l’apport de la photogrammetrie … · colloque photogrammétrie numérique et perception 3d : les...

Les vestiges de la cenatio rotunda sur le Palatin (Rome) Nathalie André (IRAA CNRS/AMU) en collab. avec Françoise Villedieu (CCJ CNRS/AMU EFR)

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

Colloque Photogrammétrie Numérique et Perception 3D : les Nouvelles Conquêtes - SFTP / ENSG 15-17 mars 2016

Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Clic

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Cliché GOOGLE EARTH




Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Clic

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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 EARTH




Clichés C. Durand CCJ CNRS/AMURestitution Jean-Marie Gassend IRAA CNRS/AMU




Clichés C. Durand CCJ CNRS/AMURestitution Jean-Marie Gassend IRAA CNRS/AMU

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.




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Terrasse actuelle + 46.50 m

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Terrasse actuelle + 46.50 m

+ 37.80 m

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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 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 (A) 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 àfaire tourner le plancher se situent quant à elles dans le secteur (D). Nat

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Clichés C. Durand CCJ CNRS/AMU

Logiciel Cloud Compare




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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 ont été réalisés avec MicMac (©IGN). Je les remercie vivement aujourd’hui pour leur travail car l’exercice était particulièrement ardu pour deux raisons.




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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 pour couvrir l’ensemble de la fouille, ensuite l’accès périlleux, parfois impossible, aux structures 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.




+ 6 m

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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, …




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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, …




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Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU


… 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.




… 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.

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Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMUN

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Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU


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.Ce travail a été effectué avec le logiciel Cloud Compare, …

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Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMUCliché C. Durand CCJ CNRS/AMU Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMU

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… grâce auquel nous avons ensuite extrait des profils à des niveaux choisis et selon des axes passant par des éléments caractéristiques des structures.

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Logiciel Autocad Map 3D


Nous avons appliqué cette méthode à l’ensemble des structures néroniennes.

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Les profils ainsi créés ont été importé dans Autocad 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.

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Les profils ainsi créés ont été importé dans Autocad 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.

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Après 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. Nathalie André - IRAA CNRS/AMU




Restitution J.-M. Gassend (IRAA-CNRS)





Restitution J.-M. Gassend (IRAA-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.





La paroi est

La paroi ouest


Cliché C. Durand CCJ CNRS/AMUNathalie André - IRAA CNRS/AMU




La paroi est

La paroi ouest



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



… et présentant des cavités équidistantes …





Eléments en place

Empreintes

La paroi ouest

La paroi est Clichés C. Durand CCJ CNRS/AMU

… 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, …




Eléments en place

Empreintes

La paroi ouest

La paroi est Clichés C. Durand CCJ CNRS/AMU

… et des empreintes de barres et de cavaliers sont encore visibles sur les parois.

… 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, …




Points topo sous Autocad

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 Autocad, s’est avérée ardue et a rapidement atteint ses limites car nous étions « dans le vide ».




Restitution des tiges métalliques, vue isométrique sud-estLogiciel Autocad Map 3D

Projection perpendiculaire à la tangente du mur


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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 Autocadnous 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. Restitution des tiges métalliques, vue isométrique sud-est

Logiciel Autocad Map 3D Nathalie André - IRAA CNRS/AMU

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Accès inférieur



Demi modèle

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Accès inférieur



Je conclurai par l’apport de la photogrammétrie numérique àl’étude d’une structure particulière: l’escalier hélicoïdal voûté nichédans le pilier central. C’est un escalier de service qui, du rez-de-chaussée, 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.

Demi modèle

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Demi modèle

Accès inférieur



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.

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Logiciel Cloud CompareLogiciel Cloud CompareLogiciel Autocad Map 3D

Plan du niveau supérieur

Plan du niveau inférieur

Elévation

Développé de la paroi externe

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Développé: Logiciel Cloud Compare





Un deuxième test a été réalisé en 2015, avec un éclairageLed en guirlande, accroché pour une première série de photo à laretombée de la voûte et pour la deuxième posé sur les marches.Les photos ont été réalisé par Loïc Damelet, photographe au Centre CamilleJulian, 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 CIPA Icomos,). N

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Raccord dans la voRaccord dans la voûûtete

Raccord dans le parementRaccord dans le parement

Trace de mortier lisseTrace de mortier lisse

Demi cercle incisDemi cercle inciséé sur le linteau infsur le linteau inféérieurrieur

Trace verticaleTrace verticale

Trace de coffrageTrace de coffrage

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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.


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Je vous remercie de votre attention


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l’apport de la photogrammetrie … · colloque photogrammétrie numérique et perception 3d : les...

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