Par Philippe Urvois – La numérisation en trois dimensions des bateaux du patrimoine offre de nouvelles perspectives pour mieux les connaître et mieux les conserver. Grâce à cette technique de pointe, les musées de Douarnenez et de Falmouth initient actuellement une dynamique d’échange, de mutualisation et de vulgarisation des connaissances. Ils ouvrent la voie à une autre forme de navigation, ouverte à tous…

L’article publié dans la revue Le Chasse-Marée bénéficie d’une iconographie enrichie.

Lorsqu’ils ont construit la galéasse de 21 m Anna Rosa en 1892, au fond du fjord norvégien de Hardanger, les charpentiers du chantier de Gausvik ne pouvaient imaginer que, cent vingt et un ans plus tard, d’autres hommes chercheraient à comprendre leur travail et s’émerveilleraient encore de leur savoir-faire. Ils ne pouvaient, non plus, imaginer par quel étrange outil serait disséqué et analysé le fruit de leur travail : un scanner, capable d’appréhender la coque d’un bateau en trois dimensions et sous toutes ses coutures.

Cette expérience est menée depuis plusieurs mois déjà au Port-musée de Douarnenez, en partenariat avec le musée de Falmouth, en Cornouailles. Elle a été étendue à d’autres bateaux d’intérêt patrimonial, dont le Pato, une humble annexe de langoustier mauritanien des années cinquante. « Nous étudions la pertinence de ce nouvel outil, explique Kelig-Yann Cotto, directeur du Port-musée. Lorsque des bateaux ne naviguent plus, cela permet de lire leur histoire comme le ferait un chercheur sur un site archéologique. »

Le scanner se présente comme un simple boîtier, guère plus gros qu’un dictionnaire, fixé sur un axe et posé sur un trépied. C’est, en fait, un petit ordinateur qui pilote un émetteur-récepteur de rayon laser. Ce dernier sort de l’appareil via un miroir rotatif, avec une portée de 70 m. Lorsqu’elle frappe un obstacle, l’onde se déforme et cette déformation indique à l’ordinateur à quelle distance se situe l’obstacle. L’appareil multiplie les points de mesure – près de 400 millions pour le Pato, long de 3,70 m ! – et calcule également les angles entre ces derniers. Il forme ainsi des « nuages de points », permettant de recréer une forme dans l’espace.

Tout ce qui est masqué ne peut cependant être mesuré, car le rayon du scanner « éclaire » la forme qui lui est soumise un peu à la façon d’un projecteur : avec des zones d’ombre. On supprime ces dernières en déplaçant l’appareil et en effectuant des mesures sous différents angles. Pour acquérir les données nécessaires à la création d’une image en 3D de Pato, huit prises de mesures sous des angles différents, appelées « stations », ont ainsi été effectuées autour et à l’intérieur de la coque.

Les différentes stations permettent d’obtenir des nuages de points qui doivent ensuite être reliés entre eux. Cette opération est facilitée par la mise en place de repères – appelés « sphères de positionnement » – à proximité de l’objet scanné. Ils permettront de corréler les différentes prises de mesures et d’obtenir une représentation du bateau en trois dimensions.

L’acquisition des données brutes est relativement simple et rapide : une journée a suffi à deux personnes pour scanner la petite annexe de mauritanien. Le traitement des informations recueillies par informatique est un peu plus long et nettement plus complexe – plusieurs jours pour un personnel qualifié –, mais il permet d’obtenir un « modèle » en 3D, qui peut ensuite être fragmenté et exploité de différentes manières.

Une porte d’accès à la plus extraordinaire des bibliothèques

Le néophyte est surtout frappé par la beauté des images de synthèse ainsi obtenues et par leur caractère inédit. Le fait de pouvoir visualiser, tourner et retourner un bateau dans l’espace relève aussi, pour lui, de la magie : le voilà, tel un passe-muraille, capable de s’introduire au cœur de la matière.

Pour les spécialistes, ces images sont la porte d’accès à la plus extraordinaire des bibliothèques. Plus besoin, déjà, de manipuler réellement un matériel muséographique fragile : ils peuvent le faire virtuellement, sans craindre de le détériorer, où et quand bon leur semble.

Le port musée découvre les techniques de numérisation 3D
Bien que de taille réduite, le scanner Faro témoigne de performances impressionnantes. Les responsables des musées de Falmouth et de Douarnenez ont décidé de s’associer pour mettre cette technologie au service de la conservation du patrimoine maritime. © Port Musée de Douarnenez

La base de données spatiales dont ils disposent est à la fois énorme et précise : le niveau de détail est tel qu’ils peuvent, sur un bateau, examiner aisément l’état des fibres de bois ou les méthodes d’assemblage. Tout peut être observé et mesuré, chaque pièce pouvant être isolée de l’ensemble. Quelques clics suffisent également à obtenir des points de vue inédits. Il est, par exemple, possible de découper un bateau par la longueur en faisant apparaître une partie de ses membrures ou d’obtenir uniquement une représentation de sa charpente : la numérisation autorise ce que les spécialistes appellent une approche « multiscalaire ».

Elle permet également de réaliser aisément certains documents de synthèse et notamment des plans de bateau très précis. Une perspective intéressante pour le musée de Douarnenez, qui ne possède pas encore ces documents de base pour l’ensemble de sa collection, car il faut beaucoup de temps pour les réaliser avec une méthode de relevé classique.

La numérisation peut également mémoriser l’état d’un bateau à un moment donné afin de savoir comment il a évolué dans le temps ou afin d’affiner un projet de restauration. Un intérêt qu’a tout de suite saisi Dany Le Roi, charpentier de marine chargé de l’entretien des bateaux au Port-musée. « On peut voir comment un bateau a travaillé, explique-t-il, intervenir là où c’est strictement nécessaire et comparer son état avant et après intervention, sachant qu’il restera toujours une trace de la phase initiale. Je ne perçois pas encore tout ce que peut apporter la numérisation, mais je suis déjà bluffé par ce que je vois. Cette approche deviendra sans doute indispensable pour tous ceux qui envisageront d’aborder une restauration de façon sereine. »

« En traitant de cette façon toute notre collection, note pour sa part Kelig-Yann Cotto, nous allons aussi disposer d’un ensemble documentaire important qui pourra ensuite être mis à la disposition des chercheurs, des architectes ou des amateurs. » La numérisation des données ouvre, en effet, toutes les possibilités d’accès et de partage des connaissances qu’offrent les réseaux informatiques : elle pourrait donc efficacement servir à mieux valoriser le patrimoine maritime auprès d’un large public.

« Un démultiplicateur d’accès au patrimoine et à la culture »

Tout cela a été parfaitement compris par les musées de Douarnenez et de Falmouth, qui travaillent déjà sur le projet d’une base de données et d’un site communs aux deux structures. Cette collaboration est soutenue financièrement par la Commission européenne, avec un cofinancement du Fonds européen de développement régional (feder) dans le cadre d’un programme baptisé Interreg iv A. Les Bretons sont chargés de l’acquisition et du traitement des informations, les Britanniques de la mise en place de la base de données (dès 2014) et de la réalisation du site Internet.

L’Europe a bien compris les enjeux liés à ces nouvelles technologies et considère la numérisation comme « un démultiplicateur d’accès au patrimoine et à la culture » capable de générer « une dynamique de démocratisation culturelle et de transmission des savoirs ». Cette approche est également partagée par l’État français. En Bretagne, le ministère de la Culture a ainsi lancé un projet de numérisation baptisé Avel, qui vise à mettre au point une application grand public à partir de la numérisation des bateaux classés Monuments historiques. Piloté par la Direction régionale des affaires culturelles (drac), associée au gersa, le laboratoire de recherche de l’École nationale d’architecture de Nantes, il a démarré au printemps 2012. Les premiers résultats de ces travaux ont été présentés en mai dernier lors de la Semaine du golfe.

Vue 3D d'un bateau numérisé
Sur ce petit canot de 3,70 m de long, le scanner a mémorisé plus de 400 millions de points de mesure. En quelques clics, on peut sélectionner les zones que l’on souhaite examiner. © Port Musée de Douarnenez

Douarnenez a aussi reçu le soutient du ministère de la Culture pour la partie de son projet concernant la diffusion des informations auprès du grand public. Preuve que cette démarche bénéficie d’un intérêt et d’un soutien politiques.

Mieux : elle semble aujourd’hui susciter l’adhésion, voire l’enthousiasme, de nombreux spécialistes. « Ce projet intéresse beaucoup de monde et une dynamique est en train de se mettre en place, confirme Kelig-Yann Cotto. Nous avons pu le constater à l’occasion d’un séminaire sur la 3D appliquée aux navires, organisé en mai dernier à Southampton par l’université de cette ville et par celle d’Exceter. Il regroupait des universitaires, des ingénieurs, des architectes et des représentants de musées venus de France, de Grande-Bretagne et d’Irlande, avec la participation d’Australiens. Nous avons découvert à cette occasion ce qu’on appelle les pdf 3D, qui offrent des perspectives très intéressantes. »

Ce format de fichier informatique, déjà connu de tous les utilisateurs d’ordinateurs, a été créé par Adobe Systems et a pour particularité de préserver la mise en forme et les images du document d’origine, quelles que soient l’application et la plate-forme utilisées pour le lire. Appliqué à la 3D, il devrait permettre à un utilisateur lambda de manipuler et d’étudier aisément et sans crainte une modélisation de bateau.

Une soixantaine de bateaux du port-musée déjà numérisés

Le musée de Douarnenez vient tout juste de réaliser les premiers fichiers de ce type. Parallèlement, il a déjà numérisé plus d’une soixantaine de bateaux de ses réserves. Un élève de l’École nationale supérieure de techniques avancées de Brest travaille également sur la modélisation en 3D de ces données, et un étudiant de l’École d’architecture navale de Nantes retraduit ces modélisations en plans « classiques » (plan de formes, plan de charpente, etc.). « Tout cela est très concret, poursuit le directeur du Port-musée. En mobilisant une équipe d’une dizaine de personnes, nous sommes arrivés, en quelques mois, à tester toute une chaîne opératoire, allant du relevé numérique à la création de ces pdf. Et ça marche ! » Falmouth travaillant également d’arrache-pied, l’accès à toutes ces données ne devrait plus tarder.

Kelig-Yann Cotto pense déjà à aller plus loin et à proposer sur le site du musée, en complément à toutes ces informations, d’autres sources associées, comme des photos anciennes. En quelques clics, le visiteur qui s’intéresse à un bateau pourrait donc avoir accès aux nuages de points correspondant à sa numérisation, à des coupes archéologiques ou architecturales ; à des plans classiques, à un pdf en 3D et à diverses sources documentaires. De quoi faire rêver tous ceux qui aiment le patrimoine maritime. « On en est déjà au stade de l’échange de documents simples, fiables et intelligibles et les perspectives qui s’offrent à nous sont, à bien des niveaux, enthousiasmantes », résume Kelig-Yann Cotto.