Architecture globale de l’approche proposée

Les recherches des dernières années pivotent autour de la représentation de l’objet numérique et de l’intégration de son niveau géométrique avec un niveau sémantique. Cette problématique est au cœur du projet FOCUS K3D9 – Foster the Comprehension and Use of Knowledge intensive 3D media. Cette action de coordination vise à promouvoir la sémantisation et le traitement des formes 3D pour le partage et le codage de son contenu, et concerne quatre grands domaines d’application : celui de la médecine et la bio-informatique, des jeux et simulations virtuels, de la CAO/CAE et des produits virtuels, et enfin de l’archéologie et du patrimoine. Derrière cette mission se masque le besoin de produire des maquettes numériques qui puissent être réutilisables et exploitables. Dans le cadre de la conception des systèmes, cette vocation est déjà réalité : grâce à une maquette digitale (Digital Mock-Up10), les processus de conception et fabrication intègrent la création, la représentation, l’analyse, le contrôle et la simulation d’un modèle tout le long de son cycle de vie, jusqu’à la mise sur le marché de l’objet (Sun 2007; Döllner et al. 2000; Garbade & Dolezal 2007). Dans d’autres domaines tels que celui du patrimoine historique, cet objectif est consolidé mais plus difficile à réaliser. En effet l’association d’un modèle théorique à un objet patrimonial réel est incompatible avec les exigences d’étude du domaine patrimoniale (J.-Y. Blaise 2003). Toutefois, les éléments architectoniques ont une forme et un cycle de vie ; ils sont décris par des caractéristiques physiques, des attributs temporels plus ou moins certains et parfois par des sources documentaires. Il est donc envisageable d’extraire des attributs capables de décrire plusieurs éléments ayants des caractéristiques en commun.

Ce chapitre se propose, après avoir fixé les préoccupations principales, de présenter l’approche globale basée d’une part sur la structuration sémantique spatiale et d’autre part sur la gestion de l’historique des édifices. Par la suite, la démarche méthodologique et l’environnement de programmation seront discutés. Dans les chapitres précédents, les approches de restitution géométrique et les modèles de données spatio-temporelles ont mis en évidence les difficultés actuelles à restituer la géométrie des états passés et à représenter leurs évolutions. A partir des conclusions tirées sur ces deux aspects, nous isolons trois préoccupations essentielles pour la formulation de notre approche. Restitution des états passés. Si, d’un coté, la collecte d’informations concernant l’état actuel d’un édifice patrimonial est riche et variée, d’un autre, les informations sur les états historiques passés d’un édifice sont difficiles à cerner. En effet, dans le premier cas la collecte d’informations peut se baser sur différentes données de terrain (telles que le relevé laser et l’acquisition photographique), qui offrent des informations métriques très élevées et permettent de restituer l’apparence visuelle de l’artefact. En revanche, quand il s’agit de représenter des états passés disparus, la représentation devient plus complexe : dans ce cas, la reconstruction morphologique se base sur l’interprétation des parties architecturales subsistantes et des sources documentaires ayant des qualités métriques réduites ou presque nulles. Un besoin important est alors celui de concevoir un système qui permette de qualifier la géométrie selon le niveau de fiabilité des sources et de représenter les différentes hypothèses autour de la même époque. La prise en compte des états passés alors rende nécessaire de définir des représentations opportunes en fonction des divers points de vue.

Structuration de la géométrie

Les évolutions des édifices au fil du temps sont parfois très nombreuses. Ceci rend nécessaire de structurer les maquettes 3D afin de distinguer les éléments géométriques qui subissent des modifications à chaque étape de l’évolution. Ce besoin répond à l’exigence de comprendre les transformations morphologiques réelles subies par les édifices, et non pas seulement les variations globales de leur volumétrie.Visualisation des transformations. La prise en compte de plusieurs états historiques ouvre des questions sur la nature des relations entre les divers états. En effet, les édifices peuvent subir des transformations complexes et de nature variée qui parfois le mettent en relation entre eux. Par conséquent, il est important de décrire quelles transformations les édifices ont subi au fil du temps. L’historique des transformations doit pouvoir être consulté par un public varié afin de comprendre les évolutions réelles des sites patrimoniaux. Notre approche démarre d’une méthode définie par De Luca (De Luca 2006) qui permet d’associer la sémantique à la forme. Telle approche considère l’édifice comme un système de connaissances architecturales à partir duquel il est possible d’extraire un modèle sémantique qui permet, en fonction des points de vue spécifiques, de définir diverses représentations de la forme. La connaissance du cycle de vie d’un bâtiment étant nécessaire pour construire une maquette spatio-temporelle, la sémantisation spatiale n’est pas suffisante. L’objectif principal de cette thèse est donc d’intégrer un niveau de structuration sémantique avec un modèle capable de gérer, sauvegarder et représenter les modifications des édifices au fil du temps (De Luca et al. 2007; De Luca et al. 2008). Ces deux modèles sont illustrés par la suite.