La réalité virtuelle et l’archéologie

La réalité virtuelle et l'archéologie

 

Si les archéologues ne peuvent parfois plus se rendre sur des sites aujourd’hui détruits, partiellement ou dans leur entièreté pour différentes raisons, ils disposent maintenant d’une technologie capable de les replonger au sein d’anciennes civilisations en simulant leur présence dans un environnement artificiel avec lequel ils peuvent interagir.

C’est cette utilisation de la réalité virtuelle qui nous intéressera ici, en passant par les nombreux avantages que cette nouvelle technologie offre mais, aussi, en évoquant ses limites actuelles.

Aussi, nous verrons que la réalité virtuelle est une technologie en perpétuel développement. Souvent vu uniquement pour son aspect ludique dans le monde du jeu vidéo, c’est ce qui est essentiellement présenté sur le marché grand public actuellement, son utilisation peut pourtant être bien plus qu’un simple jeu.

Il s’agit d’abord de définir ce qu’est exactement la réalité virtuelle. Pour cela, la définition donnée par le CSA semble très complète : [C’est] l’ensemble des techniques et systèmes qui procurent à l’Homme le sentiment de pénétrer dans des univers synthétiques […], de plonger dans un monde virtuel englobant [où il] pourra promener son regard […] s’y déplacer et interagir.

A bien distinguer de la réalité augmentée qui consiste à enrichir visuellement la réalité par des images générées par un accessoire dédié, des lunettes par exemple ou une console de jeu comme la 3DS de Nintendo.

 

« Faut-il dès lors imaginer que l’archéologue du XXIème siècle travaille avec une truelle dans une main et une tablette numérique dans l’autre » - « L’archéologie virtuelle », Julien Chanteau

 

De la maquette à la réalité virtuelle

De la maquette à la naissance de la réalité virtuelle

 

Paul Bigot, Architecte normand, entreprend au début du XXème siècle la réalisation d’une maquette de la Rome du IVème siècle après J.C à l’échelle 1/400 qui lui demandera 40 ans de travail. Il s’appuie notamment sur la Forma Vrbis, un plan gravé sur marbre à l’époque de Septime Sévère et dont un dixième seulement a été retrouvé au XVIème siècle.

Plus qu’une œuvre d’art, l’objet révèle avec précision les connaissances topographiques de la Rome Antique de l’époque, confirmée par la suite grâce à des images satellites de la ville moderne correspondant totalement.

La maquette se trouve aujourd’hui à l’université de Caen où elle a été restaurée. Suite à cela, le pôle de recherche « Ville – Architecture, urbanisme et image virtuelle » créé pour l’occasion a entrepris d’explorer les possibilités qu’offre cet objet hors du commun.

Enseignants-chercheurs, ingénieurs et étudiants regroupant les sciences de l’Antiquité, l’informatique, l’audiovisuel ainsi que la géographie, l’urbanisme, la littérature, les beaux-arts et l’architecture se sont réunis afin de créer une maquette virtuelle de la Rome Antique à son apogée à l’époque de l’Empereur Constantin en se basant sur les travaux de Paul Bigot.

(Photo : D. Lauvernier – Site unicaen.fr)

 

Quel est l’intéret de restituer virtuelle cette maquette ?

Il est intéressant de garder une représentation des connaissances de la Rome Antique à un instant T, ici au milieu du XXème siècle. Aussi, de pouvoir constater l’évolution des recherches avec le temps. Le modèle virtuel peut aussi servir à valider différentes hypothèses de restitution.

Contrairement à la maquette, la réalisation virtuelle est à taille humaine, l’utilisateur peut s’y promener et l’explorer à sa guise. Elle permet aussi d’expliquer aisément le fonctionnement de systèmes mécaniques ou l’utilisation d’un bâtiment. Ce que nous verrons plus en détail par la suite.

Aujourd’hui, des miliers d’internautes visitent chaque mois la reconstitution en image de synthèse de cette maquette et peuvent même s’y promener librement.

(Photo : Restitution virtuelle d’un des portiques du forum d’Auguste à gauche & de la basilique de Constantin dans leur état du IVème siècle ap J-C. Université de Caen, Plan de Rome)

 

La réalité virtuelle, son évolution depuis les débuts

 

Contrairement à ce que beaucoup peuvent penser, la réalité virtuelle n’a pas vu le jour au XXIème siècle. Cette dernière fait rêver depuis bien plus longtemps et de nombreux chercheurs s’y sont essayés depuis les années 1950.

C’est en 1962 que voit le jour le « Sensorama », bien loin des casques ergonomiques et pratiques que l’on connaît aujourd’hui, il s’agissait d’un étrange mélange entre une borne d’arcade et une machine médicale qui se rapprochait du cinéma 4D. L’utilisateur était plongé dans un film, grâce à un siège vibrant et des ventilateurs, l’immersion était totale.

(Photo : Sensorama – site : vrgamernews.com)

 

Quelques années plus tard, en 1968, c’est bel et bien un casque qui fait son apparition grâce à Ivan Sutherland, ingénieur en informatique américain. Surnommé « L’épée de Damoclès » et originellement nommé « L’Ultimate Display », ce dispositif est considéré par beaucoup comme l’ancêtre des casques de réalité virtuelle et augmentée.

Bien plus qu’une invention immersive comme l’était le Sensorama, l’Ultimate Display est doté de deux détecteurs qui permettent d’identifier la position de la tête et de modifier l’image en fonction du mouvement de l’utilisateur. Cependant le dispositif est très lourd, peu pratique et ressemble effectivement à une épée de Damoclès prête à s’abattre sur la tête de son utilisateur.

(Photo : Ultimate Display – site : digitalbodies.net)

Dans les années 1970, le premier casque de réalité virtuelle est créé à l’Université de l’Utah par Daniel Vickers. A l’aide de plusieurs écrans et d’un casque bien plus pratique, l’utilisateur peut observer une scène virtuelle en bougeant la tête. S’ajoute à ceci, un élément qui prendra une place majeure plus tard, le gant de données ou DataGlove. Créé dans les années 1980, il permet de mesurer le déplacement de la main ainsi que les doigts et le communique à l’ordinateur.

(Photo : DataGloves – site : chilton-computing.org.uk)

 

L’industrie du jeu vidéo s’est aussi rapidement essayée à cette nouvelle technologie pouvant renouveler les consoles existantes et leur système de jeu. Seul une version arcade sort chez Sega, la « Sega VR », la version console de salon étant annulée. Nintendo tente sa chance en 1995 en présentant le « Virtual Boy », c’est aujourd’hui la console la moins vendue dans l’histoire des consoles de jeu vidéo de Nintendo.

(Photo : Sega Vr – 1 à gauche – site : vrdb.com

Virtual Boy à droite – site : clubic.com)

 

Sans succès à l’époque, l’intérêt de ces casques est revenu dans les années 2000. A partir de 2016, le grand public peut aisément comparer plusieurs casques de réalité virtuelle disponibles dans un large éventail de prix. D’environ 100 euros pour le Samsung Gear à 1000 euros pour l’UTC Vive, on peut déjà constater une plus grande accessibilité chez certaines marques, plus intéressantes dans le cadre d’une utilisation éducative par exemple.

C’est le Cardboard de Google qui se distingue dans cette catégorie puisqu’il s’agit d’un casque en carton dans lequel un smartphone peut se glisser pour créer l’illusion de réalité virtuelle. Il se place comme le principal acteur de la démocratisation de réalité virtuelle puisque bien plus adordable que ses concurrents.

(Photos : Cardboard – site : store.google.com)


 

Une technologie en perpétuel développement : l’état actuel du marché

 

Comme évoqué précédemment, la réalité virtuelle évolue constamment et de nombreuses marques tentent leur chance. Plus concrètement, aujourd’hui, sans investir dans un casque très perfectionné un simple CardBoard suffit aisément à recréer en 3 dimensions un monument ou une sculpture voir même une ville entière mais permet aussi aux archéologues et chercheurs de la modifier au fur et à mesure de leurs découvertes.

C’est là le plus intéressant dans l’utilisation de cette technologie. Elle permet de parcourir des endroits inaccessibles ou même créés de toutes pièces, de se mettre dans la peau d’un animal, parcourir le ciel du point du vu d’un oiseau mais, aussi visiter un site historique qui se trouve à des milliers de kilomètres, découvrir ses secrets en mettant réellement en scène les écrits . C’est ce que nous allons voir maintenant.

Nous nous intéresserons ici à l’utilisation de la réalité virtuelle dans le domaine de l’archéologie qui a su trouver un intérêt à la fois ludique et utile au travail des archéologues et historiens-chercheurs.

« Imagine exploring coral reefs or the surface of Mars in an afternoon »

« Imaginez explorer la barrière de corail ou la surface de Mars en une après-midi » - Google Expeditions.

 

L’utilisation de la réalité virtuelle au service de l’archéologie

Les différentes utilisations de la réalité virtuelle liée l’archéologie

Nous pouvons nous baser sur les travaux de Philippe Fleury, Directeur du Centre interdisciplinaire de réalité virtuelle de l’Université de Caen pour distinguer les multiples utilisations de la réalité virtuelle dans le monde archéologique.

Après des centaines d’années de découvertes, le temps est aujourd’hui à l’analyse. Avec les années, les chercheurs ont amassé un nombre important de collections difficiles à gérer dans leur entièreté. L’informatique leur est déjà venu en aide pour organiser les recherches grâce à des bases de données, accessible à tous aisément. Le but étant de tenir un registre virtuel des sites archéologiques susceptibles de disparaître ou de se détériorer.

Ce qui peut sembler être un détail mais le stockage quasiment infini est une aide majeure pour les archéologues et chercheurs. A allier avec l’accès simplifié à distance via internet partout dans le monde, la mise en ligne de ces images facilite grandement la communication entre les chercheurs et universitaires.

Le temps est maintenant à l’analyse et à la compréhension

 

De nombreuses entreprises se sont spécialisées dans la sauvegarde du patrimoine archéologique. Iconem par exemple, une startup parisienne s’est spécialisée dans cette mission grâce aux innovations technologiques. Entre relevés topographiques et algorithmes qui permettent de passer à la 3D, l’entreprise peut aujourd’hui reproduire des copies entières de sites historiques. Mise à disposition de la communauté scientifique ainsi qu’au grand public, c’est une base de données immense à l’aide de la recherche.

Dans un premier temps, si ceci est possible, les entreprises commencent par scanner les sites ou objets encore existants. Souvent à l’aide de drones sur les sites extérieurs qui permettent une vision d’ensemble du lieu mais, aussi, parfois de découvrir de nouveaux bâtiments uniquement visibles en prenant de la hauteur.

Il s’agit de recueillir un maximum de données topographiques, d’images, de détails afin de recréer le plus fidèlement possible le modèle 3D par la suite.

Puis, le travail de virtualisation à proprement parlé commence. A partir de milliers d’images mais parfois … à partir de rien. Rien de visuel à proprement parlé en tout cas, c’est l’étude de documentations archéologiques qui entre en jeu ainsi que de nombreuses hypothèses avant d’arriver à une reconstitution qui pourrait être proche de la réalité.

On passe dans un premier temps par une modélisation informatique composée de milliers de polygones et sommets, à cette étrange toile d’araignée sont ajoutées les textures qui sont, elles, très hypothétiques et, selon les connaissances glanées dans les écrits, représentations et connaissances de l’époque en question.

A ceci est ajouté un éclairage pour rendre le tout toujours plus réel, éventuellement du son pour compléter l’environnement.

C’est dans cette création que l’utilisateur évoluera grâce à son équipement adéquat vu précédemment.

(Photo : Sections, plans et étapes de reconstitution 3D du Boullongne)

 

Nous pouvons constater que cette utilisation de la réalité virtuelle intéresse de plus en plus le grand public, en effet, Lithodomos, une startup australienne, spécialisée dans le contenu virtuel lié au tourisme, l’éducation et le divertissement a obtenu 900 000 dollars australiens (environ 679 500 dollars américains) lors d’une levée de fonds pour se financer et se développer dans le monde entier.

Visualiser des monuments dévastés, sauvegarder les villes martyrs, rebâtir des sites antiques

 

Le côté ludique est mêlé à l’indispensable lorsqu’il s’agit de la sauvegarde du patrimoine. En effet, les sites historiques, même protégés, ne sont pas à l’abri de guerres par exemple ou de catastrophes naturelles. Afin d’en garder une trace, même virtuelle, il est important de pouvoir « reconstruire » en quelques sortes des sites archéologiques en modèle 3D.

Iconem, précédemment présentée, se démène pour sauver des sites emblématiques voués à être détruit afin d’exploiter des mines souterraines de ressources par exemple. C’est le cas des ruines des monastères bouddhistes de Mes Aynak en Afghanistan. En accord avec le gouvernement pour repousser le chantier d’exploitation de cuivre racheter par la Chine, l’entreprise a pu découvrir et sauvegarder ce qu’ils considèrent comme « la plus belle révélation archéologique de ces 40 dernières années en Afghanistan ».

Non seulement visualiser mais aussi comprendre

 

Grâce à la technologie actuelle, les visites virtuelles sont plus réelles que jamais. En s’immergeant dans un modèle 3D d’un site archéologique entièrement reconstruit en réalité virtuelle, l’utilisateur peut désormais visualiser le passé tel qu’il a pu être à l’époque pour mieux comprendre les sociétés qui nous ont précédé.

Il s’agit non seulement de voir mais aussi d’analyser pour construire ou tester les hypothèses d’utilisations d’un lieu de vie par exemple, voir en temps réel son fonctionnement puis valider ou non des théories.

Il devient d’ailleurs bien plus simple d’émettre mais aussi de confirmer des théories à propos de mystères archéologiques avec un support visuel complet que l’on peut modifier avec l’avancée de ses recherches mais aussi partager aisément à ses confrères.

Une nouvelle manière de transmettre les connaissances

 

L’arrivée de la réalité virtuelle est aussi une révolution dans les modes de travail et d’apprentissage. Non seulement dans l’histoire et la géographie mais aussi la médecine par exemple. Il est évident que la réalité virtuelle capte l’attention, attise la curiosité des élèves et des adultes, peu importe l’âge, cet étonnant mélange entre casque et lunettes futuristes ravive l’excitation de l’apprentissage et de l’enseignement.

Moderniser un style d’enseignement est un moyen de dépoussiérer la profession d’archéologue laissée à l’abandon et négligée depuis des années. Le côté ludique de la réalité virtuelle permettra certainement d’augmenter l’attractivité des études en archéologie et peut-être de conquérir à nouveau le cœur des jeunes Indiana Jones en herbe.

On peut considérer ces casques qui semblent n’être qu’un accessoire de jeu à première vue comme une nouvelle manière de transmettre les connaissances. Il est d’ailleurs bien plus simple d’expliquer le fonctionnement technique d’un objet en le montrant, non plus seulement en 2D dans un livre ou à l’aide d’un rétroprojecteur mais directement en 3D. On peut aussi imaginer montrer l’objet dans son entièreté puis des plans de coupes pour mieux analyser sa construction ou son fonctionnement mécanique par exemple.

L’utilisateur pouvant interagir avec son environnement, il aura la possibilité de bouger l’objet devant lui pour mieux le découvrir ou marcher dans un bâtiment pour analyser son utilité. Même si l’imagination reste le plus puissant des accessoires pour recréer un environnement à partir d’écrits, la réalité virtuelle aide à montrer avec exactitude le résultat d’années de recherches et, surtout, comme dit précédemment, sauvegarder un patrimoine en péril.

La réalité virtuelle est ludique pour les utilisateurs mais surtout enthousiasmante pour les élèves qui peuvent aborder d’une manière nouvelle l’Histoire et l’archéologie sans se cantonner aux livres illustrés et aux manuels d’Histoire-Géographie.

« Ces endroits sont les lieux de naissance de la civilisation occidentale. Je me souviens d’avoir étudié les magnifiques reconstitutions de Palmyre, et d’essayer de m’imaginer dans ses rues, de découvrir et jauger la grandeur des bâtiments de mes propres yeux. C’est de là qu’a débuté ma quête vers la modélisation » - Blog de Simon Young, fondateur de Lithodomos

Les limites de la réalité virtuelle aujourd’hui

Un budget conséquent qui n’est pas à la portée de toutes les bourses

 

La réalité virtuelle est à la portée de tous mais dans une certaine limite, moyennant un coût qui peut être un obstacle pour les établissements scolaires. Tous ne sont pas forcément adapté pour le moment et, surtout, pas prêts à mettre à disposition une connexion wifi assez puissante, une installation particulière ou des smartphones indispensables à l’utilisation de cette nouvelle technologie. Même si celle-ci ne demande pas de grandes ressources pour son utilisation, à l’échelle d’une école les coûts sont rapidement multipliés.

Les établissements scolaires publics par exemple ne pourront peut-être pas immédiatement jouir de cette technologie ainsi que les chercheurs dans certains pays qui manquent très souvent de subventions selon les domaines de recherche. D’où l’intérêt de redorer le blason des archéologues en leur offrant de nouveaux outils qui séduiront aussi peut-être les donateurs et universités.

Nous pouvons d’ailleurs assumer que les prix de la réalité virtuelle ainsi que son équipement ne peuvent qu’évoluer à la baisse dans les années à venir. Cette évolution a déjà été constatée depuis la mise sur le marché grand public en 2016, aujourd’hui, de plus en plus de personnes lambda possède des accessoires de réalité virtuelle.

On peut tout de même envisager des sorties scolaires pour tous niveaux dans certains centres dédiés à la réalité virtuelle. Il existe des salles immersives comme Immersia par exemple qui se place comme l’une des plus grandes au monde et accueille des archéologues du monde entier pour leurs recherches.

Il semblerait donc la réalité virtuelle puisse tout de même être un moyen de passer outre les problèmes de budgets auxquels se heurtent les archéologues de par ses nombreux avantages cités précédemment.

(Photo : Salle immersia à Rennes – Site : inria)

 

La découverte

 

Au-delà du budget, c’est aussi l’intérêt pour la découverte qui s’est essoufflé. Loin des premiers de l’Homme sur la Lune en 1969, les découvertes scientifiques ne font plus autant de bruit aujourd’hui si on ne s’y intéresse pas un minimum et sont bien loin de faire la une des journaux.

Pourtant, c’est encore tout un monde inconnu dans l’espace à découvrir, de nombreux mystères archéologiques dans chaque ville à résoudre ainsi que des dizaines de domaines de recherches à exploiter.

Nous pouvons là encore imaginer un intérêt retrouvé pour la découverte dans le monde de la recherche grâce au côté concret de la réalité virtuelle. Elle peut aussi aisément mettre de côté l’aspect très élitiste de la recherche qui s’est ancrée dans les esprits depuis des années.

Un accès parfois difficile aux sites historiques

 

Nous avons déjà évoqué la nécessité de sauvegarde des sites menacés par les guerres ou déjà partiellement détruit par celle-ci mais ceci met aussi en lumière l’une des limites de la réalisation de modèle 3D. Parfois, les sites encore existants que l’on souhaite cartographier sont très difficiles d’accès, à cause de conflits par exemple.

On peut citer la Plaine des Jarres, une région du nord du Laos, où des centaines de jarres ont été retrouvé et dont la signification et l’origine sont encore inconnues. Le site étant miné, son accès est très dangereux, quasiment impossible même à distance en drone. Aussi, sans contexte archéologie due au manque de recherches, le mystère de ces jarres n’est toujours pas élucidé.

Nous pouvons aussi évoquer la difficulté d’accès aux sites sous-marin tout autant pour les localiser, les cartographier mais aussi pour les modéliser. Ces sites demandent des techniques plus complexes qu’un simple drone mais aussi plus coûteux.

Par ailleurs, les plongeurs peuvent s’entraîner avant une plongée sur un site grâce à la réalité virtuelle. Ils peuvent prévoir leur parcours afin d’optimiser le temps sous l’eau.

En conclusion

Nous avons pu constater que la réalité virtuelle offre aujourd’hui une opportunité importante aux archéologues, de se renouveler notamment. Mais aussi de redonner goût pour ce domaine à la communauté scientifique ainsi qu’aux donateurs qui permettent de faire vivre la recherche.

Il est aussi évident que la réalité virtuelle est une technologie relativement récente et en perpétuel évolution. Celle-ci est cependant de plus en plus accessible, simple d’utilisation et à portée de tous.

Néanmoins, certains problèmes sont encore un frein important dans la démocratisation de la réalité virtuelle. Lorsque l’on parle de nouvelles technologies, c’est très souvent synonyme d’un certain coût due aux nouveaux équipements à acheter. Le problème de budget n’est pas à ignorer.

Il est aussi question de conquérir un nouveau public qui ne sera pas forcément sensible à la réalité virtuelle ni même simplement à la nouvelle technologie. Certains seront réticents à l’idée d’utiliser une nouvelle méthode de travail ou d’apprentissage, surtout dans le domaine assez fermé de l’archéologie et de l’Histoire. Aussi, l’utilisation d’une nouvelle technologie dans une méthode de travail nécessite un nouvel apprentissage. Une partie de la profession scientifique pourrait ne pas s’y adapter.

Pourtant, les très nombreux avantages et la facilité d’accès relative de la réalité virtuelle mettent le vent en poupe pour l’évolution de cette technologie. On la remarque de plus en plus comme outil de travail chez les chercheurs et même chez les enseignants.

Bibliographie et sitographie :

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Fleury, Philippe. “La réalité virtuelle et son integration dans un projet”. [en ligne] Disponible sur https://nda.revues.org/1257#tocto1n3

Gauvin, Robert et Bertuli, Margaret. “La réalité virtuelle au service de l’archéologie : les exemples des forts et des châteaux Saint-Louis et du fort Conger”. Document PDF [en ligne] 2009.

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Young, Simon. Blog Lithodomos [en ligne] [consulté en octobre 2017] Disponible sur https://lithodomosvr.com/blog/

 

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