21 207 photos. Un téraoctet de données brutes. Et une précision au millimètre. Bienvenue dans les coulisses de la numérisation 3D de la collégiale de Mantes-la-Jolie, où Célian de la Rochefoucauld et Manuella Collado capturent l’âme de la pierre. Mandatés par la municipalité et opérant pour l’ONG Global Digital Heritage dans le cadre du projet de restauration de l’édifice, ils ont passé deux semaines (une en décembre, et la semaine dernière) à capturer un nombre gargantuesque d’images avec un objectif : créer un double numérique de la Petite soeur de Notre-Dame de Paris, afin de faciliter le travail des architectes du patrimoine.
S’ils sont officiellement photographes en freelance, leur attirail technologique, empilé dans la sacristie devenue véritable QG le temps de leur mission, va au-delà du simple boîtier ou du trépied : dans leurs sacs, on trouve un drone, un scanner, ou encore un appareil photo à 45 millions de pixels avec dispositif d’éclairage sur mesure. « On est spécialisés dans tout ce qui est numérisation 3D », nous explique Célian de La Rochefoucauld. « Il n’y a pas de terme officiel, ajoute Manuella Collado. On n’est pas géomètres, on n’est pas topographes, mais c’est la confluence de différents métiers : photographe, pilote de drone, maquettiste 3D… »
Pendant de longues heures, ils ont capturé les moindres détails de l’édifice, que cela soit au sol équipés de leur appareil de photo dopé aux stéroïdes, ou dans les airs à l’aide du fameux drone, jusque dans les recoins les plus enfouis des lieux. « La moindre erreur de pilotage et c’est un vitrail qui casse », raconte Célian, qui a encore des sueurs froides en repensant aux séances de pilotage durant lesquelles il répondait aux questions des curieux. « Cette semaine-là, on a bossé de 8 h à 18 h sur place, avant d’enchaîner avec 2 ou 3 heures d’ordinateur pour traiter la donnée du jour, se souvient Manuella. Cela représente une semaine de 80, 90 heures de travail ».
Tous les clichés capturés servent alors à donner vie à un « nuage de points », soit le squelette numérique du monument. Pour le créer, on utilise des dizaines de milliers de photos prises sous tous les angles. Le logiciel va ensuite analyser ces images une par une : s’il repère un même détail précis, comme une fissure ou le coin d’une pierre, sur au moins trois photos différentes, il est capable de calculer sa position exacte dans l’espace et de le transformer en un point 3D.
En répétant cette opération des millions de fois, on obtient une nuée de points qui dessine fidèlement la forme de l’édifice. « Cela permet d’avoir des relevés qui sont orthonormés, contrairement à une photo qui se déforme légèrement sur les angles, développe Manuella. Le but, c’est d’avoir une donnée qui est extrêmement éditable, compréhensible et mesurable pour les architectes et les chercheurs ».
Ces derniers pourront également s’appuyer sur un maillage 3D texturé, que Célian décrit comme une véritable « photo en 3D ». Une fois le nuage de points terminé, le logiciel relie les points entre eux par groupes de trois pour former des millions de petites facettes triangulaires. C’est ce réseau de triangles qui crée la surface, la « peau » du bâtiment. Pour rendre l’édifice réaliste, on applique ensuite sur ces facettes les textures issues des véritables photographies : on retrouve alors l’aspect exact de la pierre, des mousses ou des fissures. Ce modèle est incroyablement précis : il peut contenir jusqu’à 711 millions de triangles pour un seul brouillon.
« Une fois qu’on l’a suffisamment simplifié, on va pouvoir le partager sur Internet, pour que tout le monde puisse y avoir accès », explique Célian. En effet, la donnée est totalement open-source, conformément à la volonté de Global Digital Heritage de communiquer pour le monde scientifique et pédagogique. « Ils sont en mesure de fournir la donnée si on la leur demande, assure Manuella. La seule condition, c’est que ceux qui l’exploitent n’ont pas le droit de le faire pour une utilisation commerciale ». Cours d’histoire, visite virtuelle… Les possibilités sont nombreuses. Après de longues heures de travail et des téraoctets de calculs, Célian et Manuella laisseront derrière eux bien plus qu’une maquette : une mémoire vive, prête à être partagée en open source avec le monde entier.