Forte d’une expérience notable dans la numérisation haute précision d’objet archéologique, la MSHE a été sollicitée en 2022 par le musée de l’Avallonnais Jean Després dans l’Yonne pour numériser en partie une collection de statues. Le projet vient de s’achever par le rendu d’un rapport, comprenant un catalogue complet des numérisations effectuées, et par le transfert au musée des modèles numériques 3D (1).
La collection
La collection statuaire représente un ensemble exceptionnel de 229 éléments sculptés dont 90 sont en calcaire et 139 en marbre, conservés au musée de l’Avallonnais. Elle a été découverte lors des fouilles en 1822 du fanum gallo-romain, daté du Ier siècle de notre ère et situé au nord-ouest d’Avallon, sur la commune de Vault-de-Lugny et plus précisément encore la butte du Montmarte.
25 fragments de cette collection ont été numérisés par Amandine Angeli, ingénieure d’étude à la MSHE, pour fournir au musée des modèles numériques très précis, permettant la manipulation et l’étude virtuelle de ces pièces – parfois volumineuses, jusqu’à 50 cm et plusieurs kilos – par les différents spécialistes de la statuaire antique.
La numérisation
L’acquisition des données, réalisée entre novembre 2022 et juin 2023, est basée sur l’utilisation couplée de deux méthodes : une solution métrologique haute précision pour réaliser les modèles numériques en 3D et la photogrammétrie, qui permet de donner aux modèles numérisés une texture et une colorimétrie au plus proche de l’objet réel. « En pratique – explique Amandine Angeli – je commence par la photogrammétrie, puis je scanne l’objet, avec un scanner Atos Core GOM, dont la précision varie entre 0,03 mm et 0,08 mm en fonction du capteur utilisé. Pour les deux phases de l’acquisition, on utilise un logiciel unique, le Atos Professional 2017, qui permet d’obtenir le modèle 3D. C’est pour cette raison qu’il est important de commencer par la photogrammétrie, je m’explique : l’objet est entouré de mires sur lesquelles il y a des points de référence codés reconnus par le logiciel, et en plus j’appose sur l’objet même des pastilles, munies de colle non toxique pour ne pas l’endommager, qui permettent d’identifier l’objet dans son entièreté et de le positionner dans l’espace. Ces points, qui sont enregistrés par le logiciel durant la phase de photogrammétrie, servent aux mesures et permettent de recaler ensemble les différents scans et les différentes photos, avec une précision au micron. Autrement dit, la numérisation des faces de l’objet est rendue possible grâce à l’enregistrement des pastilles lors de la photogrammétrie. »
Après les acquisitions, plusieurs étapes sont encore nécessaires pour finaliser le modèle. La première consiste à « nettoyer » les prises de vue réalisées avec le scanner des mesures aberrantes, qu’on appelle « bruit » induit, causées par la nature réfléchissante de certains matériaux tels que le métal, le marbre ou le silex, ou par de microvibrations lors de l’acquisition. « Ces perturbations peuvent entraîner un décalage dans le repositionnement des scans entre eux – poursuit Amandine – il est donc nécessaire de les supprimer pour avoir un modèle propre ». La seconde étape consiste à combler les zones non couvertes par un scan. Le nombre de ces zones peut varier de quelques dizaines à plusieurs milliers. Elles se mesurent en micron et ne se voient pas au premier abord. Cependant, cette étape est essentielle pour permettre de zoomer sur l’objet et l’observer en tous sens et dans ses moindres détails.
Le rendu final permet ainsi d’apprécier la pièce dans son ensemble en 3D.
(1) Voir extraits du catalogue ci-dessus. Les modèles 3D sont au format .ply. - un format utilisé pour stocker les données 3D provenant du scanner 3D. Les maillages bruts et colorés sont visualisables sur des logiciels libres tels que MesLab ou CloudCompare