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Notre Dame Cathedral

La numérisation laser haute précision peut aider à préserver, restaurer et reconstruire la Cathédrale de Notre-Dame

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07/12/2019

Lundi, l’attention des médias du monde entier s’est portée sur l'incendie de la cathédrale Notre-Dame à Paris. Pièce emblématique de l'architecture gothique et source de fierté et d'identité nationales pour la France, les pertes subies lors de l'incendie sont inconcevables.  

Bien que les célèbres clochers aient été sauvés et que de nombreuses œuvres d'art et objets importants aient été évacués de la structure, les flammes ont détruit le toit et la flèche de la cathédrale, faisant de tout processus de restauration et de reconstruction un défi difficile et complexe. L'ampleur des dommages, bien que manifestement importante, reste à déterminer. 

Cependant, en dépit de cette tragédie, l’espoir d’une restauration fidèle de la cathédrale n’est pas perdu. En 2010, Andrew Tallon, historien en architecture et professeur au Vassar College, a scanné l'ensemble de la structure avec un scanner laser Leica Geosystems.  

Malheureusement, Tallon est décédé l’année dernière, mais le travail qu’il a laissé constitue un ensemble important de données pouvant aider les experts en restauration à déterminer comment reconstruire la cathédrale.  

Les cercles orange sur cette carte représentent les points de balayage. Cliquez dessus pour visualiser la perspective du scanner. De là, vous pouvez sélectionner l'icône de la règle et prendre des mesures à l'intérieur de la cathédrale.

Notre-Dame capturée en un milliard de points de données 

Andrew TallonAvec une perte culturelle tragique comme celle-ci, il est tout simplement impossible de trouver de quoi remplacer les composants originaux de la cathédrale, en particulier les éléments en bois et en verre, ainsi que les composants structurels. Pourtant, le balayage laser a aidé Tallon à créer un modèle 3D précis de Notre-Dame, basé sur des nuages de points, et à tout capturer, des arcs-boutants et des voûtes d'ogive jusqu’aux vitraux et aux sculptures en bois complexes. Le journaliste Alexis C. Madrigal explique plus en détail le processus dans The Atlantic

« Ils ont monté le Leica [Geosystems] sur un trépied, placé des balises de partout et démarré la machine. Durant cinq jours, ils ont repositionné le scanner à plusieurs reprises, 50 fois en tout, pour créer un enregistrement sans égal de la réalité de l’un des bâtiments les plus impressionnants au monde, représenté par une série de points dans l’espace. Tallon a également pris des photos panoramiques haute résolution pour cartographier les formes tridimensionnelles que le scanner laser pourrait créer. »  

 Le mot clé ici est la réalité : Tallon a capturé la cathédrale telle qu'elle était les jours où il l'a scannée. La capture réelle de la cathédrale Notre-Dame révélera comment la structure a changé au fil du temps en raison de forces internes et externes, avec une précision au millimètre. Les données obtenues par les scanners laser offrent des mesures beaucoup plus précises que n’importe quel dessin, qu’il soit moderne ou historique : 

Lindsay Peterson, historienne en préservation et en architecture, a expliqué à Madrigal que pour une structure telle que celle de Notre-Dame, construite sur plusieurs siècles, il est presque certain que tout dessin ou document d’archive relatif à sa construction serait incomplet ou incorrect. Les données laser pourraient de ce fait constituer la réalité de terrain de manière inégalée.

Bien qu’aucun effort de restauration ne puisse remplacer le travail manuel achevé il y a plusieurs siècles, les numérisations de Tallon peuvent aider à rapprocher les reconstructeurs d'aujourd'hui de ceux d'origine. Et les « captures réelles » des travaux de Tallon peuvent aider les professionnels de la restauration à déterminer le meilleur plan d'action pour stabiliser et reconstruire Notre-Dame. 

Les scans laser de Tallon révèlent de nouvelles données sur les travaux de restauration de Notre-Dame

Pour entamer les travaux de restauration, les professionnels devront non seulement comprendre la cathédrale telle qu'elle existait avant les dommages, mais aussi comment la structure a changé au fil du temps. Les captures de Tallon ont révélé beaucoup plus d'informations sur la cathédrale que celles connues jusqu'à présent. Marie-Caroline Rondeau explique plus en détail les données complexes obtenues par la numérisation laser dans The Global Magazine de Leica Geosystems :

« Les bâtiments gothiques, comme la plupart des bâtiments, ont été construits le long du fil à plomb. Les parties du bâtiment qui ne sont plus d'aplomb ont été déplacées par les forces combinées des voûtes, des arches et du vent - preuve directe de l'action invisible des forces sur les murs. En quantifiant ces mouvements à l'aide d'un balayage laser 3D, avec une précision de plusieurs millimètres, on peut désormais parler en toute confiance de ce qui s'est réellement passé dans le bâtiment et des décisions prises par les constructeurs lors de la construction pour atténuer ces déformations indésirables. »

En effet, découvrir une histoire non enregistrée de l'évolution de la structure au fil du temps était l'un des principaux objectifs de Tallon. L'écrivain Joel Hruska explique à quel point cette information est utile sur ExtremeTech :

« À l'époque, son objectif était de révéler des indices sur le processus de construction et de rénovation du bâtiment qui n'ont pas été préservés jusqu'à présent. Son travail en 2014-2015 a révélé que la galerie des Rois n'était plus alignée verticalement et que cette partie de la cathédrale aurait peut-être été laissée intacte pendant au moins une décennie avant que les travaux ne reprennent, donnant au sol le temps de se stabiliser. Son travail a également montré que les colonnes internes de Notre-Dame ne sont pas parfaitement alignées et que l'église aurait incorporé des structures existantes à sa conception plutôt que de les détruire en premier. »

La technologie de numérisation laser et la préservation historique

Scans laser de la cathédrale Notre-DameDes informations aussi détaillées seront probablement immensément utiles pour les travaux de restauration, notamment en ce qui concerne les composants structurels de la cathédrale et leur stabilisation. On peut également s’attendre à ce que la numérisation laser puisse être utilisée dans les jours et les semaines à venir pour capturer les dégâts dans la cathédrale, ce qui pourrait ensuite être comparé aux captures de Tallon. Les modèles de nuages de points 3D de la cathédrale avant et après l'incendie peuvent constituer les meilleures ressources disponibles pour les professionnels chargés de l'un des projets de reconstruction les plus complexes de notre époque. 

Alors que l’estimation de la durée des travaux de restauration sur la cathédrale Notre-Dame varie entre 10 à 15 ans, avoir des données de nuages de points issues de numérisation laser permet au moins aux experts en restauration d’avoir un point de départ. En raison de la précision et de l’échelle de la technologie de numérisation laser, les travaux de Tallon constituent probablement la mesure la plus précise et la plus complète jamais réalisée à ce jour pour la modélisation de Notre-Dame. 

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