Presisjonslaser-skanning av Notre Dame-katedralen kan bidra til bevaring, restaurering og gjenoppbygging

På mandag fokuserte media over hele verden på brannen i Notre-Dame-katedralen i Paris. Som et ikonisk eksempel på gotisk arkitektur og en kilde til nasjonal stolthet og identitet for Frankrike, er tapene etter brannen ubegriplige.    

Selv om de berømte klokketårnene ble reddet og mange viktige kunstverk og gjenstander ble evakuert fra bygningen, ødela flammene taket og spirene på katedralen, og sikret at enhver restaurerings- og gjenoppbyggingsprosess vil være en vanskelig og kompleks utfordring. Omfanget av skadene, som er åpenbart betydelige, er ennå ikke fullt ut bestemt.  

Til tross for tragedien er det imidlertid noe håp om en trofast restaurering av katedralen. I 2010 fanget Andrew Tallon, en arkitekturhistoriker og professor ved Vassar College, hele strukturen med en Leica Geosystems laserskanner.    

"Dessverre gikk Tallon bort i fjor, men arbeidet han etterlot seg er et viktig datasett som kan hjelpe restaureringseksperter med å bestemme hvordan man skal gjenoppbygge katedralen.

De oransje sirklene på dette kartet representerer skanningsstedene. Klikk på dem for å se perspektivet til skanneren. Derfra kan du velge linjalikonet og ta målinger innen katedralen."    

Notre-Dame fanget i én milliard datapunkter

Med et tragisk kultur-tap som dette, finnes det rett og slett ingen erstatning for det originale arbeidet i katedralen — spesielt ikke for tre- og glassdetaljer og strukturelle komponenter. Likevel hjalp laserskanning Tallon med å lage en nøyaktig 3D-modell av Notre-Dame basert på punkt-skyer, og han fanget alt, fra flygende støtter og ribbehvelv til glassmalerier og intrikate treskjæringer. Journalist Alexis C. Madrigal forklarer videre prosessen i The Atlantic:    

“De monterte Leica [Geosystems] på et stativ, satte opp markører rundt i rommet, og satte maskinen i arbeid. I løpet av fem dager plasserte de skanneren om igjen og om igjen—50 ganger totalt—for å lage et uovertruffent opptak av virkeligheten til en av verdens mest imponerende bygninger, representert som en serie punkter i rommet. Tallon tok også høyoppløselige panoramabilder for å kartlegge de tredimensjonale formene som laserskanneren kunne lage.”    

Det viktigste ordet ovenfor er virkelighet: Tallon fanget katedralen slik den var på de dagene han skannet den. Virkelighetsfangst av Notre-Dame vil avsløre måter strukturen har endret seg over tid på grunn av interne og eksterne krefter, ned til millimeterpresisjon. Og dataene som er oppnådd gjennom laserskanning gir mye mer presise målinger enn noen tegning, moderne eller historisk, noen gang kunne:   

For en struktur som Notre-Dame, bygget over hundrevis av år, er det nesten sikkert at enhver tegning eller arkivmateriale om dens konstruksjon ville vært ufullstendig eller feilaktig, fortalte bevaringsspecialist og arkitekturhistoriker Lindsay Peterson til Madrigal. Gitt dette, kan laserdataene være den faktiske sannheten på en måte som ingenting annet er.  

Mens restaureringsarbeidet rett og slett ikke kan erstatte det håndlagde arbeidet som ble utført for så mange århundrer siden, kan Tallons skanninger hjelpe dagens gjenoppbyggere å komme så nært de originale som mulig. Og “virkelighetsopptaket” fra Tallons arbeid kan hjelpe restaureringsspesialister med å bestemme den beste handlingsplanen for å stabilisere og gjenoppbygge Notre Dame.  

Notre-Dame restaureringsinnsats: Nye data avslørt i Tallons laserskanninger

For å begynne restaureringsinnsatsen vil fagfolk ikke bare trenge å forstå katedralen slik den var før skadene, men også hvordan strukturen har endret seg over tid. Tallons skanninger avslørte mye mer om katedralen enn tidligere kjent. Marie-Caroline Rondeau forklarer videre den komplekse dataene oppnådd gjennom laserskanning i The Global Magazine of Leica Geosystems:   

"Gothiske bygninger, som de fleste bygninger, ble konstruert langs plumb-linjen. Delene av bygningen som ikke lenger er i plumb ble forskjøvet av de kombinerte kreftene fra hvelv, buer og vind – direkte bevis på usynlige krefter som virker på veggene. Ved å kvantifisere disse bevegelsene ved hjelp av 3D-laserskanning, med en presisjon på flere millimeter, har det blitt mulig å snakke med tillit om hva som faktisk har skjedd i bygningen, og hvilke beslutninger byggherrene gjorde under konstruksjonen for å temme disse uønskede deformasjonene."    

Faktisk var oppdagelsen av en ikke-registrert historie om hvordan strukturen endret seg over tid et av Tallons viktigste mål. Forfatter Joel Hruska forklarer hvor nyttig denne informasjonen er på ExtremeTech:  

"På den tiden var målet hans å avdekke ledetråder om bygningens konstruksjons- og renoveringsprosess som ikke var bevart til i dag. Hans arbeid i 2014-2015 avdekket at Gallery of Kings hadde forskjøvet seg nesten en fot ut av plumb og at dette området av katedralen kanskje hadde blitt latt urørt i opptil et tiår før arbeidet begynte igjen, noe som ga jorden tid til å sette seg. Hans arbeid viste også at de interne søylene i Notre Dame ikke er i perfekt justering, og at kirken kanskje hadde inkorporert eksisterende strukturer i designet sitt i stedet for å rive dem ned først."    

Laserskanningsteknologi og historisk bevaring

Slik detaljert informasjon vil sannsynligvis være av enorm betydning for restaureringsarbeidet, spesielt når det gjelder strukturelle komponenter i katedralen og hvordan man stabiliserer dem. Vi kan også forvente at laserskanning kan bli brukt i de kommende dagene og ukene for å fange skadene i katedralen—som deretter kan sammenlignes med Tallons skanninger. 3D-punkt-skymodeller av katedralen før og etter brannen kan være de beste ressursene tilgjengelig for fagfolk som har ansvar for et av de mest kompliserte gjenoppbyggingsprosjektene i vår tid.    

Mens restaureringsarbeidet på Notre-Dame allerede anslås å ta 10-15 år, gir punkt-skydata oppnådd fra laserskanning i det minste restaureringseksperter et sterkt utgangspunkt. På grunn av presisjonen og skalaen til laserskanningsteknologien, utgjør Tallons arbeid sannsynligvis de mest nøyaktige og omfattende målingene og modelleringen av Notre Dame til dags dato.