Nuage de point

Modèle TQS texturé du Temple d’Auguste et de Livie à Vienne (38)

Contexte

Le Temple d’Auguste et de Livie se trouve à Vienne en Isère. Il est situé sur le côté occidental d’un forum orné de majestueux portiques, de monuments commémoratifs et de statues impériales. Transformé en église dès le début du Moyen Âge et consacré au culte chrétien, il accueillit le club des Jacobins pendant la révolution, puis un tribunal, un musée et une bibliothèque au début du XIXème siècle. Ces différentes destinations auxquelles il a été voué, lui auraient d’ailleurs permis de rester si bien conservé. C’est en 1850, que Prosper Mérimée, protecteur du patrimoine de France, engage sa restauration. Il souhaite supprimer toutes les transformations connues par le Temple.

Problématique

L’objectif de ce projet : réaliser un modèle 3D texturé de l’objet répondant à la fois aux exigences des architectes, des archéologues et des conservateurs soit des principaux clients. La conservation du patrimoine est un enjeu de taille pour ces professionnels.

Données du projet

  • Temple Romain construit aux alentours du 1er ou du 2e siècle avant JC

Objectifs

  • Représentation architecturale du monument
  • Modélisation « Tel Que Construit » (TQC) et « Tel Que Saisi » (TQS)
  • Quantifier la précision du modèle 3D texturé obtenu

Besoins exprimés

  • Modèle 3D TQS texturé du Temple
  • Sujet de recherche

Contraintes

  • Architecture complexe
  • Monument présentant de nombreuses zones dégradées

Nos Réponses

Pour satisfaire l’exigence des demandes, nous avons utilisé la lasergrammétrie. Cet outil révolutionnaire, nous a permis de fournir un levé haute densité en un temps record.

Certaines améliorations étaient recherchées pour le modèle 3D texturé obtenu :

  • Une représentation architecturale de l’objet : toute modélisation nécessite une décomposition de l’objet en éléments simples. Dans le domaine du patrimoine architectural, cette décomposition doit respecter les traités d’architecture. Ainsi, chaque sous objet va être référencé à un terme du vocabulaire architectural. De plus, le processus de modélisation mis en place pour chaque élément doit respecter la logique de construction ; les objets profilés vont par exemple, être modélisés par extrusion de profils.
Décomposition architecturale
  • Un modèle TQS de l’objet:
    • le modèle TQC est une représentation idéale de l’objet tel qu’il était juste après sa construction. En archéologie, cette modélisation est utilisée pour masquer l’effet de l’érosion de la pierre et les défauts mineurs dus au temps.
    • le modèle TQS est la représentation la plus fidèle à l’objet. Il fait apparaître les zones abîmées par le temps et peut ainsi permettre des mesures directement sur le modèle en vue d’un projet de rénovation.
Temple TQS Temple rendu texture

Le passage du modèle TQC au modèle TQS se fait par opération booléenne. Cette méthode consiste à « creuser » le modèle TQC au niveau des zones dégradées.

Grâce à cette étape, nous présentons un modèle fidèle à la réalité, utile notamment pour visualiser les zones dégradées sur lesquelles une rénovation est nécessaire. D’autre part, ce niveau de détail est parfois indispensable pour texturer le modèle à partir de photographies prises sur site. Les photographies orientées sont projetées sur le modèle ; le résultat obtenu est parfaitement fidèle à la réalité.

Étude de précision

Ce projet sur le Temple d’Auguste et de Livie fut également l’occasion de quantifier la précision du modèle 3D réalisé. Deux méthodes ont été mises en place :

  • la première utilise l’outil d’inspection (Compare/Inspect) de 3DReshaper. Son principe : comparer le modèle 3D au nuage de points ; les écarts obtenus sont mis en évidence selon une échelle de couleurs.
  • l’autre permet de contrôler le modèle comme les textures. Elle consiste à mesurer des points de contrôle sur l’objet par mesures tachéométriques. Ces mesures doivent être réparties de façon homogène sur l’objet et suffisamment nombreuses pour que les résultats obtenus soient représentatifs de l’ensemble du modèle. Ces mêmes points de contrôle ont été mesurés sur le modèle ; par comparaison des coordonnées, nous avons calculé des écarts-types. Globalement, la précision du modèle est de 2 à 3 cm.
Temple analyse précision Temple analyse précision légende
Temple analyse précision

L’étude des traités d’architecture et la décomposition de l’objet en élément simple permet une représentation correcte de l’objet d’un point de vue architectural. Elle est l’occasion d’associer à chaque élément une méthode de modélisation qui lui correspond et peut mettre en évidence des similitudes entre différents sous objets. De ces constations découle une procédure de levé adaptée permettant un gain de temps lors de la modélisation. Le passage du modèle TQC au modèle TQS par opérations booléennes réduit le maillage aux zones dégradées uniquement ; la taille du fichier reste ainsi la plus faible possible. Par cette méthode, on peut garantir une précision de 2 à 3 cm sur l’intégralité du modèle ; précision qui pourra être contrôlée tout au long du processus de modélisation grâce à l’outil Compare/Inspect de 3D Reshaper.

Livrables

  • Représentation fidèle de l’ouvrage « Tel Que Saisi », à des fins d’analyse et de diagnostic : Maquette 3D du TQS au format AutoCAD DWG 3D et Maquette 3D texturée (texture RGB vraie) pour 3DSMAX
  • Animation 3D de la maquette (film) et fichier VRML à des fins de présentation et de communication