifs induisant des formats OpenSource ; l’objectif étant de favoriser le multi-vue par l’appropriation, l’alimentation, la lecture… des connaissances.

La figure ci-dessous schématise les apportes de la proposition RéSeed aussi bien sur la vue Produit que sur la vue Processus trans-disciplinaire.

Le deuxième verrou scientifique du projet RéSeed est lié aux indicateurs garantissant l’authenticité et l’unicité des objets patrimoniaux. Proposer des méthodes et des outils pour structurer la numérisation 3D des objets patrimoniaux afin d’améliorer les formes de conservation et de valorisation nécessite de prendre en compte l’objet dans son intégralité : tant dans sa matérialité physique que dans le sens et la fonction qui le transcende. Le processus de digitalisation doit être piloté par des indicateurs spécifiques permettant le suivi de l’intégrité de l’objet numérique.

Contrairement à l’industrie manufacturière, ces indicateurs ne sont pas que quantitatifs mais peuvent aussi être qualitatifs : authenticité et unicité seront la garantie de validité de l’outil RéSeed.

Contexte

Contexte de recherche : vers un patrimoine tout numérique ?

Pour optimiser sa création de valeur, l’entreprise adapte sans cesse son mode de fonctionnement et ses outils de production. Les machines considérées comme obsolètes, car ne répondant plus à la demande, sont arrêtées, remisées voire démantelées. Ainsi, certains sites industriels disparaissent et les hommes emportent avec eux les savoir-faire qu’ils y ont développés. L’absence de protection de ce patrimoine technique et industriel pose aujourd’hui question car cette culture technique s’avère parfois transposable à des domaines d’applications connexes.

Ce constat est valable quel que soit l’objet considéré : machines, usines, outils de défense du Moyen-Age, châteaux forts, patrimoine sacré (statuaire et bâti), instruments scientifiques ou techniques… Tout artefact, témoignage de notre passé ou de notre histoire, que l’on dénomme “patrimoine” est concerné.

Sauvegarder, analyser et comprendre ces objets du « patrimoine passé » peut permettre de les transformer en « capital présent« . La transposition des connaissances du passé en connaissances contemporaines, lisibles et compréhensibles dans le système socio-technique présent peut alors devenir source d’innovation pour anticiper notre futur.

La valorisation du patrimoine n’est plus seulement considérée comme un devoir de mémoire mais comme un besoin et un atout économique et pédagogique, facilitée par le développement des technologies numériques comme le statuait Jean Davallon dès 2002.

Reverse-engineering et numérisation 3D, capitalisation des connaissances, modélisation de systèmes d’information, réalité virtuelle… les outils de l’ingénieur peuvent apporter une réponse robuste et pérenne. Les avancées dans le domaine des outils numériques, issus de l’industrie manufacturière, le permettent. S’appuyant sur des technologies répandues, stables, et toujours en pleine dynamique d’innovation, ces moyens permettent la mise en scène des objets, la représentation des flux de matière, du personnel, de l’environnement, sous forme de maquettes numériques.

Problématique économique et industrielle : vers un patrimoine trop numérique !

La palette d’outils de réalité virtuelle croît en permanence, avec de nouvelles interfaces, de nouvelles modalités interactives. Ces outils rendent possible l’accès à l’ensemble des connaissances d’un objet, dans la mesure où celles-ci sont numérisées et capitalisées (avec indexation voire mise en relations sémantiques). Ainsi, tout en dépassant l’approche techniciste, les applications, entendues comme des programmes et des médiations numériques culturelles, se trouvent au croisement des arts, des sciences et du numérique. Les applications, qui recoupent les prescriptions techniques (inscrites dans les dispositifs), mais aussi méthodologiques (institutions patrimoniales et publics de la culture), se développent dans le domaine patrimonial. Mais ce foisonnement de dispositifs ne s’inscrit pas dans les guides de bonnes pratiques existants (TICCIH, UNESCO, London Charter), et ne donne lieu à aucun standard. Les rares préconisations existantes (CIPA pour l’ICOMOS, Getthy Conservation Institute…) ne font qu’état des outils de digitalisation ou de stockage des données 3D brutes, ni les processus d’interprétation ni de compréhension des modèles virtuels 3D sont intégrés.

Le domaine culturel, et a fortiori le domaine patrimonial, n’échappe pas aux réalités économiques de notre société actuelle visant toujours une rentabilité au plus rapide. Trop souvent les appels à propositions de subventions ou les demandes de valorisation sont fortement contraintes par le temps et ne permettent pas une réflexion de fond. En conséquence (néfaste), les outils du numérique et du virtuel sont partout utilisés à des fins de communication tel un effet de mode : “le visuel primant sur l’usage et la mémoire”.

Musées, associations du patrimoine, collectionneurs privés, conservent la mémoire d’un temps au travers d’objets que l’on nous expose, nous visiteurs, de manière pérenne ou temporaire. Capitaliser notre patrimoine, quoi de plus commun en somme. Mais que se passe-t-il lorsque la science et la haute technologie s’en mêlent ? Lorsque l’analyse d’un objet historique croise des disciplines aussi différentes que complémentaires, faire renaître de vieux objets requière d’utiliser des langages techniques et des savoirs scientifiques pointus.

Problématique scientifique : vers une représentation digitale sémantique ou physique ?

L’utilisation des outils de l’ingénieur et du numérique au profit de la conservation et de la valorisation du patrimoine culturel a déjà fait l’objet de nombreux travaux de recherches théoriques. Cependant, les institutions patrimoniales, et plus particulièrement les musées et le champ de la muséologie souffrent d’un manque méthodologique pour accompagner de manière durable la gestion des connaissances et la valorisation du patrimoine. Il est donc nécessaire de formaliser cette nouvelle chaîne numérique afin d’y apporter une validité scientifique, porteuse d’une déontologie signifiante tant pour les professionnels, les experts que le grand public. Proposer des applications à base de nouvelles technologies et de 3D doit tout d’abord permettre un apport de connaissances et un enrichissement de l’objet patrimonial.

Depuis une dizaine d’années, avec l’essor des technologies de numérisation, conservation et valorisation, le patrimoine culturel est un domaine dont l’ensemble des disciplines des Humanités Numériques s’empare. On note par exemple les travaux initiés sur les bases de données autour de la TGIR Huma-Num ; deux des partenaires de ce projet ANR RéSeed font partie du Consortium3D labellisé par la TGIR Huma-Num. Pour autant, les problématiques soulevées par l’utilisation de données physiques de type 3D représentent encore des champs d’investigations largement ouverts.

L’utilisation de la 3D n’est plus réservée à la seule production des images cinématographiques ni au monde du jeu vidéo. La 3D a intégré tous les environnements de notre vie quotidienne tant personnelle que professionnelle… Le champ patrimonial n’a pas échappé à cette tendance. Il est désormais partagé entre deux points de vue :

une capitalisation des connaissances (géométriques) à des fins d’analyse scientifique; de mesure, de partage et de conservation ; une médiation destinée au grand public. L’enjeu de notre approche réside dans la déontologie que chaque acteur du patrimoine est prêt à mettre en œuvre pour aller au-delà des belles images figurant usuellement de faux artefacts de notre réalité passée.

Un constat s’impose : la production de documents numériques (à vocation d’archivage ou non) devient quasi systématique lors de l’étude d’objets patrimoniaux. Face à ces pratiques plusieurs questions émergent:

celle de la capitalisation de cette documentation numérique (Quoi et comment stocker ?), celle de l’accès à ces données (Comment accéder efficacement à ce qui est stocké ?), celle de l’interopérabilité de ces données (Comment partager ce qui est stocké ?), celle des usages.

La mise en correspondance de sources hétérogènes (manuscrits, savoir-faire, archives orales) est essentielle à la re-contextualisation de ces objets dans leur utilisation d’origine. Comprendre le contexte nécessite une réelle approche sémantique : les objets portent d’abord du sens avant de porter une fonctionnalité, c’est ce que nous apprend le contexte de l’époque, l’histoire, la culture… En ce sens, la documentation de l’objet de patrimoine est essentielle.

Les outils des sciences de l’ingénieur et les technologies numériques en particulier offrent un terrain d’expérimentation fertile pour les possibilités de modélisation et d’accès aux documents historiques (archives, vestiges archéologiques, etc.).

De plus, une des problématiques est qu’il n’existe toujours pas de méthodologie formalisée (avec les outils associés) pour la gestion du processus global de patrimonialisation. Il existe certes de nombreux travaux proposant des méthodes détaillées pour la numérisation (3D ou 2D) d’artefacts, notamment en archéologie, ou pour la structuration des données historiques à destination du web de données, mais il n’existe pas de méthodologie couvrant l’intégralité du processus de patrimonialisation tel que défini par les Digital Humanities.

Travaux antérieurs sur la gestion des connaissances et la digitalisation 3D

Deux domaines scientifiques nourrissent nos travaux :

d’un côté, les outils de contrôle et de mesure dimensionnelle (principalement les théodolites à balayage laser et les outils de stéréovision), les outils de la Conception Assistée par Ordinateur, l’imagerie de synthèse et la rétro-conception, d’un autre côté, la gestion des connaissances : les métadonnées, la gestion de documents, les bases de données, le traitement automatique du langage…

Certains partenaires du projet ont déjà œuvré dans le domaine de la gestion des connaissances sur tout le cycle de vie des produits manufacturés. Ces travaux ont fait l’objet de financements ANR et ont produit des résultats intéressants et exploitables industriellement. Il s’agit des projets ANR COSINUS 2008 PHENIX et ANR MN 2012 METIS.

Le domaine d’application du projet PHENIX était la pièce mécanique manufacturée. Considérant ces pièces, souvent issues de produits anciens (vieilles voitures, vieilles machines encore exploitées mais plus fabriquées), il s’agissait de les reconstruire virtuellement afin de les re-fabriquer. Pour cette reconstruction virtuelle, nous avons essayé de retrouver les connaissances originelles qui avaient été utilisées pour la prime conception. Le projet PHENIX a mis en évidence que la forme d’une pièce mécanique était le fruit de deux aspects :

sa fonction et les procédés de fabrication mis en œuvre. En effet, la géométrie d’une pièce n’est pas que liée à son rôle dans le mécanisme (esthétisme, robustesse, effort, intégration avec d’autres composants…) mais également aux modalités de fabrication (exemple : présence de formes nécessaires à la forge ou à la fonderie …). La forme d’une pièce est donc le fruit d’un processus de conception par intégration de connaissances. Le projet PHENIX & proposé une approche d’extraction des connaissances. D’un point de vue technique, PHENIX permet de retrouver le modèle CAO (Conception Assistée par Ordinateur) qu’aurait obtenu le concepteur originel s’il avait utilisé un modeleur CAO moderne. Ces résultats ont positionné PHENIX en avance sur les logiciels du marché (exemple : GEOMAGIC, RAPIDFORM ou les modeleurs CAO classiques type CATIA V5) qui ne proposent que des approches géométriques, non basées sur les connaissances des concepteurs.

Après que cette approche ait permis de traiter le cas d’une pièce mécanique, il fallut s’intéresser au produit/mécanisme dans son ensemble. Ce fut le but du projet METIS.

L’hypothèse principale du projet METIS était que, pour la rétro-conception d’un grand ensemble mécanique complexe, les informations purement géométriques sont insuffisantes. METIS visait à proposer une solution pour intégrer l’ensemble des informations (y compris les informations géométriques) disponibles sur l’ensemble mécanique étudié afin de les traiter et d’en extraire une maquette numérique qui intègre les connaissances des concepteurs (comme pour PHENIX) mais aussi des utilisateurs, fabricants… et finalement de tous les acteurs du cycle de vie.

Là où PHENIX ne considérait qu’une pièce mécanique, METIS considérait un ensemble. Là où PHENIX n’utilisait qu’une technologie pour virtualiser la géométrie, METIS se devait d‘intégrer des informations hétérogènes. Si l’ensemble mécanique considéré est un navire, par exemple, il est inconcevable de n’utiliser qu’une technologie (et donc qu’une seule source de données) pour appréhender sa géométrie vu les différentes échelles considérées (d’une coque de 100 mètres à des détails de quelques millimètres). Il s’agissait donc de créer une approche permettant à un utilisateur d’extraire les connaissances qui ont été intégrées au fil du temps dans le produit au sein d’un ensemble de données hétérogènes (géométriques mais pas uniquement) parfois incomplètes, telles que des images, des plans 2D, des nuages de points issus de numérisations 3D, des croquis, des photographies, des rapports de maintenance, des résultats de calculs…, voire même une ancienne version de la maquette numérique. D’un point de vue technique, METIS permet de générer une maquette numérique intégrant les connaissances que les acteurs originels du développement avaient intégrées.

Aujourd’hui, nous ambitionnons d’étudier un objet scientifique, technique et sémantique riche : le patrimoine scientifique et technique. Pour cela nous affirmons que les précédents travaux concernant les objets manufacturés peuvent être étendus aux objets patrimoniaux. Deux réalisations témoignent de cette possibilité : le projet Nantes1900 et les Salons Mauduit.

Le projet Nantes 1900, inauguré en septembre dernier a été mené en collaboration entre l’IRCCyN, le CFV et le Musée d’Histoire de la ville de Nantes au Château des Ducs de Bretagne. Il a abouti à la numérisation 3D de la maquette du Port de Nantes, datée de 1900 (20 m2 à l’échelle 1:400). Ce projet pluridisciplinaire avait pour objectif de faciliter la transmission de l’histoire de cette maquette et du Port qu’elle représente avec le développement d’une interface interactive pour une découverte renouvelée de l’objet[Guillet & al 2015].

Plus récemment, les travaux ont conduit à travailler sur une navigation en réalité virtuelle dans un univers patrimonial : les Salons Mauduit. Les bâtiments contenant cette salle de réception ont été détruits. L’interface de “visite guidée mais libre” permet à l’utilisateur d’accéder à un grand nombre de données historiques artificiellement spatialisées et sémantiquement liées. Cette interface prolonge les travaux de Nantes 1900 en accentuant le caractère “sémantique” de la navigation, permettant par exemple l’accès à des données non situables comme la biographie d’un personnage (éventuellement artificiellement spatialisée), tout en offrant une immersion spatiale dans les lieux disparus.

D’autres projets d’envergure ont été menés comme celui de la reproduction à échelle 1:1 d’une machine à laver le sel servant autrefois à Guérande, en collaboration avec le Musée des Marais Salants de Batz-sur-Mer, ou la valorisation en réalité augmentée et l’exploration en réalité virtuelle de monuments ou sites disparus ou dégradés par le temps : le pont transbordeur de Nantes, la poudrerie royale de Saint-Chamas, les Forges de Paimpont

État de l’art des travaux similaires

Tout le monde s’accorde pour dire qu’il y a “un besoin urgent de pouvoir passer rapidement et efficacement d’un enregistrement de données 3D à un modèle CAO enrichi sémantiquement”[Hichri & al 2015].

Depuis 1962 avec les travaux de Pierre Bézier sur la formalisation mathématique des formes physiques par des courbes paramétrées, de nombreuses initiatives ont permis de faire avancer la représentation virtuelle des objets.

La segmentation de nuage de point est un domaine de recherche dynamique et en pleine expansion [Erdos & al 2015], trois approches sont à envisager : la segmentation manuelle, automatique et semi-automatique. Ainsi il est possible d’aller jusqu’au bout de la démarche et envisager une reconstruction virtuelle.

Plusieurs paramètres sont à prendre en compte pour permettre une meilleure utilisation du modèle 3D.

Les travaux de recherche sont très nombreux ; réaliser un état de l’art technologie par technologie ne saurait être exhaustif. Voici quelques projets remarquables en rapport avec ReSeed :

Impacts

Ce projet ANR se propose de renouer un lien entre deux domaines qui, jusqu’alors, ne collaborent pas : le reverse-engineering et le monde du patrimoine.

Les travaux de recherche auront plusieurs impacts sociétaux multi-échelles : grand public, école d’ingénieurs, experts du patrimoine, industrie du numérique et du logiciel… ci-dessous sont détaillés quelques-uns des impacts majeurs à mentionner pour le projet RéSeed.

RéSeed : un projet en route vers la révolution numérique de demain

Le projet RéSeed s’inscrit pleinement dans le Défi 7 de l’ANR qui permettra de construire notre future société de l’information et de la communication.

Les outils actuels développés par l’industrie du numérique présentent des limites liées aux technologies elles-mêmes. Le projet RéSeed veut proposer de nouveaux modèles induisant de nouveaux outils et de nouvelles modalités d’encapsulation de la connaissance. Avec l’explosion des contenus sur le Web, le citoyen fait face à une profusion d’informations. Comment faire le lien entre ce monde virtuel et son monde réel dans lequel il évolue ? RéSeed est une proposition de réponse scientifique qui permettra de changer le rapport du citoyen à sa culture et apporter un nouveau regard sur le savoir.

En effet la posture épistémologique de l’objet unique et porteur de sens en sciences humaines rompt avec les principes d’utilisation en masse des données numériques. Il est donc nécessaire de construire un nouveau référentiel trans-disciplinaire et mettre à disposition des communautés scientifiques des outils adaptés. A terme, il s’agit donc d’un nouvel impact économique dans le monde professionnel qui peut se décliner sur deux aspects :

  • sur le patrimoine matériel via la « reconstruction » de sites, de monuments ou d’œuvres… afin d’obtenir un modèle numérique qui peut être utilisé à deux fins : 1. par des « experts » pour réaliser diverses missions (analyses, études, simulations…); 2. par des «exploitants » pour valoriser/promouvoir les sites (Réalité Virtuelle, Matériel Marketing, Contenu Pédagogique…). L’un des lemmes de ce projet est que le travail de reverse-engineering se fait pour (et par) les experts mais qu’il pourrait en plus être valorisé par les exploitants (auprès du public). Ainsi les travaux d’expertises pourraient être financés par des valorisations de type « effet de bord ».
  • sur le patrimoine immatériel, il s’agit là de pouvoir retrouver le savoir-faire des acteurs (souvent artistes / artisans) ayant produit ou bâti des œuvres afin, par exemple de pouvoir caractériser les œuvres en fonction des particularités de leurs productions (gestes de l’artisan, tracé des pinceaux, types d’outils ou de machines, contexte…) ou bien encore pour pouvoir distinguer les productions originales des imitations. Retrouver le geste ancien peut également permettre de définir des critères de validité de la définition du patrimoine dans le sens où l’UNESCO l’entend, entre autre sur les problématiques d’authenticité et d’intégrité ; il s’agit donc de pouvoir « aider » les professionnels du patrimoine à mieux qualifier les objets étudiés en utilisant les outils du numérique comme moyen de justification.

À très long terme, un des enjeux de RéSeed sera de contribuer à la capture du savoir-faire de l’humanité. La matérialisation dans une réalisation architecturale, artistique ou un objet… n’est que la projection d’un savoir-faire immatériel. Comment, demain, pourrons-nous capturer ces gestes anciens et permettre ainsi leurs pérennisations ?

Les approches actuelles tendent à matérialiser certains savoir-faire dans des ouvrages linéaires. Lier la réalisation physique et le geste est pourtant fondamental ! De part sa capacité à encapsuler des données de masse hybrides via une interface de zonage 3D virtuel sémantique, RéSeed est une proposition de réponse qui s’inscrit dans le cadre de l’Orientation 29 sur la Collaboration homme-machine (Stratégie Nationale de Recherche).

Au-delà du projet ANR, les perspectives de RéSeed ne seront pas de prendre en compte que le patrimoine passé. Ce patrimoine a été ciblé pour mettre en place les démarches scientifiques, développer et tester les solutions technologiques. À très long terme, il sera possible de prendre en compte le patrimoine du présent qui deviendra un jour le patrimoine de demain.

Exemple : les avions sont garantis 50 ans : comment la maquette numérique qui est son double numérique sera-t-elle pérenne ? Les bâtiments construits actuellement sur la base du BIM (Building Information Modeling) pourront-ils continuer à être exploité à des fins de maintenance voir de démantèlement ?

Impact sur l’ingénierie et le métier de l’Ingénieur

La création d’un espace de rencontre interdisciplinaire va permettre d’enrichir les approches de type PLM (Product Life Cycle Management) utilisées dans l’industrie. Il s’agira d’aller au-delà des structurations standard des modèles 3D en faisant de l’hybridation des nuages de points avec une nomenclature. Réaliser de la gestion de configuration des objets digitalisés en 3D grâce à un indexage sémantique du modèle 3D est un champ d’investigation nouveau pour le monde industriel. Ainsi les recherches scientifiques menées grâce à l’étude des objets patrimoniaux vont permettre de faire évoluer les modes de pensées et les modèles de données [Laroche & al 2015].

A terme le projet RéSeed ambitionne de renouveler les approches classiques de l’ingénierie. Trop souvent les entreprises réinventent la roue ! Le passé n’est pourtant pas si lointain et est porteur de tant de richesses : pourquoi passer du temps à refaire ce qui a déjà été fait au lieu de concentrer ces efforts sur la construction de l’avenir de l’humanité ?

Le métier de l’ingénieur est défini par la CTI comme suit CTI 2009 :

“Le métier de l’ingénieur consiste à poser et résoudre de manière performante et innovante des problèmes souvent complexes, de création, de conception, de réalisation, de mise en œuvre, au sein d’une organisation compétitive, de produits, de systèmes ou de services, éventuellement de leur financement et de leur commercialisation. À ce titre, l’ingénieur doit posséder un ensemble de savoirs techniques, économiques, sociaux et humains, reposant sur une solide culture scientifique.

L’activité de l’ingénieur s’exerce notamment dans l’industrie, le bâtiment et les travaux publics, l’agriculture et les services.

Elle mobilise des hommes et des moyens techniques et financiers, souvent dans un contexte international. Elle prend en compte les préoccupations de protection de l’homme, de la vie et de l’environnement, et plus généralement du bien-être collectif. Elle contribue à la compétitivité des entreprises, notamment en technologie, et à leur pérennité, dans un cadre mondialisé. Elle reçoit une sanction économique et sociale.”

Posséder une solide culture scientifique, assurer la pérennité des entreprises et se préoccuper des hommes… sont autant de valeurs très peu développées dans les écoles d’ingénieurs. Une des finalités du projet consiste à démontrer qu’un profil hybride d’ingénieur-historien ou archéologue industriel est possible. C’est donc une nouvelle formation qu’il faut créer dans l’enseignement supérieur. Allier Sciences Dures et Sciences Humaines n’est jamais simple car chacun possède ses propres référentiels. Pour preuve la rédaction de ce projet ANR qui fut… complexe car chaque partenaire utilise son propre vocabulaire dans son champ d’expertise ! Et pourtant, tous œuvres pour le même objectif.

A terme il s’agit d’introduire dans notre réalité économique un nouveau métier qui trouvera pleinement sa place dans les entreprises et contribuera à se ré-approprier le savoir-faire ancien pour bâtir le futur.

Impact sur l’industrie du numérique

D’un point de vue industriel, la société DeltaCAD pourra bénéficier des résultats scientifiques à plusieurs titres. DeltaCAD est actuellement positionnée principalement sur 3 secteurs : le transport, l’énergie et l’environnement. Sa stratégie s’appuie sur la capacité à fournir des solutions à forte valeur ajoutée à des besoins ciblés. L’objectif encouru via ce projet est de décliner l’expertise et l’offre logiciel de la société en ciblant en particulier le reverse-engineering d’objets patrimoniaux de sorte à obtenir un résultat sémantiquement riche. Les modèles obtenus seront exploitables par les acteurs du domaine, dans le cadre des « uses cases » proposés dans le projet.

L’implication forte de DeltaCAD sur les WP2 et WP3 permettra de prototyper les logiciels et composants critiques à cette activité, en s’appuyant sur l’expertise reconnue des membres du consortium (scientifique et métier). Ainsi, la société disposera, en fin de projet, d’un capital technologique permettant d’adresser rapidement et efficacement les acteurs de ce marché.

Ceci permettra à DeltaCAD de proposer des nouvelles éditions de ses gammes de progiciels (GPure et DeltaMESH) ciblant particulièrement le patrimoine en y intégrant une structuration et une indexation sémantiquement riche des données, en plus de l’aspect 3D déjà fortement développé dans ces outils (il est également prévu que ces nouvelles fonctionnalités puissent être exploitées dans le contexte industriel). Cette nouvelle gamme d’outil sera destinée à devenir une solution logicielle de référence pour la restauration des œuvres, et pourra donc être utilisé par les organismes, les collectivités et entreprises en charge de ces activités.

Impact pour les experts du patrimoine et la diffusion de la culture

Au-delà de la communauté de l’ingénierie, le projet présente un intérêt scientifique fort de par son impact social car il permet un accompagnement durable de la gestion des connaissances et la valorisation du patrimoine :

1. Conservation des sites de patrimoine (tous domaines confondus) :

L’outil du Reverse-Engineering contextualisé permet d’avoir une référence visuelle (géométrique) d’un site à un moment donné afin d’envisager des actions de restauration possibles. C’est un nouvel outil de suivi et de conservation du patrimoine matériel. Dans le cas du patrimoine technique et industriel, il ajoute la dimension dynamique et fonctionnelle de l’étude effectuée. C’est enfin une plateforme commune de travail entre diverses communautés de professionnels.

Les entreprises associées au projet pourront proposer, à terme, sur le marché du patrimoine notamment technique, scientifique et industriel, des prestations de services visant à produire des restitutions virtuelles d’objets, de machines ou de processus technologiques dans le respect des normalisations et des bonnes pratiques issues de ce projet ANR. Les « clients » pourront être des institutions publiques en charge des inventaires patrimoniaux, des politiques de préservation et de conservation des patrimoines matériels, des plateformes virtuelles consacrées aux patrimoines. La notion de « valeur ajoutée à l’objet réel » sera le mot d’ordre pour diffuser cette connaissance aux chercheurs, aux professionnels du patrimoine et aux enseignants.

2. Interprétation, valorisation, éducation :

Une des problématiques actuelles de nombreux sites de patrimoine est leur incomplétude pour le visiteur. Il en résulte des difficultés de compréhension et rapidement un décrochage de l’intérêt. Il est donc nécessaire d’aider le visiteur à comprendre le site : exemple : sites archéologiques souvent très abimés tant par le temps que par les fouilles elles-mêmes (intelligence du lieu, des circulations, des modes de vie), site de patrimoine industriel contenant des machines inanimées ou plus de machines (restitution de la dynamique des machines, des processus et des flux matériel, de l’ergonomie, de l’ensemble usinier à différentes époques, etc.).

Le projet RéSeed offre la possibilité d’approfondir et de rendre plus opérationnelle la notion de produit d’animation et de valorisation du patrimoine de haute qualité à destination des institutions patrimoniales et muséographiques ouvertes au grand public. Il s’agit là d’une garantie apportée directement par les instances universitaire sur le caractère scientifique de ces restitutions, en les distinguant nettement du travail des simples bureaux d’études en communication ou de « design digital » qui tendent à accaparer un marché prometteur, mais le plus souvent sans grande compétence historique, archéologique ou patrimoniale et sans aucun cadre déontologique précis.

Création d’un label “patrimoine numérique 3D

Comme détaillé ci-avant dans le WP4, la création d’un label “patrimoine numérique 3D” est une des finalités proposées par ce projet ANR RéSeed. Il s’agit là des prémisses d’une future normalisation des pratiques du domaine émergent.

Cet outil permettra une mise à disposition des informations 3D segmentées sémantiquement sur plusieurs niveaux de lectures. Répondant aux volontés de partage des connaissances de ce début du 21ème siècle, le consortium veillera à définir des outils inter-opérables OpenSource.

Ce “standard” vise à garantir la validité de l’objet digitalisé pour en assurer la pérennité et la durabilité. L’enjeu ici est de démontrer son applicabilité sur des cas industriels du Ministère de la Culture et du Musée des Arts-et-Métiers. Pragmatique et opérationnel, RéSeed démontrera la viabilité du label ; MCC pourrait être l’organisme promouvant le label en accord avec le Consortium3D de la TGIR Huma-Num.

Ces normes de qualité et de diffusion des « bonnes pratiques » quant à la restitution virtuelle des patrimoines seront proposées pour validation à un certain nombre d’institutions nationales et internationales reconnues, à des plateformes de diffusion de la documentation virtuelle spécialisées comme le Consortium3D de la TGIR Huma-Num et en lien avec l’UNESCO pour les processus de reconnaissance et de valorisation du Patrimoine mondial. L’objectif international à terme est de pouvoir proposer un label de qualité patrimoniale et de validité scientifique pour des objets restitués virtuellement. Cette démarche n’est pas guidée par les aspects économiques car répondant au caractère universelle de la valeur des biens patrimoniaux.

Si la démarche de normalisation aboutit à un label reconnu, comme nous l’espérons, un processus pratique de labélisation de projets doit ensuite prendre le relais. Il sera proposé aux acteurs privés et publics de la patrimonialisation, en France et à l’étranger. Le processus comprendra un audit du projet numérique et d’éventuelles recommandations d’accompagnement. Un business model avec une structure idoine à caractère privé ou semi-publique de valorisation de la recherche sera à créer. Un comité scientifique accompagnera cette démarche de labélisation sous caution des laboratoires de recherche impliqués.