L APPORT DE LA PHOTOGRAMMETRIE NUMERIQUE A L ANALYSE ARCHITECTURALE EN ARCHEOLOGIE

Transcription

1 Cliché GOOGLE ERTH Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

2 Depuis 1985, l École française de Rome mène, en collaboration avec la Surintendance italienne, des recherches à Rome sur le site de la Vigna Barberini, vaste terrasse artificielle qui, de l angle nord-est du Palatin, domine la Vallée du Colisée. Cliché GOOGLE ERTH Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

3 Restitution Jean-Marie Gassend IR CNRS/MU Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU

4 En 2009, un sondage réalisé par Françoise Villedieu, directrice de recherche au CNRS, a mis au jour les restes d une réalisation architecturale puissante et insolite dont de nombreux indices suggèrent de l'identifier à la salle à manger tournante de la Maison Dorée de Néron. Les vestiges actuellement visibles, tronqués et/ou recouverts par les réaménagements successifs de la terrasse, appartiennent au soubassement, l édifice ayant été démantelé à la fin du 1er siècle. Restitution Jean-Marie Gassend IR CNRS/MU Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU

5 Terrasse actuelle m B C m D m m

6 Terrasse actuelle m B C m D m Entièrement situés en dessous du niveau de sol actuel, ils se composent d un pilier central (C) dégagé sur 6 m de hauteur, dans lequel se trouve m un escalier de service hélicoïdal voûté, conservé sur une hauteur totale d environ 14 m. Deux séries de huit arcs relient ce pilier à un premier mur annulaire (B) de 16 m de diamètre externe partiellement conservé. Deux tronçons d un deuxième mur circulaire () de 22 m de diamètre interne ont été retrouvés en périphérie du sondage. La hauteur totale du soubassement est de 20 m. Les traces du mécanisme ayant servi à faire tourner le plancher se situent quant à elles dans le secteur (D).

7 N B C + 6 m B D Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU Logiciel Cloud Compare

8 En 2014, une campagne de relevé par photogrammétrie numérique dont l objectif était de compléter les premiers relevés de terrain, a eu lieu de mai à juillet. Deux étudiants stagiaires de l ENSG, encadrés par Raphaële Héno, se sont chargés de l acquisition photographique et de la réalisation des nuages de points, les calculs photogrammétriques N ont été réalisés avec MicMac ( IGN). Je les remercie vivement aujourd hui Bpour leur travail car l exercice était particulièrement ardu pour deux raisons. C + 6 m B D Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU Logiciel Cloud Compare

9 Premièrement les conditions d acquisition photographique sur le terrain étaient difficiles, les mesures de sécurité sur les chantiers archéologiques imposent des gardes corps qui se transforment rapidement en une forêt de poteaux! L éclairage naturel produit beaucoup d ombre portée et nous n avions pas de bâches assez grandes N pour couvrir l ensemble de la fouille, ensuite l accès périlleux, parfois impossible, aux structures B à engendrer de nombreux «trous» dans le nuage final. L absence de matériel informatique adapté a considérablement ralenti la réalisation de leurs travaux. Deux autres étudiantes de l ENSG, ont pris le relais en mai 2015 dans le cadre d un projet tutoré, afin d achever le travail. C + 6 m B D Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU Logiciel Cloud Compare

10 Deuxièmement, il a fallu «découper» finement les différents nuages créés afin d isoler les structures en fonction de leur interprétation archéologique, afin de percevoir le soubassement de l édifice néronien, représenté en vue du dessus sur l image de droite, N B C + 6 m B D Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU Logiciel Cloud Compare

11 Deuxièmement, il a fallu «découper» finement les différents nuages créés afin d isoler les structures en fonction de leur interprétation archéologique, afin de percevoir le soubassement de l édifice néronien, représenté en vue du dessus sur l image de droite, N B B C C B B B D D Logiciel Cloud Compare

12 et ici en élévation. Une vision qu il est absolument impossible d avoir sur le terrain car les deux tronçons de ce deuxième mur annulaire de 22 m de diamètre sont Logiciel aujourd hui Cloud Compare séparés par les fondations des édifices postérieures qui créent des écrans visuels. Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

13 et ici en élévation. Une vision qu il est absolument impossible d avoir sur le terrain car les deux tronçons de ce deuxième mur annulaire de 22 m de diamètre sont aujourd hui séparés par les fondations des édifices postérieures qui créent des écrans visuels. Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

14 C est sur la base de ce document que nous avons pu entreprendre l analyse architecturale en mettant en relation spatiale les différents éléments constructifs, comme ici les gros blocs de travertin ancrés pour un tiers dans les maçonneries parementées de briques. Logiciel Ce travail Cloud Compare a été effectué avec le logiciel Cloud Compare, Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

15 C est sur la base de ce document que nous avons pu entreprendre l analyse architecturale en mettant en relation spatiale les différents éléments constructifs, comme ici les gros blocs de travertin ancrés pour un tiers dans les maçonneries parementées de briques. Logiciel Ce travail Cloud Compare a été effectué avec le logiciel Cloud Compare, Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

16 grâce auquel nous avons ensuite extrait des profils à des niveaux choisis et selon des axes passant par des éléments caractéristiques des structures. Logiciel Cloud Compare Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Postérieur Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

17 Nous avons appliqué cette méthode à l ensemble des structures néroniennes. Logiciel utocad Map 3D Logiciel utocad Map 3D

18 Les profils ainsi créés ont été importé dans utocad afin d élaborer les plans, coupes et axonométries nécessaires aux premières réflexions qui ont servies à fonder les hypothèses de restitution du soubassement et, en allant un peu loin, de l édifice qui s y posait. Logiciel utocad Map 3D Logiciel utocad Map 3D

19 Les profils ainsi créés ont été importé dans utocad afin d élaborer les plans, coupes et axonométries nécessaires aux premières réflexions qui ont servies à fonder les hypothèses de restitution du soubassement et, en allant un peu loin, de l édifice qui s y posait. Logiciel utocad Map 3D

20 Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU

21 Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU près avoir exposé l utilisation de la photogrammétrie à l échelle du bâtiment, j aborderai maintenant son utilisation pour l étude de deux détails: les traces du secteur du mécanisme et l escalier hélicoïdal.

22 Restitution J.-M. Gassend (IR-CNRS)

23 Restitution J.-M. Gassend (IR-CNRS) Le secteur identifié comme étant celui du mécanisme ayant servi à faire tourner le plancher de la salle à manger, ici restitué par Jean-Marie Gassend, se situe dans la partie sud de l édifice, (D) sur l image, entre les deux murs annulaires.

24 La paroi ouest La paroi est Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

25 L ensemble des éléments constituant le mécanisme ont fait l objet d une récupération systématique lors du démantèlement de l édifice. Nous n en avons retrouvé que des traces sur deux parois se faisant face, d une hauteur d environ 6 m, rongées par l arrachement des éléments métalliques, La paroi ouest La paroi est Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

26 et présentant des cavités équidistantes La paroi ouest La paroi est Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU Cliché C. Durand CCJ CNRS/MU

27 au fond des quelles sont encore fichés dans la maçonnerie les restes de barres métalliques. Un cavalier en fer a échappé à la récupération systématique, La paroi ouest Eléments en place Empreintes La paroi est Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU

28 au fond des quelles sont encore fichés dans la maçonnerie les restes de barres métalliques. Un cavalier en fer a échappé à la récupération systématique, La paroi ouest Eléments en place Empreintes La paroi est Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU et des empreintes de barres et de cavaliers sont encore visibles sur les parois.

29 Croquis de terrain Nous avions réalisé des croquis et relevé des points au tachéomètre. La réflexion que nous avons tenté de mener en 3D, dans l espace utocad, s est avérée ardue et a rapidement atteint ses limites car nous étions «dans le vide». Points topo sous utocad

30 Projection perpendiculaire à la tangente du mur Logiciel utocad Map 3D Restitution des tiges métalliques, vue isométrique sud-est

31 Projection perpendiculaire à la tangente du mur L apport de la photogrammétrie nous a sorti de cette impasse, l importation du nuage de point dans utocad nous permet de poursuivre nos réflexions sur la restitution du mécanisme en élaborant les modèles numériques hypothétiques dans le contexte existant directement en 3D. Nous pouvons ensuite en déduire les plans de projection et valider nos hypothèses. Logiciel utocad Map 3D Restitution des tiges métalliques, vue isométrique sud-est

32 Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU ccès inférieur Demi modèle Logiciel Cloud Compare

33 ccès inférieur Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU Demi modèle Logiciel Cloud Compare Je conclurai par l apport de la photogrammétrie numérique à l étude d une structure particulière: l escalier hélicoïdal voûté niché dans le pilier central. C est un escalier de service qui, du rez-dechaussée, donnait accès au niveau technique situé sous le plancher mobile. Si le potentiel de cette nouvelle technologie de relevé semble acquis, la mise en place est plus incertaine dans ce cas.

34 ccès inférieur Clichés C. Durand CCJ CNRS/MU Demi modèle Logiciel Cloud Compare L exigüité de l espace environ 75 cm de largeur par 2.40 de hauteur au centre de la voûte et l absence totale d éclairage posent encore problème. Le premier test, réalisé en 2014 en une journée avec une lampe de jardin, a cependant déjà permis d obtenir des données fondamentales pour l étude architecturale, dont la hauteur totale -14 m -, le nombre de tour (4) -, la superposition exacte de l entrée et de la sortie ainsi que la position et l orientation de chacune des 62 marches.

35 Plan du niveau supérieur Elévation Logiciel utocad Map 3D Plan du niveau inférieur Logiciel Cloud Compare Développé de la paroi externe Logiciel Cloud Compare

36 Développé: Logiciel Cloud Compare

37 Un deuxième test a été réalisé en 2015, avec un éclairage Led en guirlande, accroché pour une première série de photo à la retombée de la voûte et pour la deuxième posé sur les marches. Les photos ont été réalisé par Loïc Damelet, photographe au Centre Camille Julian, le nuage a quant à lui été élaboré par moi-même avec le logiciel Photoscan, Ce nouvel essai, s il est meilleur que le premier, n est pas encore entièrement satisfaisant, la guirlande lumineuse masquant le raccord entre le parement et la voûte. Un nouvelle acquisition a été réalisée lors de la campagne de juillet 2016 (cf Newsletter janvier 2017 CIP Icomos,). Développé: Logiciel Cloud Compare

38 Raccord dans la voûte Trace de mortier lisse Trace verticale Raccord dans le parement Trace de coffrage Demi cercle incisé sur le linteau inférieur Développé: Logiciel Cloud Compare

39 Raccord dans la voûte Trace de mortier lisse Trace verticale Raccord dans le parement Trace de coffrage Demi cercle incisé sur le linteau inférieur Un tel support nous servira à reporter et étudier les observations faites sur le terrain afin de comprendre d une part le système constructif utilisé pour réaliser la voûte, et d autre part les différentes étapes de la réalisation de l escalier et du pilier central du soubassement.

40 Raccord dans la voûte Trace de mortier lisse Trace verticale Raccord dans le parement Trace de coffrage Je vous remercie de votre attention Demi cercle incisé sur le linteau inférieur Développé: Logiciel Cloud Compare