Le BIM comme processus d’acquisition numérique du patrimoine bâti by Walid Daira

Remerciement. Au terme de ce travail, je souhaite adresser toute ma gratitude et mes remerciements à : Mes promoteurs Mr. David Lo Buglio et Alexandre Van Dongen-Vogels pour leurs précieux conseils, leurs relectures et corrections ainsi que d’avoir soutenu et enrichi mes idées tout au long de ce travail. Aux responsables de l’option « Architecture, Images et Media, Denis Derycke et Michel Lefèvre, pour tout ce que j’ai appris durant deux ans. À Monsieur Peter Eeckhout professeur d’archéologie et directeur de fouilles au site de Pachacamac pour ses conseils et surtout pour le partage de données inédites. Toute ma famille et mes amis pour leur soutien indéfectible.

TABLE DES MATIERES : - Liste des abréviations…………………………………………………………………………………………….……. p05. - Introduction………………………………………………………………………………………………………….… p07.

Partie I 1 - Discuter le BIM 1.1- Qu’est-ce que le BIM…………………………………………………………………….…………………...…….. p13. 1.1.1- Contexte et définitions……………………………………………………………………………..………………. p13. 1.1.2- Histoire, origines et évolution………………………………………………………………………..……………...p16. 1.2- Concepts du processus BIM. 1.2.1- Méthodologie BIM, partage de données et collaboration …………………………………….………………….….p22. 1.2.2- Niveaux de maturité du BIM……………………………………………………………………………...………….p27. 1.2.3- Niveau de détail / Niveau de développement……………………………………………………………...…………p29. 1.2.4 -Open BIM (IFC)………………………………………………………………………………………………...……p31. 2 - Acquisition numérique du patrimoine bâti. 2.1- La retro-conception architecturale……………………………………………………………………………..…...p32. 2.2- Méthodes d’acquisition du patrimoine bâti. 2.2.1- La photogrammétrie……………………………………………………………………………………………...…. p33. 2.2.2- La lasergrammétrie…………………………………………………………………………………………..………p37. 3 - L’archéologie d’aujourd’hui………………………………………………………………………………….……. p38.

Partie II 4 - Analyse du cas d’étude 4.1- Le site monumental de Pachacamac.

4.1.1- Présentation…………………………………………….………………………………………….……………… p49. 4.1.2- Contexte historique et Chronologie d’occupation……………………………………………………….………...p52. 4.2- L’édifice B15. 4.2.1- Présentation……………………………………………………………………………………………………......p56. 4.2.2- Collectes des sources documentaires et numériques………………………………………………………………p57. 4.2.3- Analyse architecturale de l’édifice B15……………………………………………………………………………p60.

Partie III. 5- Élaboration des maquettes numériques et communication des résultats…………………………………….…. p78. 5.1 Maquette numérique de l’état existant de l’édifice 5.1.1 Modélisation dans un environnement BIM………………………………………………………………………...p79. 5.1.2 Paramétrage et insertion des informations patrimoniales…………………………………………………………..p86. 5.2 Représentation d’hypothèses de restitution. 5.2.1 Hypothèses de restitution à l’époque Inca…………………………………………………………………………..p88. 5.2.2 Restitution 1…………………………………………………………………………………………………………p92. 5.2.3 Restitution 2…………………………………………………………………………………………………………p100. 5.3 Communication de la recherche et diffusion scientifique et culturelle. 5.3.1 Création d’une base de données interactive…………………………………………………………………………p103. 6- Évaluation globale de la démarche…………………………………………………………………………………..p107. - Conclusion……………………………………………………………………………………………………..………. p109. - Annexes……………………………………………………………………………………………………...…………..p111. - Bibliographie…………………………………………………………………………………………..………………. p118. - Origine des illustrations………………………………………………………………………………………………. p123.

- Liste des abréviations. -AEC : Architecture Engineering Construction. - AR : Réalité augmentée. - BDS : Building Description System. - BTP : Bâtiment et Travaux Publics. - BIM : Building Information Modeling. - BPM : Building Product Model. - VR : Réalité Virtuelle. - ICT : Technologie d’Information et de Communication. - MIT : Institut de Technologie du Massachusetts. - GDL : Geometric Description Language. - GLIDE : Graphical Language for Interactive Design. - SAGE : Semi-Automatic Ground Environment. - CRT : Cathode Ray Tube. - CADAM : Computer Augmented Design And Manufacturing. - PLM : Product Life Cycle Management. - GBM : Green Building Model. - CAO : Conception Assistée par Ordinateur. - DAO : Dessin Assisté par Ordinateur. - IPD : Integrated Project Delivery. - IFC : Industry Foundation Classes.

- EXE : Dossier d’exécution. - DCE : Dossier de Consultation des Entreprises. - APD : Avant-Projet Détaillé - APS : Avant-Projet Sommaire. - IAI : International Alliance of Interoperability

INTRODUCTION :

La mise en valeur du patrimoine bâti représente aujourd’hui une priorité, et nécessite une méthodologie particulière pour la documentation et la représentation. Le processus traditionnel de travail est fractionné entre plusieurs intervenants. Chacun d’entre eux intervient selon sa propre méthode par la production d’une quantité importante de représentations bidimensionnelles et/ou tridimensionnelles. La masse de données d’enquêtes et d’analyses et l’absence méthodes fiables de partage, entrainent une dispersion de l’information. Par ailleurs, il n’existe aucune plateforme de documentation regroupant les intervenants et optimisant le flux de travail pour une meilleure gestion des données produites. Depuis ces trente dernières années, nous assistons à un développement exponentiel des techniques de numérisation du bâti. La lasergrammétrie et la photogrammétrie permettent aujourd’hui de produire de façon (semi)-automatique le modèle numérique précis d’un édifice. Ces techniques offrent plusieurs avantages à l’inventaire du patrimoine bâti en matière de précision géométrique, des informations colorimétriques et de la représentation la plus fidèle de l’état réel d’un édifice. Cependant, ces données restent insuffisantes pour l’analyse de cycle de vie des édifices, car il manque encore des informations sémantiques et d’enquête sur le terrain.

Le Building information modeling (BIM) propose des solutions de coordination multidisciplinaire autour d’une maquette numérique contenant la représentation géométrique d’objets ainsi que leurs informations (métadonnées). Cette maquette numérique permet l’automatisation et la génération de tout type de documentation (dessins

bidimensionnels, représentations tridimensionnelles, nomenclatures…etc.), ainsi que la modélisation intelligente 1 dans un environnement paramétrique qui offre la possibilité de modifications et de mise à jour automatique des données. Les données géométriques et informationnelles de la maquette numérique sont stockées sous forme de base de données centralisée, et parfaitement interopérable grâce aux possibilités d’échanges sans pertes de données. Ce système permet également la planification des opérations et le contrôle du cycle de la vie du projet, depuis la phase de conception jusqu’à sa mise en service, sa maintenance, ses réaménagements éventuels et même sa démolition. Toutefois, l’environnement BIM n’est pas destiné à la numérisation du patrimoine bâti, car il est conçu selon les normes récentes de construction. Il est caractérisé par la modélisation simplifiée orientée solide (non-segmentée), des propriétés de matériaux et de nouvelles techniques de construction. Ceci pose des problèmes de précision de modélisation par rapport à la segmentation d’un nuage de point, ainsi que d’adaptabilité de cette méthodologie au patrimoine bâti. Dernièrement de nouvelles perspectives s’ouvrent par la possibilité d’importer les données d’acquisition numérique (nuage de point) dans différentes plateformes BIM. L’une des missions de l’architecte est d’assurer la coordination entre les différents intervenants d’un projet. Ce travail vise à identifier l’intérêt d’intégration de la méthodologie BIM dans le processus de numérisation du patrimoine bâti. Il ne s’agit donc pas d’une analyse archéologique, mais d’une réflexion sur la sauvegarde, l’organisation et le partage de données patrimoniales issues d’une etude architecturale et archéologique d’un site. Nous abordons une série de questions qui nous permettront de développer une approche de modélisation des informations sous un angle patrimonial.

Contrairement à la méthode de modélisation directe, cette approche permet d’effectuer instantanément des modifications sur un objet 3D, ce qui permet un gain en temps et en efficacité.

• Les normes BIM sont-elles applicables au patrimoine bâti. • La maquette numérique BIM patrimoniale pourrait-elle améliorer l’analyse et l’interprétation des résultats des fouilles archéologiques. • Le BIM pourrait-il devenir un instrument de représentation, de documentation, de gestion et de sauvegarde du patrimoine bâti. • Les plateformes de la réalité virtuelle et augmentée (VR/AR), les plateformes BIM et les moteurs de développement de jeux vidéo pourraient-ils assurer le partage, la collaboration et la diffusion scientifique et culturelle du patrimoine bâti.

Pour atteindre nos objectifs, nous avons opté pour une approche hybride de modélisation (BIM et segmentation de nuage de point), afin de bénéficier des avantages des deux techniques expliquées précédemment, pour l’élaboration d’une maquette numérique interopérable, et en vue de la documentation et la création d’une base de données pour la gestion et la préservation du patrimoine bâti. Ensuite, de créer une application interactive, et l’immersion dans la réalité virtuelle afin, d’assurer la valorisation du patrimoine et la diffusion scientifique et culturelle de ce travail. Le choix du cas d’étude s’est porté sur le site archéologique de Pachacamac au Pérou, plus exactement sur l’édifice B15 dont on parlera plus loin dans ce travail. Nous nous baserons sur l’interprétation des résultats des compagnes de fouilles archéologiques menées sur ce bâtiment depuis 2014, sur le relevé photogrammétrique et sur des relevés planimétriques et stratigraphiques du bâtiment, ainsi que tout type de documentation disponible. Le flux de travail (Figure :01), s’est déroulé comme suit ; le nuage de point de l’édifice B15 et les documents récoltés sont le point de départ pour, d’une part la modélisation d’une maquette numérique de l’édifice « tel que saisi » enrichie 12

d’informations relatives à son cycle de vie, des différentes phases de construction, réaménagements et rénovation à travers les périodes d’occupation et aussi les différentes techniques de construction utilisées qui nous permettra la création d’une base de données et d’extraire automatiquement les représentations 2D et 3D. Et d’autre part segmentation semi-automatique du nuage point pour la création d’un model 3d texturé pour une représentation fidèle de l’état actuel de l’édifice B15 « tel que construit ». Ensuite, sur la base de l’analyse du cas d’étude nous avons opté pour la création d’une maquette hypothétique. À la fin, nous avons importé le tout sur un moteur de développement de jeux vidéo afin de créer une application interactive. Le choix technologique s’est porté sur les logiciels Revit et Recap d’Autodesk (compte étudiant) pour le model BIM, et pour le reste on a opté pour des solutions open-source ; Blender, Meshlab, Instants Meshes et xNormal pour la segmentation et la préparation d’un model « low poly » texturé. Pour le moteur de développement de jeux vidéo on a opté pour Unreal Engine.

Par cette démarche nous établissons un plan de travail qui se développe en trois phases : 1) À partir d’une approche théorique, nous définissons la méthodologie et les enjeux du BIM, les différentes techniques d’acquisition numérique architecturale, ainsi que les nombreux changements dans la méthode de travail en archéologie contemporaine. 2) Par une analyse exhaustive de l’Edifice B15 et l’interprétation des résultats des excavations nous extrayons un maximum d’informations. 3) Grâce à l’application des résultats des deux premières phases, nous élaborons une maquette numérique patrimoniale de type BIM en vue de la documentation et la conservation de l’édifice et nous testons les différentes possibilités de partage, de coordination et de diffusion scientifique et culturelle. 13

Figure 01 : Flux de travail source : Lâ&#x20AC;&#x2122;auteur

PARTIE I

Discuter le BIM.

1.1 Qu’est-ce que le BIM ? 1.1.1 Contexte et définitions. À l’ère du numérique, et face aux développements technologiques et économiques basés sur l’information, la question de l’environnement est devenue une préoccupation majeure. L’industrie « Architecture Engineering Construction » (AEC) représente un impact sur l’environnement, par la consommation d’énergie en utilisant des ressources non renouvelables, et les émissions de gaz à effet de serre. Aux ÉtatsUnis le secteur de construction produit 38% des émissions de carbone, consomme un total de 72% d’énergie et 37% des matériaux de construction finissent en déchet non recyclable2. Sur le plan économique ce secteur « gâche beaucoup, 25% du budget en moyenne 3». Le processus classique d’échange d’informations est très fractionné ce qui engendre une défaillance de communication, des erreurs de conception entre les acteurs d’un projet et une perte de temps. “BIM is defined as the use of ICT technologies to streamline the building lifecycle process in order to provide a safer and more productive environment for its occupants, to affect the least possible environmental impact from its existence, and to be more operationally efficient for its owners throughout the building lifecycle” 4

Naroura, Anis. « Cahier pratique Le MONITEUR des travaux publics et de bâtiment, Le point sur… BIM ». Le Moniteur, no 5756 (2014), p 4. Sattler, Léa. « L’ère post-BIM – Pour une obsolescence déprogrammée : une étude de cas de deux projets de Frank Gehry en France, de 2008 à 2016 I/III - DNArchi ». Consulté le 27 mai 2019. http://dnarchi.fr/experimentations/lere-post-bim-pour-une-obsolescence-deprogrammeeune-etude-de-cas-de-deux-projets-de-frank-gehry-en-france-de-2008-a-2016-i-iii/. 4 Arayici, Yusuf, et Ghassan Aouad. « BUILDING INFORMATION MODELLING (BIM) FOR CONSTRUCTION LIFECYCLE MANAGEMENT », 2010, p 11. 3

Face à ce constat, pour répondre à la question de la durabilité, la mise en place d’un système fiable, centralisé ou fluide est devenue une nécessité, et ce basé sur les technologies d’informations et de communication afin d’assurer une bonne gestion du cycle de vie d’un projet et optimiser le rôle des intervenants. Le BIM a fait son apparition en créant une sorte de chaine de montage inspirée de l’ingénierie concourante par l’automatisation du processus afin d’agir aux problèmes de rapidité et efficacité, « Le BIM naît donc de la rencontre entre une technologie et un besoin5». Le Building information modeling (BIM) désigne une méthode de travail en pleine évolution qui englobe plusieurs concepts permettant la collaboration et l’échange autour d’une maquette numérique composée d’objets intelligents et d’informations structurées liées à chaque objet. Cette maquette permet l’extraction des documents bidimensionnels (plans, coupes, façades, perspectives, etc.…), pièces constitutives (devis quantitatifs et estimatifs, tableau de surface des locaux, etc.…) avec la possibilité de modification instantanée, mise à jour des documents ainsi que la détection d’erreurs. Au-delà de ça la maquette peut servir de base d’analyse et simulation énergétique, et prévision du coût du projet. Le changement rapide, la diversité des champs d’utilisation et la complexité de l’ensemble du processus crée une confusion pour une définition univoque6. Inverser les mots permet de mieux comprendre le sens large du BIM (Figure :02)

Sattler, Léa. « L’ère post-BIM – Pour une obsolescence déprogrammée : une étude de cas de deux projets de Frank Gehry en France, de 2008 à 2016 I/III - DNArchi ». Consulté le 27 mai 2019. http://dnarchi.fr/experimentations/lere-post-bim-pour-uneobsolescence-deprogrammee-une-etude-de-cas-de-deux-projets-de-frank-gehry-en-france-de-2008-a-2016-i-iii/. 6

Bilal, Succar, « BIM ThinkSpace: Episode 1: Introduction », 2005.

Figure 02 : Connotations communes. Source : Billal Succar, 2008.

L’acronyme BIM signifie généralement le building information modeling, au cours de son évolution et son adoption par les parties prenantes cet acronyme a eu de nombreuses interprétations : 7 •

Le Building Information Model : maquette numérique ou base données structurée contenant la représentation virtuelle et les informations liées aux objets d’un projet de construction de maniéré hiérarchique.

•

Le Building Information Modeling : le processus de collaboration pour la réalisation d’une maquette numérique unique, partagée et interopérable entre les différents acteurs (de corps de métiers différents) d’un projet.

•

Le Building Information Management : la gestion de la base des données tout au long du cycle de vie du projet de l’esquisse à l’exploitation du bâtiment, ceci est géré par un BIM Manager.

Lebègue, Eric, et José Antonio Cuba Segura, « Conduire un projet de construction à l’aide du BIM », Eyrolles ; Cstc, 2016, p 35.

1.1.2 Histoire, Origines et Évolution : Depuis les années 2000, le BIM s’est démocratisé comme un nouvel outil innovant dans le secteur AEC, et devient de plus en plus complexe. Toutefois, les origines de ce concept ne datent pas d’hier, un retour aux débuts de l’informatique permet de comprendre l’évolution du BIM. En fait, au milieu des années 1950 le laboratoire Lincoln de l’institut de technologie du Massachusetts (MIT) développa le premier système graphique de l’histoire pour le US Air Force. Il s’agit des stations radar « SemiAutomatic Ground Environment » (SAGE), un système de défense anti aérienne qui impliquait l'utilisation d'écrans « Cathode Ray Tube » (CTR) pour afficher des données radars traités par ordinateur8. À cette époque, la recherche scientifique en informatique était limitée aux développement technologique militaire, nous devons donc, attendre encore une décennie pour s’intéresser à l’architecture. “the architect next begins to enter a series of specifications and data–a six-inch slab floor, twelve-inch concrete walls eight feet high within the excavation, and so on. When he has finished, the revised scene appears on the screen. A structure is taking shape. He examines it, adjusts it… These lists grow into an evermoredetailed, interlinked structure, which represents the maturing thought behind the actual design.9”.

Buzdoc, Marian. « i-MB CAD Chronology ». Consulté le 07 mai 2019. http://mbinfo.mbdesign.net/CAD1960.htm. Engelbart, D. C. « Augmenting human intellect : A conceptual framework » : Fort Belvoir, VA : Defense Technical Information Center, 1 octobre 1962. https://doi.org/10.21236/AD0289565. 9

En 1962, dans un rapport intitulé « Augmenting Humain Intellect », Douglas C Englbart expliqua un concept visant à développer une nouvelle méthode de travail, et de pensée de l’architecte à l’aide d’un ordinateur. Il s’agit d’une plateforme informatique de conception orientée objet, avec une interface graphique, qui permet de naviguer et de dessiner des objets géométriques interconnectés. Tout est stocké sous forme de base de données structurée, accessible et instantanément modifiable par un des acteurs du projet (architecte, client, constructeur, etc.). Cela permet l’analyse et la prise de décision ainsi que, des simulations d’ensoleillement et l’analyse fonctionnelle des espaces. Ce travail était une vision futuriste de ce qui est devenue aujourd’hui les programmes informatiques de dessin d’architecture, plus précisément le BIM. Un an plus tard, en 1963, dans le cadre de sa thèse de doctorat au laboratoire Lincoln du MIT, Ivan Sutherland, tente d’ouvrir une nouvelle voie de communication « homme-machine », en créant un système de dessin informatisé pour remplacer les outils ordinaires. Cela donne naissance au premier programme de dessin assisté par ordinateur « Sketchpad ». Il est conçu sur la base du programme « SAGE », et exécuté sur un ordinateur TX2 qui sont développés dans le même laboratoire10. Ce dernier (Figure :03) est équipé d’un tableau de commandes avec des boutons un crayon optique « lightpen » qui permet de dessiner à la main sur une interface

Figure 02 : Connotations communes.

graphique sensible. Sketchpad offre une facilité et rapidité et de nombreuses

Source : Billal Succar, 2008.

manipulations tels que la mise en échelle, positionnement et transformation de dessin géométrique.

Sutherland, Ivan Edward. « Sketchpad, a man-machine graphical communication system », 1963.

En 1975, le professeur Charles M. Eastman publia un article « the use of computers instead of drawings11», qui introduit un prototype nommé « Building Description System » (BDS). Il permet de décrire, modifier et organiser les informations de bâtiment pendant la phase de conception, ainsi que la détections d’erreurs et conflits afin de réduire les coûts de conception. Il s’agit de la première base de données de bâtiment stockée dans

une

bibliothèque

virtuelle

structurée

(Figure :04),

mais

malheureusement il n’a pas fait un grand succès chez les architectes. Deux ans plus tard, le « Graphical Language for Interactive Design » (GLIDE) fait son apparition, on peut dire que c’est une version plus avancée de BDS avec de nouvelles fonctionnalités tels que, des modes de vues orthographique, perspective et plus de cohérence et précision des dessin

Figure 04 : arborescence sur le programme BDS. Source : Eastman, Charles M.

2d (Figure :05), Il sera utilisé jusqu’en 198812.

Vers la fin des années 1970, alors client du programme « Computer Augmented Design And Manufacturing » (CADAM), la société Dassault aviation a commencé le développement interne de son propre programme CATIA pour développer les avions à réaction Mirage par la création d’une nouvelle filiale Dassault Systèmes. La première version de CATIA a été Figure 05 : Interface du programme GLIDE. Source : Eastman, Charles M. 11

Eastman, Charles M. « the use of computers instead of drawings ». AIA Journal, mars 1975. Latiffi, Aryani Ahmad, Juliana Brahim, et Mohamad Syazli Fathi. « The Development of Building Information Modeling (BIM) Definition ». Applied Mechanics and Materials 567 (juin 2014): 625-30. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.567.625. 12

annoncé en 198113. Basée sur le système « Product Lifecycle Management » (PLM), elle propose des solutions de gestions et d’extraction de données pour faciliter l’automatisation de la chaine de montage, ainsi que le suivi de cycle de vie du produit. Selon Léa Sattler « La technologie existait déjà, donc – mais elle n’était pas démocratisée ni utilisée dans le BTP14». Au début des années 1980, la commercialisation du micro-ordinateur au grand public à coût réduit, incita les bureaux d’architecture à adopter les nouvelles technologies de dessin assisté par ordinateur au détriment des solutions traditionnelles, par conséquence la compétition s’enflamma entre les développeurs de programmes. En 1982, la société Autodesk fut fondée par un groupe de seize personnes à l’initiative de John Walker, le but a été de créer des solutions CAO au prix accessible. La première version fut écrite sur la base d’un programme nommé MicroCad, écrit par Mike Riddle15. Dans ses premiers temps Autocad été destiné au dessin industriel, mais après le succès qu’il a connu il s’est répandu dans la plupart des corps de métiers et parmi ceux l’architecture, et deviens l’outil principal de dessin. Dans la même année, le régime communiste de l’union soviétique interdisait l’entrepreneuriat, Gábor Bojár se rebelle et commence à écrire un nouveau programme avec une idée similaire du building description system. Il ne s’agit pas seulement de la modélisation 2d et 3d mais de construire 13

« CATIA ». In Wikipédia, 28 mars 2019. https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=CATIA&oldid=157937622. Sattler, Léa. « L’ère post-BIM – Pour une obsolescence déprogrammée : une étude de cas de deux projets de Frank Gehry en France, de 2008 à 2016 I/III - DNArchi ». Consulté le 27 mai 2019. http://dnarchi.fr/experimentations/lere-post-bimpour-une-obsolescence-deprogrammee-une-etude-de-cas-de-deux-projets-de-frank-gehry-en-france-de-2008-a-2016-i-iii/. 15 Buzdoc, Marian. « CAD Chronology: The 80’s ». Consulté le 10 mai 2019. http://mbinfo.mbdesign.net/CAD1980.htm 14

virtuellement un projet. La première version du programme nommé « Radar CH » est sortie en 1984, il sera renommé « ArchiCAD » (Figure :06) dès la sortie de la deuxième version sur les ordinateurs « Apple Macintosh16». Il est considéré comme le premier programme commercialisé dédié à la méthodologie BIM. Il sera équipé plus tard par un environnement de programmation paramétrique, le « Geometric description language » (GDL). En 1989, un nouveau programme s’annonce, il s’agit de « Building Product Model » (BPM) qui couvre les processus de conception, d’estimation et de construction des projets ainsi que le suivi et la planification jusqu’à l’achèvement. Il permet d’archiver des informations sur les produits et les normes au lieu d’intégrer des informations sur la construction et la gestion du cycle de vie du projet17. Il manque encore quelques améliorations. Au cours des années 1990, de nombreux développements ont eu lieu, de nouvelles perspectives s’ouvrent. En 1995 Sur les traces du BPM se développe le « Generic Building Model » (GBM). Il apporte des améliorations au niveau des informations des éléments architecturaux, analyse de faisabilité et gestion de Figure 06 : ArchiCad sur un ordinateur Macintosh la construction18. Mais face aux exigences de l’industrie AEC à cette époque qui

Source : Interstudio.net

Bergin, Michael S. « BIM History ». Issuu. Consulté le 15 mai 2019. https://issuu.com/loremipsum/docs/bim_paper-rev__1_. Latiffi, Aryani Ahmad, Juliana Brahim, et Mohamad Syazli Fathi. « The Development of Building Information Modeling (BIM) Definition ». Applied Mechanics and Materials 567 (juin 2014), 625-630, p 627. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.567.625. 17

Ibidem.

devient de plus en plus compétitif et compliqué ces solutions n’étaient pas rentables, surtout avec la remonté des nouvelles tendances d’architecture à l’image du déconstrutivisme. Les formes deviennent de plus en plus complexes. Nous pouvons citer à titre d’exemple que Frank Gehry, qui n’a pas trouvé un programme qui satisfait ses besoins, il a commencé à utiliser le programme CATIA qui offre une automatisation du dessin et une gestion performante des données, ainsi qu’une réduction importante du temps et d’erreurs. « Si Le Corbusier avait disposé du logiciel CATIA, il n'aurait pas mis sept ans pour réaliser la chapelle de Ronchamp 19» Déclare Frank Gehry. En 1998, Irwin Jungreis and Leonid Raiz décident de quitter la société Parametric Technology Corporation et commencer une nouvelle aventure en fondant leur propre société Charles Rivers Software. L’idée était que ArchiCad était trop limité et n’arrive pas à gérer des projets complexes, ils commencent à écrire « Revit », un programme codé en C++ avec un moteur paramétrique puissant. La première version est sortie à l’an 200020. Cependant, la société Autodesk a eu un gros succès sur le marché des solutions DAO et cherche une solution pour défier Graphisoft (ArchiCad) qui gagne du terrain contre leur programme Architectural desktop. Alors Autodesk achète Revit en 2002. Au cours des années 2000, l’acronyme BIM s’est émergé, il fut utilisé pour la première fois par Phil Bernstein architecte conseiller chez Autodesk pour promouvoir Revit. Cependant l’origine du concept revient à Charles M Eastman qui menait des recherches sur la modélisation des informations du bâtiment depuis 1975. En effet, l’arrivée des technologies de l’information et de la communication ainsi que la question du développement durable ont permis au BIM de s’étaler de plus en plus dans le secteur AEC. Par suite, de nombreux développements ont eu lieu pendant

Quiret, Mathieu. « Frank Gehry, architecte numérique | Les Echos »,2003. Consulté le 15 mai 2019. https://www.lesechos.fr/2003/11/frank-gehry-architecte-numerique-677696. 20 Bergin, Michael S. « BIM History ». Issuu. Consulté le 10 mai 2019. https://issuu.com/loremipsum/docs/bim_paper-rev__1_.

les deux dernières décennies, on peut citer notamment ; la collaboration entre les architectes de la même équipe, l’interopérabilité et l’échange entre les différents corps de métier, l’amélioration du flux d’informations, la réduction assez importante du temps et d’erreurs et dernièrement le Visual Scripting21 pour une conception paramétrique plus performante grâce au code. Aujourd’hui il n’existe aucune solution complète BIM parce que ce concept a pris plusieurs dimensions et devient de plus en plus compliqué. 1.2- Concepts du processus BIM. 1.2.1- Méthodologie BIM, partage de données et collaboration. Le secteur AEC connait durant les deux dernières décennies de nouvelles exigences. Parmi ceux, la qualité de l’exécution tout en accélérant de la production avec des délais de plus en plus courts et une gestion performante du budget. Le processus classique de production architecturale (figure.07) devient de plus en plus fragmenté. En effet, Les différents acteurs d’un projet exécutent chacun sa tâche de son côté et produisent des milliers et des milliers de dessins. L’absence de communication et d’un flux de travail organisé selon une méthode pré établie entraine des conflits, des erreurs, perte de temps et de l’information. Il est nécessaire d’établir de nouvelles méthodes plus efficaces.

Il s’agit d’un langage graphique de programmation.

Figure 07 : Flux de travail classique Source : Celnik, Olivier, et Éric Lebègue

Cependant, le flux de travail basé sur le BIM « implique un rapprochement et une étroite collaboration des différentes parties prenantes ainsi qu’une gestion efficace de l’information nécessaire au projet de construction22 ». Ce processus permet de centraliser le travail autour d’une ou plusieurs maquettes numériques pour une meilleure communication et accessibilité à l’information afin de mieux gérer les différentes phases d’un projet (figure.08). Par contre Le BIM ne se limite pas à l’utilisation des programmes et de la technologie de l’information et de communication, il faudra mettre en place toute une méthodologie et des protocoles à respecter afin de bénéficier de son potentiel.

Figure 08 : Flux de travail BIM. Source : Celnik Olivier et Éric Lebègue

En plus de la modélisation, le processus BIM est basé sur le partage et l’échange de données. Pour mieux gérer un projet architectural, il faut assurer une bonne circulation de l’information entre les parties prenantes afin d’éviter toutes pertes de données. Selon Bilal Succar23 , le partage des données entre les intervenants peut prendre plusieurs formes (figure :09) ; la première à savoir la méthode traditionnelle d’échange de données entre les différents programmes par le biais des formats connus. On constate un taux élevé d’altération d’informations, mais ça reste toujours une méthode efficace quand il s’agit d’un partage partiel (que le nécessaire) des données. L’interopérabilité est une approche horizontale d’échange des données entre les programmes, l’inconvénient est l’incapacité d’effectuer

Naroura, Anis. « Cahier pratique Le MONITEUR des travaux publics et de bâtiment, Le point sur… BIM », Le Moniteur, no 5756 (2014), p 6. Succar, Bilal. « Episode 5: BIM Data Sharing Methodologies ». BIM ThinkSpace. Consulté le 17 mai 2019. https://www.bimthinkspace.com/2006/02/the_bim_episode.html. 23

des changements et la mise à jour des informations partagées. Quant à la fédération des donnés est une sorte de base de données unifiées.

Figure 09 : methodologies d’echanges BIM. Source : (Succar,2008).

Cette méthode est basée sur le référencement en récoltant les informations de plusieurs modèles (fichiers) sur un seul fichier c’est-à-dire qu’on peut accéder aux informations d’un modèle sans forcément l’importer. La dernière forme est l’intégration des données par l’utilisation d’une maquette numérique unique englobant toutes les informations accessibles aux différents acteurs, c’est-à-dire une base de données interdisciplinaire, et une sauvegarde optimale de l’information. La mise en place d’une méthodologie de travail BIM est attribuée au « BIM Manager », le leader du processus pour atteindre les objectifs et responsable du développement de la méthode de travail. En fait, il établit une stratégie pour la gestion de flux et d’accès à l’information et la modélisation tout au long du cycle de vie du projet. Il existe des protocoles et des normes à respecter, comme le niveau de détail de la maquette numérique et le format d’échange. Il 27

représente le noyau central de communication entre les acteurs du projet, et le premier responsable de la base de données. Son équipe est composée de « BIM Modeleurs » qui assurent les tâches de modélisation, et de « BIM coordinateurs » qui jouent le rôle d’intermédiaires entre ces deux derniers. L’adoption d’une méthodologie BIM offre

des

avantages

matière

d’économie du budget et du temps, ceuxci

sont

illustrées

dans

la courbe

MacLeamy (Figure.10). On constate la difficulté d’apporter des modifications dans les phases avancées du projet tel que, le dossier d’exécution et la construction. Le coût de modification

Figure 10 : Courbe de MacLeamy. Source : (AIA /HOK)

augmente de plus en plus que le projet avance. Par conséquence le processus classique demande beaucoup d’effort et d’investissement dans la phase d’exécution. Par contre le processus BIM permet de réduire les couts dès les premières phases, ce qui offre une meilleure gestion du projet, du budget et des délais. Contrairement à la DAO/CAO, la maquette numérique BIM offre une approche automatisée de travail en 3D qui permet à la fois la génération et la modification instantanée de la documentation 2d. il propose notamment, une représentation virtuelle d’un projet avec toutes les informations relatives à la mise en œuvre des composants du projet et la détection d’erreurs. Une bonne pratique du BIM, nous permet de bénéficier du potentiel de cet outil, grâce à la 28

collaboration et l’échange de données interdisciplinaires la maquette numérique a pris de nouvelle dimensions (Figure.11). La quatrième dimension du BIM est la notion du temps. Il s’agit des informations nécessaires la planification et simulation des délais d’exécution de chaque partie ou phase du projet, ainsi que l’installation, le plan d’organisation et le suivi du chantier.la cinquième dimension est la capacité à estimer et gérer le budget en attribuant des informations du fabricant et du cout à chaque objet dans la maquette avec la possibilité de détection des différences de coût en cas d’éventuelles modification au niveau de la conception24. La sixième dimension est l’ensemble des simulations énergétiques et statiques possibles et les informations liées à la qualité des matériaux utilisées et leurs impacts à l’environnement. La septième dimension est la maquette numérique du projet tel que construit, qui englobe toutes les informations du projet. Ces dernières servent de base pour

Figure 11 : Dimensions du BIM. Source : biblus

le suivi de cycle de vie du projet, pour faciliter l’exploitation et l’intervention au bâtiment en cas de réaménagements ou même une décision de démolition.

Jankowski, Bartosz, Jakub Prokocki, et Michał Krzemiński, « Functional Assessment of BIM Methodology Based on Implementation in Design and Construction Company », Procedia Engineering 111 (2015) : 351-355, pp 353-354.

1.2.2- Niveaux de maturité du BIM L’implémentation du processus collaboratif BIM au sein d’une équipe nécessite des étapes à franchir. L’évaluation du niveau des pratiques permet de mieux se situer dans le processus, et se fixer des objectifs pour la transition ou l’évolution. Le niveau de maturité est une notion mise en place par les anglais dans le cadre d’une stratégie de déploiement du BIM dans le secteur AEC depuis 2011.L’objectif est d’atteindre le niveau 3 en 202025. Selon Boton et Kubicki26 il existe quatre niveaux de maturité : (figure :12). Le pré BIM ou le niveau 0, représente le processus classique non-collaboratif de la production basé sur la CAO 2d et 3d non-automatisé. Le format d’échange n’est pas standardisé, ce qui entraine une certaine incohérence des planches de dessin et augmente le taux d’erreurs. Le niveau 1 ou la pratique du BIM isolé. En effet, il correspond à la modélisation d’un bâtiment qui permet l’extraction automatique de tout type de dessins 2d et 3d à partir d’une maquette numérique BIM enrichie d’informations structurées et hiérarchisée. Il implique aussi d’autres types de programmes par exemple pour le calcul du métré, documents contractuels…etc. Cependant le processus d’échange d’informations reste horizontal à sens unique c’està-dire par import/export, il n’est pas donc concrètement un processus collaboratif. Le niveau 2 ou la modélisation collaborative introduit un niveau avancée d’échange, et de partage entre plusieurs intervenants du projet. La maquette numérique à plusieurs niveaux de détails en fonction de la phase en cours. Les

« Niveaux de maturité du BIM au Royaume-Uni : il se rapproche de l’objectif du niveau 3 pour 2020 ». BibLus, 30 octobre 2018. http://biblus.accasoftware.com/fr/niveaux-de-maturite-du-bim-au-royaume-uni-il-se-rapproche-de-lobjectif-du-niveau-3-pour-2020/. 26 Boton, Conrad, et Sylvain Kubicki. « Maturité des pratiques BIM : Dimensions de modélisation, pratiques collaboratives et technologies », 2014., 8, p 3.

informations sont fédérées et prédéfinies selon des protocoles à respecter, afin de répondre aux exigences du maitre d’ouvrage, et assurer la gestion une fois le projet achevé. Le travail est reparti sur plusieurs logiciels et plusieurs maquettes liées grâce à l’échange au format standardisé (IFC). D’autres dimensions sont ajoutées à la représentation tridimensionnelle, comme la notion du temps (4D) et de la gestion budgétaire (5D). on constate que à ce niveau les taches et les données sont plus structurées.

Figure 12 : niveaux de maturité de BIM Source : (Boton et Kubicki, 2014.)

Le niveau 3 ou le iBIM, représente la collaboration intégrée autour d’un modèle unique multidisciplinaire stocké sur le cloud et accessible aux intervenants, selon les responsabilités et les tâches de chacun. Les données sont synchronisées, ce qui permet de détecter et réduire les erreurs. Grâce à l’enrichissement continue des données et la fluidité du processus, cette maquette a plusieurs dimensions et permet d’atteindre les objectifs du développement durable, une gestion financière performante, et un contrôle et maintenance du projet tout au long de la période de l’exploitation. L’avancée des technologies de l’information et de communication permet l’accés et le calcul de données grâce au « cloud computing ». Ce niveau n’est pas encore atteint, mais on peut dire que le secteur AEC a fait un grand pas vers le « integrated project delivery » (IPD). 1.2.3- Niveau de développement/ Niveau de détail : La maquette numérique évolue tout au long des différentes phases du projet selon des protocoles de communication mise en œuvre dès le début du processus afin d’organiser le flux de travail pour atteindre l’objectif BIM souhaité, pour cela des normes géométriques ont été introduites en 2008 par le AIA (American Institute of Architectes) dans un document (E202 ™ -2008)27 décrivant les spécifications des LODs d’un livrable BIM. Ces spécifications s’appuient sur trois concepts qui permettent de standardiser et fiabiliser le protocole d’échange pour indiquer l’utilité des informations au récepteur. Le premier, le niveau de detail (LOD), il désigne le detail géométrique de chaque objet de la maquette numérique et dans la même phase de projet on peut avoir des LOD différents pour chaque type d’objet. On constate cinq LOD illustrés dans la (figure :13). Le LOD 100 est une

BIM Forum, « LOD Specification 2013 », 2013, p 6.

Figure 13 : niveaux de détails BIM Source : Bdc Network représentation symbolique par des volumes conceptuels et ne contient aucun detail géométrique, généralement ce niveau est utilisé pendant la phase esquisse. Le LOD 200 est une représentation approximative de la forme d’un objet utilisé souvent dans les dossier avant projet sommaire « APS ». Le LOD 300 l’objet est représenté en tant que composante plus détaillée avec des informations de base attachées, il est souvent utilisé pendant la phase avant projet detaillé « APD ». Le LOD 350 les éléments peuvent interagir entre eux et sont représentés avec plus de détails généralement utilisé pendant la phase dossier de consultation des entreprises « DCE ». Le LOD 400 reprend le LOD 350 mais avec un niveau de détails élevé préparé pour la fabrication et l’assemblage ceci est utilisé pendant la phase d’execution « EXE ». Le LOD 500 est une représentation de l’objet tel que construit pour gérer le cycle de vie d’un projet durant son exploitation.

Le deuxième concept est le niveau d’information de chaque objet composant la maquette numérique. Il se distingue d’un objet à un autre et de phase à une autre. Le dernier concept est le niveau de développement ou LODs du livrable BIM à chaque fin de phase il regroupe à la fois le niveau d’information et le niveau de détail. 1.2.4- Open BIM (IFC) : La notion de l’interopérabilité est très importante dans le processus de collaboration. En effet, chaque acteur du projet utilise un logiciel métier different, afin d’assurer la fiabilité de communication et de partage entre les intervenants un format d’échange IFC (Industry Foundation Classes) a été introduit par l’International Alliance of Interoperability (IAI) depuis 199728 et adopté par le développeur de logiciels. Il s’agit d’un « standard ouvert de BIM, l’open BIM. De de plus

Figure 14 : Accés en ligne à un modèle IFC Source : Bim vision

en plus de marchés publics nationaux (surtout en Euorpe) s’appuient sur ce standard en complément des formats propriétaires Closed BIM »29, ce format offre plus de stabilité, de liberté d’échange, et de performance en matière de gestion de l’information. En effet, la maquette IFC peut servir de support de simulations énergétiques, de calculs de métré et d’étude financière, ainsi que les études d’impact à l’environnement. En plus de la liberté d’import et la lecture des informations liées dans la plupart des logiciels

« Industry Foundation Classes ». In Wikipédia, 24 avril 2019. https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Industry_Foundation_Classes&oldid=158710268. 29 Lebègue, Eric, et José Antonio Cuba Segura. Conduire un projet de construction à l’aide du BIM, 2015, p 37.

disponibles dans le marché, ce format est lisible par le biais de visionneuses gratuites et peut etre stocké et accessible via les plateformes du cloud Storage comme le BIMserver. (Figure :14). 2 - Acquisition numérique du patrimoine bâti. 2.1 La rétro-conception architecturale. La rétro-conception, ou en anglais « Reverse engineering » est « le processus d'extraction des connaissances ou des plans de conception de tout ce qui est fait par l'homme »30. Cette technique consiste à étudier et analyser un objet, afin de comprendre sa composition et les étapes de sa genèse. Elle a de multiples utilisations dans plusieurs domaines. En informatique par exemple, elle permet d’étudier un programme afin de le développer ou bien de reproduire une copie à l’identique. En architecture, cette technique repose principalement sur le relevé d’un objet architectural afin de l’étudier et d’en tirer toute la connaissance et représenter graphiquement des hypothèses de restitution. Ce dernier, est « un processus inverse dans lequel, à partir d’un objet existant, on reconstruit les élaborations nécessaires à sa réalisation et on interprète l’idée de conception qui est en amont de sa réalisation. 31». Cette pratique fut développée et utilisée par les architectes du Quattrocento et du Cinquecento comme instrument d’enquête et de renouvèlement formel, en analysant les ruines de l’antiquité pour nourrir la création architecturale et la documentation graphique représentée dans les traités d’architecture.32

Eilam, Eldad. « Reversing : Secrets of Reverse Engineering ». Wiley, 2005., p. 3. Luca, Livio De, Philippe Véron, et Michel Florenzano. « Modélisation sémantique et multi-représentation en architecture », 2005, 8., p. 2. 32 Demonet, Chloé. « Théorie et Pratique Du Relevé d’architecture Au XVe Siècle et Au Début Du XVIe Siècle » ArtItalies, 21, 2015., p.65. 31

Durant les dernières décennies, le progrès significatif dans les technologies d’acquisition numérique des données, notamment la photogrammétrie et la lasergrammétrie, ouvre de nouvelles perspectives. Ces techniques de relevé numérique, ont la capacité d’enregistrer des données spatiales d’un édifice, afin de permettre une reconstruction virtuelle de son apparence visuelle. Aujourd’hui, elles sont devenues des instruments indispensables dans l’inventaire du patrimoine, son sauvegarde et sa conservation. Les données produites par le biais de ces techniques, peuvent être une source pour l’observation et l’analyse architecturale. 2.2 Méthodes d’acquisition du patrimoine bâti. 2.2.1 La photogrammétrie. « La photogrammétrie est la science ou la technique permettant d’obtenir des informations fiables sur l’espace naturel ou sur des objets physiques par l’enregistrement, la mesure et l’interprétation d’images photographiques »33. La photogrammétrie regroupe un ensemble de techniques qui permet, à partir de photographies d’objets quelle que soit la dimension de ceux-ci- de rendre compte de leur forme, de mesurer leurs dimensions et de les situer dans l’espace, le processus est dit « approche d’acquisition indirecte ». Ces mesures, dans certaines conditions, peuvent être traduites graphiquement en géométral, à une échelle voulue.34

American Society of Photogrammetry, 1980. Opus cité dans Livio DE LUCA, Relevé et multi-représentations du patrimoine architectural, Eyrolles, 2009., p.14 34 Chawee Busayarat. « La maquette numérique comme support pour la recherche visuelle d’informations patrimoniales : définition d’une approche pour la sémantisation de sources iconographiques par référencement spatial ». Multimédia [cs.MM]. Arts et Métiers ParisTech, 2010., p.56

La photogrammétrie se base sur les fondements de la perspective, les deux techniques essayent de retranscrire l’espace réel. L’émergence de la perspective est située pendant l’époque de la renaissance, on peut retrouver des travaux en perspective avant la renaissance, mais sans intégrer les règles précises de la perspective, c’était seulement en essayant de créer de la profondeur avec des effets de lumière et d’ombre .En effet Léonard De Vinci définit la perspective comme : «la perspective n’est rien d’autre que voir un objet derrière une vitre plane et bien transparente, dont la surface contient toutes les choses qui sont derrière : elles peuvent être ramenées au point de l’œil par des pyramides, et ces pyramides coupent la vitre mentionnée 35 » . Au XVe siècle, Filippo

Figure 15 : Illustration du dispositif de la perspective de Brunelleschi.

Brunelleschi invente un outil géométrique qui permet de reproduire avec

Source : Livio De Luca.

exactitude une portion observé de l’espace réel, dans son livre « De pittura », il propose la perspective à un seul point de fuite pour se rapprocher de la vision humaine (Figure.15). Ainsi Albrecht Dürer (1471-1528) met en place, à la fin du XVe siècle, le perspectographe (figure.16) qu’il réalisa à l’aide des travaux de Leon Battista Alberti, dans une citation de ce dernier, il est appelé « la fenêtre de Dürer ». Son rôle

Figure 16 : le Perspectogramme de Albrecht Dürer. Source : Livio De Luca 35

Ibid p.25.

principal est la mise en perspective d’un paysage donné ou un objet, ce qui permet de simplifier la représentation grâce à un réseau de fils qui permet un découpage régulier. Dans un premier temps la photogrammétrie était utilisée principalement pour l’établissement des plans

et cartes

cartographiques, généralement

Figure 17 : schéma des trois techniques de la restitution photogrammétrique Source : Livio De Luca.

provenant de photos aériennes qui devaient passer par la stéréoscopie. Cependant les applications de la photogrammétrie se sont diversifiées au fils des années pour toucher à de plus en plus de disciplines et domaines (ouvrage d’art, industrie automobile, hydraulique), elle s’intéresse à l’étude de la forme et des dimensions d’objets très divers ainsi que la transformation de ceux-ci. La restitution photogrammétrique permet d’extraire des photos les positions des points dans l’espace, les résultats obtenus sont en fonction du mode d’acquisition : mono, stéréo ou multi images, les données spatiales ainsi obtenues permettent de générer une reconstruction tridimensionnelle par le biais de logiciels informatiques. Ce procédé permet l’obtention d’informations relatif à l’objet étudié (dimensions, géométrie, textures ...). (Figure.17) Figure 18 : Acquisition des coordonnées spatiales. Source : Livio De Luca

Ensuite l’étape suivante est la « l’acquisition des données spatiales » (Figure.18), elle ne peut être faite sans l’existence de 38

deux photos de l’objet étudié, une seule photo nous permet seulement une représentation bidimensionnelle, ce qui permet de passer à une représentation tridimensionnelle de ce dernier. Ce processus se fait par la détermination dans l’espace de l’emplacement des points de prise de vue et leur orientation, ensuite on identifie des points homologues entre les prises de vue. Le résultat final de cette étape est le nuage de point. L’étape

est

reconstruction

tridimensionnelle » (Figure.19) qui consiste à relier les points obtenus afin d’en produire une représentation tridimensionnelle, et ainsi avoir un modèle géométrique de l’objet étudié, pour cela il existe deux méthodes à suivre, selon la précision du nuage de point mis en place, la première c’est par maillage polygonal qui permet d’avoir un modèle détaillé et la deuxième par génération de surfaces paramétriques, qui donne un modèle moins détaillé. Enfin,

la dernière

étape

consiste

à restituer

l’apparence, en procédant à la texturisation du modèle géométrique par l’utilisation des textures provenant du

Figure 19 : Reconstruction tridimensionnelle. Source : Livio De Luca

levé photographique qui seront appliquées directement sur le modèle 3d.

2.2.2 La lasergrammétrie.

Bien que le laser soit employé dès les années 60 dans le domaine médical, ces applications dans le domaine du relevé topographique commencent dans les années 80 avec l’apparition des scanners laser terrestres 3D. les années qui suivent ont été marquées par une grande évolution de la technologie laser et une volonté de vulgarisation et de démocratisation de cette technique, et comme conséquence son cout de plus en plus à la baisse. Son application afin de relever un objet est appelée « scannage » ou « balayage laser », cette technique de balayage sera appliquée dans divers domaine allant du domaine industriel (automobile, pharmaceutique, mécanique…), de l’informatique (vision assistée par ordinateur, réalité virtuelle…) jusqu’au domaine du patrimoine (conservation, archivage du patrimoine architectural et archéologique)36. Le balayage laser terrestre est définit comme « utilisation d’un dispositif basé au sol, qui utilise un laser pour mesurer les coordonnées tridimensionnelles d’une région donnée de la surface d’un objet de façon automatique, dans un ordre systématique et à un taux élevé de vitesse, près du temps réel 37», cela permet une acquisition dite « directe » de milliers de coordonnées de points durant un laps de temps très court. En plus des coordonnées (x, y, z) ce résultat peut inclure des valeurs d’intensité (selon la réponse des matériaux, dans une nuance de 255 niveaux de gris) ainsi que des valeurs colorimétriques (valeurs RGB). Cependant pour un relevé architectural, le balayage laser ne peut avoir toutes les exigences attendues, conjugué avec les techniques de la photogrammétrie les résultats seront plus

Tania LANDES, Pierre GRUSSENMEYER, « Les principes fondamentaux de la lasergrammétrie terrestre : systèmes et caractéristiques (partie 1/2) », Revue XYZ, N°128, 3e trimestre 2011. 37 Livio De Luca. « Relevé et multi-représentations du patrimoine architectural Définition d’une approche hybride pour la reconstruction 3D d’édifices ». Sciences de l’Homme et Société. Arts et Métiers Paris- Tech, 2006, p.16.

intéressants si on considère que dans un bâtiment les éléments à relever sont très disparates (éléments architecturaux, sculptures…)38. 3 - L’archéologie d’aujourd’hui. « L’affirmation d’une interdisciplinarité véritable, croisant sciences dures, sciences humaines et sciences sociales et données archéologiques, fondée sur des protocoles d’étude élaborés collectivement, est sans aucun doute l’une des évolutions décisives de l’archéologie de ce début du XXIe siècle. »39 Aujourd’hui, les champs et les pratiques d’archéologie ont remarquablement progressé. Nous constatons que des spécialistes issus de plusieurs domaines et sciences collaborent ensemble sous la tutelle de l’archéologie. Le croisement entre ces domaines a donné naissance à de nouvelles disciplines tel que l’archéométrie, l’archéozoologie et la paléobotanique40. Cependant, la méthodologie de travail devient de plus en plus complexe. Plusieurs acteurs participent à la production d’une quantité immense de données lors d’une compagne de fouille ou dans les laboratoires. Contrairement à la pratique traditionnelle, les nouvelles approches étudient tout genre de vestiges enregistrés sur place. Ces acteurs, mettent leurs expertises en service de l’archéologie afin d’analyser et de donner une interprétation raisonnée basés sur la variété des données. Philippe jockey explique les méthodes contemporaines de travail en archéologie 41 . En fait, elles se basent principalement sur trois grands axes, la quête, l’enregistrement et l’analyse des données.

Ibid, p17. Jockey, Philippe. L’archéologie. Paris : Belin, 2013, p255. 40 Ibid, p.256. 41 Ibid, p.282. 39

Le premier axe comprend la prospection, qui a comme finalité le repérage et la préparation du terrain pour la fouille. Il existe plusieurs techniques de prospection tel que la prospection thermique et électromagnétique, ainsi que la méthode aérienne (Figure.20) et spatiale qui ont pour rôle la préparation de la cartographie. La fouille est la deuxième composante de cet axe. C’est à Mortimer Wheeler42 que l’on doit le développement des règles de « fouilles stratigraphiques ». Cette méthode se base sur le principe de l’observation et l’identification de la succession et la nature des strates afin d’établir des « séquences chronologiques ». Elle se fait par la méthode carroyage, c’est-à-dire fouiller

carré par carré selon une

codification alphabétique pour chaque carré, et numérique pour chaque contexte ou strate. La matrice de Harris (Figure.21) est une autre invention importante dans ce

Figure 20 : Prospection Aérienne

contexte. Il s’agit d’un diagramme utilisé pour la première fois par Edward Harris

Source : Olivier Buchsenschutz

en 1976. Cette méthode est utilisée souvent en archéologie pour établir une organisation hiérarchique des couches afin de mieux établir des relations entre les séquences archéologiques 43 . Elle aide à déterminer les phases de construction du site fouillé.

Robert Eric Mortimer Wheeler est un archéologue britannique né à Glasgow en 1890, connu pour son travail remarquable en Inde, Pakistan et la grande bretagne. Ainsi pour sa participation à promouvoir l’intérêt de la pratique de l’archéologie auprès du grand public. « Mortimer Wheeler ». New world encyclopedia. Consulté le 15 août 2019. https://www.newworldencyclopedia.org/entry/Mortimer_Wheeler#Archaeologist. 43 Zambelli, Alessandro. « The Undisciplined Drawing ». Buildings 3, nᵒ 2 (15 mai 2013) : 357‑79. https://doi.org/10.3390/buildings3020357.

Il existe d’autres techniques de fouille tel que, « la fouille en aire ouverte » ou « open area », ainsi que « la fouille ethnographique ». La première a été mise en place par les anglais. Cette méthode « s’attache à suivre pas à pas les structures d’un édifice, un réseau de murs, voire un ensemble urbain complet, pour lequel elle

constitue

l’application

mieux

appropriée.

».

Contrairement à la méthode Wheeler, dans cette méthode on n’utilise pas le carroyage, mais on suit les éléments constituant l’édifice à fouiller. La deuxième méthode, est souvent utilisée dans les chantiers à petite échelle. Elle est caractérisée par l’utilisation

Figure 21 : la matrice de Harris

du décapage comme technique de fouille, et l’enregistrement des

Source : Kevin Greene

objets en plan et en altitude, ainsi que l’utilisation de la photographie (Figure.22). Cette technique est utilisée pour établir des séquences chronologiques en les comparant avec le contexte ethnographique de l’objet d’étude.

Figure 22 : relevé en plan (Neauphle-le-Vieux, Yvelines) 44

Jockey, Philippe. L’archéologie. Paris : Belin, 2013.p385.

Source : UFR histoire de l’art et d’archéologie, Paris 1

La pratique de fouille archéologique entraine sans doute la destruction des vestiges et des témoins. Afin d’éviter la disparition de ces derniers, l’enregistrement des données est une étape nécessaire. Il s’agit du deuxième grand axe de la pratique d’archéologie. Cette étape se fait momentanément lors du déroulement des fouilles, à chaque changement de strate ou découverte. Contrairement à la pratique ancienne qui s’intéresse seulement aux objets précieux, la méthode contemporaine s’intéresse à enregistrer tout type de vestiges, afin d’assurer une meilleure interprétation. Avant tout, l’enregistrement nécessite toute une organisation à mettre en place, afin d’éviter la dispersion de l’information. Il est important d’attribuer un document qu’on appelle souvent « la fiche contexte » à chaque unité de fouille. Cette fiche comprend toutes les informations nécessaires, la nature de sol, les coordonnées exactes de l’unité, un numéro d’identification, etc. Le relevé constitue l’outil principal d’enregistrement des données. Durant toutes les étapes de fouille un ensemble de relevés doit être effectué, afin de déterminer la position et les coordonnées exactes de chaque structure ou vestige archéologique tel que trouvé dans son contexte. Dans le chantier, le « Relevé consiste à passer de l’objet archéologique matériel à une image (qu’elle soit linguistique, graphique ou encore photographique)45». C’est pour cela, Plusieurs techniques et matériels (traditionnelles et modernes) sont utilisés aujourd’hui, afin de d’enregistrer le maximum d’informations possibles. Parmi les techniques traditionnelles, les archéologues utilisent une méthode manuelle appelée le relevé « pierre à pierre ». Il consiste en l’observation et la mesure instantanée en utilisant le matériel traditionnel, un mètre, un décamètre, niveau de chantier et un fils à plomb. Toutes les données sont enregistrées sur une planche à dessin en

Barrière, Vivien. « Les techniques de relevé ». Archéologies en chantier. Consulté le 16 août 2019. http://www.archeologiesenchantier.ens.fr/spip.php?article23.

papier millimétré, en suivant un carroyage mis en place selon les coordonnées topographiques (Figure.23). Cette technique est très populaire parce qu’elle permet une observation générale et détailler de l’ensemble des données. D’autres techniques traditionnelles plus rapides sont utilisées comme, le relevé à l’aide du matériel topographique tel que le théodolite, le tachéomètre laser, ainsi que le GPS référentiel. Ces dernières, permettent un gain en temps et en précision.

Figure 23 : Relevé d’un mur.

La démocratisation des nouvelles méthodes d’acquisition numérique

Source : H. Dessales (Archéologie en chantier).

tel que la photogrammétrie et la lasergrammetrie (expliquées ultérieurement)

permis

leur

intégration

tant

qu’outils

d’enregistrement (Figure.24). Elles permettent de créer une empreinte numérique de l’existant, la plus fidèle et la plus rapide. L’adoption de ces outils a permis l’évolution de la représention en archéologie. À partir des nuages de points, il est possible d’extraire des coupes, élévations et plans. Il est également possible d’extraire des orthophotographies (Figure.25). Contrairement à la photographie, qui entraine une déformation de la représentation d’un objet, cette méthode, « à partir des photographies « projetées » sur le modèle numérique, une procédure de prise de vue virtuelle génère des images sans déformation.46». On va

Figure 24 : relevé au scanner laser et prise de photos. Source : Çatalhöyük Project.

Flammin, Anne, et Sabine Sorin. « Exploitation de la 3D en archéologie du bâti ». Billet. Un Consortium 3D pour les Sciences Humaines et Sociales. Consulté le 16 août 2019. https://shs3d.hypotheses.org/905.

même jusqu’à des représentations « hybrides » entre

dessin

technique

(conventionnel)

réalisme (orthophotographie) 47 . Ces techniques enrichissent la représentation en informations qui permettent une meilleure compréhension du dessin. (Figure.26) L’analyse des données est le troisième et le dernier

Figure 25 : Technique d’élaboration d’orthographies. Source : hypothèse.org.

axe. Après avoir récolté toutes les informations nécessaires durant la campagne de fouille, la dernière phase se fait majoritairement aux laboratoires. Toutes les découvertes sont recensées et étiqueté selon un système de codage hiérarchique contenant la provenance de l’objet (l’unité stratigraphique) et des informations sur son contexte. Toutes les ressources documentaires sont archivées sous forme de « banque de données » dans un ordinateur. Les objets finissent dans des laboratoires pour effectuer des analyses. C’est à ce moment-là que plusieurs intervenants (de plusieurs domaines) ont un rôle primordial durant cette dernière étape. Nous prenons à titre d’exemple l’archéométrie, c’est une discipline qui « mesure le passé », contrairement à l’archéologie qui 47

Figure 26 : Représentation d’une coupe longitudinale Source : P. Raymond, A. Mondoloni (Inrap).

Eusèbe, Sylvie. « Imagerie numérique et représentation des données en archéologie ». In Situ, nᵒ 39.p (9 juillet 2019). https://doi.org/10.4000/insitu.21467.

l’interprèterait 48 . Elle désigne « toutes les recherches visant à appliquer des techniques scientifiques au domaine archéologique

. ». Ces disciplines sont nombreuses ; la paléobotanique qui étudie les restes végétaux,

l’archéozoologie étudie les restes des animaux, etc. Toutes ces disciplines, collaborent et participent à identifier les origines des matériaux, leurs datations, etc. On est face à une pratique qui est devenu pluridisciplinaire. Parallèlement, Durant les dernières décennies en architecture on s’intéresse à la question de la conservation et de la valorisation du patrimoine bâti. Les nouvelles méthodes de relevé numériques (discutées

auparavant) offrent

de nouveaux

moyens de représentation (la plus fidèle) et de documentation du patrimoine bâti. Cependant, David Lo Buglio s’intéresse aux « enjeux cognitifs » de ces techniques de représentation. Il Figure 27 : Décomposition sémantique de la colonne Sud n°05.

évoque la question de la capacité d’en tirer des connaissances

architecturales,

travers

Source : David Lo Buglio.

comparaison des données issues d’un relevé numérique et la description sémantique issue des vocabulaires architecturales (Figure.27) tout en appliquant des techniques d’informatique graphique pour l’analyse des données50 48

Jockey, Philippe. L’archéologie. Paris : Belin, 2013.p435 Lagouet, Loïc. « L’archéométrie ». Encyclopædia Universalis. Consulté le 17 août 2019. http://www.universalis.fr/encyclopedie/archeologie-traitement-et-interpretation-l-archeometrie/. 49

Buglio, David Lo. « Relecture de vocabulaires d’architecture : apport de la complexité des représentations numériques dans la caractérisation de formes architecturales ». In Situ, nᵒ 39 (9 juillet 2019). P https://doi.org/10.4000/insitu.21352.

(Figure.28). L’intérêt pour le patrimoine bâti ouvre le champ pour de nouvelles pratiques interdisciplinaire entre archéologie, architecture, informatique et mathématiques…, etc. Vers la fin des années 1990, le concept de « Virtual Archaeology » a fait surface. Maurizio Forte, le définie

« comme

restauration

processus

d'acquisition,

représentation

données

archéologiques, assisté par ordinateur51». Il se résume en la visualisation tridimensionnelle et ne fournit aucune information supplémentaire. Aujourd’hui, nous assistons au passage vers un nouveau concept « Cyber-Archaeology » qui assure des simulations informationnelles, et une immersion totale dans le passé des édifices. Grâce à la montée exponentielle des technologies

Figure 28 : Confrontation entre le modèle théorique et la signature de courbures des colonnes du cloître de l’abbaye de Saint-Michel-de-Cuxa.

de l’informations de communication (TIC), la

Source : David Lo Buglio.

méthodologie BIM a prouvé son efficacité concernant l’automatisation du processus, la gestion et le partage des informations même dans les projets les plus complexe de nos jours.

Forte, Maurizio. « Cyber-Archaeology : Notes on the Simulation of the Past ». Virtual Archaeology Review 2, nᵒ 4 (20 mai 2011) : 12, p 02.

Au cœur de cette boucle multidisciplinaire, la complexité et la quantité importante de données produites rend la tâche difficile à gérer, on parle même de « data floods »52. Cela, rend l’interprétation des données moins précise, et conduit à la perte d’informations précieuses. La question de la gestion des données volumineuses est devenue une préoccupation majeure. Face à ce constat, la problématique majeure de ce travail est : comment intégrer la méthodologie BIM dans la représentation et la gestion des informations hétérogènes du patrimoine bâti ?

Gordon, Jody Michael, Erin Walcek Averett, et Derek Counts. « 0.2. Mobile Computing in Archaeology : Exploring and Interpreting Current Practices », s. d., 51, p 16.

PARTIE II

3- Analyse du cas d’étude. 3.1 Le Site archéologique de Pachacamac :

Figure 29 : Restitution de site de Pachacamac, Luis Cossi Salas.

Source : Yingyang Peru.

3.1.1 Présentation : Pachacamac est l’un des sites archéologiques les plus importants des Andes centrales péruviennes. Il se situe à une trentaine de kilomètres au sud de la capitale Lima, sur la rive droite du fleuve Lurín, à l’extrémité nord de la vallée du même nom, et à environ 500 mètres de la côte pacifique (Figure.30). Il s’étale sur près de 600 hectares dont presque le tiers représente la zone monumentale, comprenant une quarantaine de vestiges en pierre et en adobe, datant des

Figure 30 : Situation de du site archéologique de Pachacamac. Source : L’ateur (Google Earth).

différentes périodes d’occupation (Figure.31). Le site a été occupé pendant plus de 1000 ans, à partir du VIème siècle, avant d’être abandonné au XVIème siècle à l’arrivée des conquistadores 53 . Ces derniers accompagnés des rapporteurs de la couronne espagnole témoignent à travers des récits et des lettres la grandeur de Pachacamac. Ils le décrivent comme un centre religieux gigantesque pour de nombreuses civilisations précolombiennes. Pachacamac Figure 31 : Périmètre du site archéologique de Pachacamac. Source : L’auteur (Google Earth). 53

Les conquistadores sont les hommes des troupes espagnoles qui ont participé à la conquête du nouveau monde (l’Amérique).

accueille les pèlerins venant des quatre coins de l’empire pour consulter l’oracle avec l’espoir de guérir d’une maladie ou résoudre un problème.54 De nombreux voyageurs, anthropologues et archéologues se sont intéressés à Pachacamac, parmi eux, Max Uhle qui sera considéré comme le pionnier de l’archéologie andine, suite à ces interventions à Pachacamac. Il publia son fameux rapport des fouilles en 1903, et présenta un plan détaillé de la zone monumentale du site doté d’une précision rigoureuse. Les travaux de Max Uhle sont devenus une source d’inspiration et une référence pour les recherches ultérieures.55 La zone archéologique est repartie en quatre secteurs (Figure.32) séparés par trois murs, le secteur I ou la zone sacrée contenant des temples datant de différentes périodes d’occupation. Le secteur II abritait les élites de Pachacamac et accueillait les pèlerins. Il est composé de multiples bâtiments appelés pyramides à rampes, des palais résidentiels, de deux grandes rues qui se croisent en structurant le site, ainsi que des places. Le secteur III hébergeait le reste de la population de Pachacamac et un cimetière. Aujourd’hui totalement enterré sous le sable et comprend des constructions modernes et des routes. Quant au secteur IV, il constitue la périphérie de Pachacamac.

EECKHOUT, Peter. « Le temple de Pachacamac sous l’empire inca ». Journal de la Société des Américanistes 84, no 1 (1998) : 9 44, p10. 55 55- EECKHOUT, Peter, « Pachacamac durant l’Intermédiaire récent : Étude d’un site monumental préhispanique de la Côte centrale du Pérou », Oxford, BAR International Series 747, 1999, p13.

54 Source : The Pachacamac archaeological project.

Figure32 : Plan général du site

3.1.2 Contexte historique et Chronologie d’occupation : Pachacamac fut un centre de pouvoir religieux et politique dans la région andine, il a été occupé de l’intermédiaire ancien (200 AC-550) à l’horizon récent (1476 - 1534). Le site portait le nom de Ychsma avant d’être renommer après la conquête Inca. Pachacamac est le nom du dieu de la cote centrale péruvienne, l’origine du nom vient du quechua, la langue véhiculaire des incas, et signifie l’animateur du monde.56 Pachacamac est un dieu côtier possédant le pouvoir de créer des êtres vivants, de gérer et intervenir dans leur vie, de guérir les maladies, dieu de la fertilité et de la fécondité. Mais également, il a la capacité de gérer les catastrophes naturelles telles que le tremblement de terre et les tempêtes57. Les mythes racontent que c’est Kon (fils du soleil) qui créa les premiers êtres vivants. Alors mécontent de ces derniers il décida de les priver des richesses qu’il leur avait confiées en provoquant une sècheresse. C’est à ce moment que Pachacamac intervient et le chassa, et transforma les premiers humains en chats noirs et les remplaça par d’autres, qui le vénérèrent comme un dieu. Ces hommes ne trouvaient pas de quoi se nourrir et priaient le soleil pour leur venir en aide. Le soleil intervient et féconda une femme qui donna naissance à un fils. Pachacamac se montre mécontent et décida de tuer l’enfant. Grâce au corps de ce dernier la terre devient fertile, le maïs poussa de ses dents et du reste du corps les plantes et les fruits. La mère de l’enfant fit appel au soleil qui, lui offre un autre fils (Vichama). Pachacamac assassina ensuite la mère. Des cheveux et des os de la femme, une nouvelle génération d’humains et leurs gouverneurs « Curacas » naissent. Vichama voulant se venger de Pachacamac qui, se jeta à la mer là où se trouve le sanctuaire qui

Eeckhout, Peter, « Pachacamac durant l’Intermédiaire récent : Étude d’un site monumental préhispanique de la Côte centrale du Pérou », Oxford, BAR International Series 747, 1999, p 383. 57 Ibid., p 396.

lui est dédié, il accusa alors les hommes de complicité avec Pachacamac, et décida par l’accord du soleil de les pétrifier. Il se repent après ces actes. Une nouvelle humanité a été créé par le soleil pour vénérer les pierres de ces hommes aussi comme des dieux58. Selon les données archéologiques et ethnohistoriques, le site de Pachacamac était un centre cérémoniel important vers, la fin de l’intermédiaire ancien (200 AC-550), sous le contrôle de l’état Lima dont la capitale se situe dans la vallée du Rímac59 . C’est à cette période de la civilisation Lima que furent construits de nombreux édifices importants, tels que, le Vieux Temple de Pachacamac, le temple d’Urpi-Wachak, la pyramide en adobe60 . À l’horizon moyen (550-900), la civilisation Huari, en plein élargissement impérial intègre Pachacamac à son territoire. C’est le début d’une époque fleurissante et prestigieuse à Pachacamac. Le sanctuaire disposait d’une certaine indépendance religieuse grâce au système

Figure 33 : l’idole de Pachacamac Source : Le projet Ychsma (Peter Eekchout)

colonial des Huari. Ce dernier se résume en l’exploitation politique et économique des colonies au profit de la capitale Cajamarquilla. Cette période est caractérisée par le succès interrégional d’un nouveau style iconographique apparu sous l’influence Huari à Pachacamac. Au niveau des pratiques religieuses, le vieux temple de Pachacamac a été abandonné avec la construction du Temple Peint. Ce dernier a marqué le début de la phase polychrome sur le site. Cet édifice abritait la fameuse idole de bois de Pachacamac (Figure.33) découverte par Albert Giesecke en 1938.61

Ibid., p 384. Eeckhout, Peter, « Pachacamac durant l’Intermédiaire récent : Étude d’un site monumental préhispanique de la Côte centrale du Pérou », Oxford, BAR International Series 747, 1999, p 24. 60 Ibid., p 78. 61 Ibid., p 24-27. 59

Après la chute de la civilisation Huari, et à l’intermédiaire récent (900-1476) le site a été occupé par l’ethnie Ychsma. Durant cette période le site a connu un développement important au niveau de l’architecture et de la planification62. Il y avait quatre enceintes, séparées par trois murs organisant le site selon la fonction et l’importance de chacune. Aussi, des voies de communications et des chemins assurant la circulation et l’accessibilité au site. Une vingtaine de pyramides à rampe sont construites en formant deux grandes rues (est-ouest et nord-sud) entre elles. Vers 1476, Topa Inka Yupanki un chef de guerre, prétend avoir reçu une révélation divine. Il mena la conquête de Pachacamac et l’intégra à l’empire Inca. Ceci marqua la dernière phase d’occupation du site, l’horizon récent (14761534) et la plus importante. Au niveau de la pratique religieuse, de nombreux changements ont eu lieu sur le site, ce qui se traduisit par la construction du Temple du Soleil, et l’Acclahuasi. Sous le règne des Inca, Pachacamac devint le plus grand centre de pèlerinage dans la région andine. Au niveau de l’organisation sociale et politique, les incas ont transformé Pachacamac en un centre administratif. Ils ont également mis en place un système de hiérarchisation sociale de la population locale.63 À leurs arrivée, les espagnoles n’avaient qu’un seul but : piller les trésors de Pachacamac. Malgré la coopération de quelques dirigeants incas, ils n’ont trouvé que peu d’or et d’argent. Un moment important de l’histoire de Pachacamac est la pénétration des espagnols dans le Temple de Pachacamac. Ils détruisirent l’idole de bois devant les indigènes64. Ces derniers, déçus, décidèrent de quitter le site en organisant des cérémonies d’abandon. Ils optèrent pour la destruction volontaire des lieux et mirent des offrandes au dieu Pachacamac. 62

3.2 L’édifice B15. Figue 34 : l’édifice B15. Source : Projet Ychsma- Peter Eeckhout et Milton Lujan.

3.2.1 Présentation : La zone monumentale de Pachacamac comprend plusieurs types d’édifices d’époques différentes, dont on ne connait pas toujours leurs rôles dans le fonctionnement global du site. L’un de ces bâtiments est le B15. Aujourd’hui ; en ruine et complètement enfui dans le sable, il garde néanmoins des traces de son caractère exceptionnel et semble être le seul bâtiment décoré de peinture polychrome dans la deuxième enceinte. L’édifice B15 est une structure fermée, de forme quadrangulaire avec une entrée unique. Construit avec un soubassement en pierre et des murs en adobe, l’édifice est d’une superficie d’environ 1400 m² (35 x40m). Il se situe au nord-est de la deuxième enceinte (Temple peint, Vieux Temple, et Temple du Soleil), écarté des pyramides, de la rue principale et de la place des pèlerins (Figure.35). Le caractère particulier et la typologie architecturale (différent du reste des

Figure 35 : Plan de situation de l’édifice B15. Source : the Pachacamac Archeological project.

bâtiments de la zone monumentale) de cet édifice nous pousse à réfléchir sur son utilité et sa fonction à travers les différentes périodes d’occupation du site. 3.2.2 Collecte des sources documentaires et numériques : Quel que soit son état de conservation, le patrimoine bâti garde toujours des traces de son histoire65. L’inventaire et les fouilles archéologiques de ce type de bâtiment sert, dans un premier temps de collecter le maximum d’informations. La documentation issue de cette pratique nécessite la sélection et la classification afin de constituer une base de données. L’analyse des données récoltées et leurs confrontations avec les données historiques nous permettent une meilleure compréhension du bâtiment afin de construire une hypothèse de restitution. Au cours de notre recherche documentaire, nous avons établi une rencontre avec Mr. Peter Eeckhout, professeur à l’ULB et directeur du projet Ychsma. Il mène des fouilles à Pachacamac depuis les années 1990. Il nous a expliqué la spécificité de cet édifice par rapport aux autres de la zone monumentale. En discutant, il nous a éclairé sur les processus de travail lors d’un chantier de fouilles archéologiques et sur l’importance de la gestion de la masse des données produites par son équipe. En effet, le chantier archéologique compte plusieurs intervenants de différents champs d’expertise, chacun fait son travail sous sa direction. Mais l’absence d’une plateforme d’archivage des données induit à la perte d’information. Surtout que cette dernière est irrécupérable après la remise en état des ruines à la fin de la compagne des fouilles.

Emmanuel, Laroze. « Des techniques pour analyser le patrimoine archéologique monumental : le cas du temple d’Opet à Karnak », Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, no 109 (2011) : 59 64, p 59.

Finalement, nous avons pu obtenir de sa part, une bonne quantité d’informations sur l’édifice, ainsi que la plupart de la documentation en sa possession. On peut classer les données recueillis comme suit : Documents textuels : -

Les rapports des compagnes de fouilles de l’édifice des années ; 2014, 2016 et 2018 (Figure.36).

Différents articles décrivant l’édifice et les découvertes.

Analyse stratigraphique des peintures murales.

Plans des différentes phases de construction (Figure.37)

Documents iconographiques : -

Images du site.

Différents plans de l’édifice.

Figure 36 : Rapports des compagnes de fouilles Source : Peter Eeckhout.

Un autre contact tissé avec Mr. Alexandre Van Dongen-Vogels, doctorant à la faculté d’Architecture La Cambre Horta. Il travaille sur le site de Pachacamac depuis des années et également participé à la deuxième compagne de fouille de l’édifice B15 en 2016.

Il nous a fournis les documents suivants : -

Différents plans et profils de l’édifice B15 de la compagne de

2016. (Figure.38-39) -

Un relevé numérique (nuage de point) du B15 qu’il a effectué et

qui sera la base de la modélisation.

Figure 37 : plan de l’édifice B15. Source : Peter Eeckhout (Projet Ychsma).

Figure .39 : profil de l’unité 126

Figure .38 : Plan général de fouilles de la compagne 2016.

Source : Peter Eekchout (Projet Ychsma).

Source : Peter Eekhout (Projet Ychsma).

3.2.2 Analyse architecturale de l’édifice B15. Une étape très importante dans l’étude du patrimoine bâti, c’est l’analyse des données recueillies. Elle permet une compréhension approfondie de la composition spatio-architecturale de l’édifice, les techniques de constructions utilisées, ainsi que les étapes de son évolution à travers le temps. Cela nous aidera à identifier la fonction de l’édifice et à formuler une hypothèse de restitution.

Cette partie s’appuie principalement sur

les rapports des trois compagnes de fouilles établis dans le cadre du projet Ychsma sous la direction de Peter Eeckhout. Avant de procéder à l’analyse architecturale de l’édifice B15 nous présentons le plan général des fouilles (Figure.40). Il a été réparti en 5 unités de fouilles : U124, U126, U127, U129 et U130. Ces unités couvrent la majorité des espaces importants de l’édifice, que l’on va analyser par ordre chronologique des fouilles.

Figure 40 : Plan général des fouilles de l’édifice B15. Source : Peter Eeckhout. (Modifiée par l’auteur)

L’unité 124 : Cette unité constitue la partie centrale de l’édifice et s’étale sur une surface d’environ 300 m² (Figure.41). Elle est composée de 7 enceintes dont la hauteur maximale des murs ne dépasse pas 1.50 m. L’accès à la partie centrale se trouve à l’ouest, à proximité de l’enceinte 7. Cette dernière est composée de deux plateformes séparées par un mur de forme irrégulière. On constate la présence d’un puit associé à ce mur. Une banquette en dénivelée est encastrée dans un mur d’une douzaine de mètres de longueur délimitant l’enceinte au sud. Ce mur (y compris la banquette) est orné

Figure 41 : Plan de l’unité 124 de l’édifice B15

de peinture (figure.42) de fond rouge, des motifs de

Source : Peter Eeckhout

poissons ainsi que des figures anthropomorphes en jaune et d’autres couleurs. Au nord-ouest il existait un silo associé à la plateforme 7b. Selon l’interprétation des données archéologiques, l’enceinte 7 était « un espace privé d’interaction entre les personnages et les individus qui ont probablement transporté des ressources (comme de la nourriture) et ceux qui ont développé des tâches spécifiques dans le bâtiment (notamment la décoration avec de la peinture sur les murs).66». Ceci est lié à la présence des pinceaux et d’autres objets sous forme d’offrandes dans l’enceinte. 66

Eeckhout, Peter, et Milton Luján. « Arquitectura Inca como expresión de poder : alcances, perspectivas y fases constructivas del edificio B15 (Complejo Monumental de Pachacamac ». Simposio investigaciones en la costa norte de los andes centrales 1 (2017) : 149 162, p 154.

La circulation entre les enceintes est assurée par des passages labyrinthiques étroits. La majorité des passages ne dépassent pas 60 cm de largeur. L’enceinte 5 est formée entre deux couloirs composés de murs en (L) majoritairement peints. Elle contient une banquette de repos dans le coin, associée au mur limitant l’enceinte 4. Les deux passages mènent vers un espace que l’on peut le décrire comme un hall central. Cet espace comprend des zones

Figure 42 : Banquette en dénivelée 2.

également peintes, et distribue la circulation vers les trois

Source : Peter Eeckhout.

enceintes 4, 2 et 1. On peut remarquer la présence d’une niche incrustée au sol du hall central. L’enceinte 4 contient deux banquettes attachées respectivement aux deux murs, sud et est. Une autre banquette (Figure.43) en forme de siège est associée au mur ouest. Elle semble conçue pour une personnalité importante. Tous les témoins nous mènent vers l’interprétation de l’espace comme une cours de réunions pour l’élite religieuse. Un autre passage labyrinthique mène vers d’autres espaces isolés, l’enceinte 1 et 2. A l’entrée de cette dernière on remarque la présence de peinture d’ornement dont l’extrémité des murs possèdent des motifs géométriques de couleur verte Figure 43 : banquette en dénivelée 1.

Source : Peter Eeckhout.

(Figure.44). Des pierres en adobe ont été repérées au niveau des passages, ornées de divers motifs de poissons et de plantes, de plusieurs couleurs. L’analyse stratigraphique des peintures a révélé la présence de plusieurs couches. Cela signifie le renouvèlement régulier des peintures. L’enceinte 2 est un espace clos, entouré de murs d’une grande largeur 1.60 m, probablement dû aux réaménagements qui ont eu lieux à travers les phases d’occupations. L’accès à l’enceinte 2 est

Figure 44 : peinture murale à l’entrée de l’enceinte 2. Source : Peter Eeckhout.

limité par un mur en forme de « L » qui laisse un passage étroit. A l’intérieur, le corps d’une jeune femme (E272) a été repérée. Selon les analyses effectuées sur le corps, elle est décédée peu de temps avant l’arrivée des pilleurs. C’est-à-dire lors la dernière période d’occupation de l’édifice.67 A gauche de l’enceinte 2, un canal (figure.45) de 50 cm de large qui passe en dessous d’un linteau posé au niveau du sol. Ce canal est relié au bassin qui se trouvait à l’enceinte 1. Cette dernière est de forme rectangulaire, prolonger avec un espace long et étroit Figure 45 : Canal à l’entrée de l’enceinte 1 Source : Peter Eeckhout. 67

Eeckhout, Peter. « Ofrendas, rituales, peregrinaciones y ancestros ». Pachacamac el oraculo en elhorizonte marino del sol poniente, s. d., 222 237, p 233.

probablement lié aux réaménagements, comme il se trouvait derrière l’enceinte 2. Plusieurs découvertes de type végétal ont été enregistré au niveau de cet espace. L’enceinte 1 comprend un bassin centralisé (figure.46) qui occupe deux tiers de l’espace, laissant des passages tout autour. Il est à environ de 1.5m de profondeur. Une banquette en forme de « L », déformée se situe au coin nord de l’enceinte. Une forte concentration de spondyles68 a été enregistré lors des fouilles au niveau du bassin. Selon Peter Eeckhout, cet espace était probablement dédié au culte de l’eau, pourrait être comparé avec la structure B1 de « Choquepukio » qui présentait une architecture similaire à cet

Figure 46 : Bassin de l’enceinte 1.

espace étant donné la nature des découvertes et la forme du bassin.69

Source : Peter Eeckhout.

De l’autre côté, deux espaces isolés du reste du bâtiment ont été repérés. Il s’agit de l’enceinte 3 et 6. L’accès à ces deux espaces se trouvait derrière le mur long (est-ouest) qui délimite l’enceinte 7. Avant l’accès nous remarquons l’existence d’un mur incliné, qui selon les données du site revient à l’occupation coloniale de l’édifice.

Un mollusque de la famille « des spondylidés Spondylidae. C'est un bivalve ou un pélécypode qui se caractérise par sa coquille forte, ses épines externes et sa coloration allant du blanc au violet intense ». Il a une grande valeur religieuse chez les civilisations anciennes andines. https://www.aquaportail.com/genre-spondylus-520.html. 69 Eeckhout, Peter, et Milton Luján. « Arquitectura Inca como expresión de poder : alcances, perspectivas y fases constructivas del edificio B15 (Complejo Monumental de Pachacamac ». SIMPOSIO INVESTIGACIONES EN LA COSTA NORTE DE LOS ANDES CENTRALES 1 (2017) : 149-162, p 157.

L’enceinte 6, est un espace semi ouvert, qui semble représenter un espace d’attente en relation avec l’enceinte 3. L’entrée est marquée par la présence de banquettes en gradins. Quant à l’enceinte 3, elle est composée de trois murs larges (l’un d’eux est associé à l’enceinte 2) et une entrée très étroite de 50 cm, l’ensemble formant un espace rectangulaire. La découverte de plusieurs pièces de spondyles en forme brute ou retravailler, et même en poudre (figure. 47) suggère la possibilité qu’une fonction d’atelier puisse être attribuée à cet espace. 70 Les fouilles dans l’unité 124 ont révélées une quantité importante d’objets liés aux contextes d’offrandes, et aux activités (possibles) qui se sont déroulées dans la partie centrale de l’édifice B15 (Figure.48). La plupart de ces objets ont été trouvés soit dans un état intact ou bien cassés et dispersés ce qui explique qu’une cérémonie d’abandon s’est déroulée dans le B15 à l’arrivées des conquistadores.

Figure 47 : Spondyle sculpté en forme de poisson (haut). Boite en bois contenant de la poudre de spondyle (bas). Source : Peter Eeckhout. 70

Eeckhout, Peter. « Ofrendas, rituales, peregrinaciones y ancestros ». Pachacamac el oraculo en elhorizonte marino del sol poniente, s. d.,

222-237, p 232.

Figure 48 : Pinceaux de peintures (haut). Pigment de peinture (bas). Source : Peter Eeckhout.

- L’unité 126 Cette unité constitue la partie ouest de l’édifice B15. Les fouilles ont été exécutées sur une surface de 160 m² (Figure.49) et sur plusieurs couches. Au niveau des couches supérieures nous constatons que cette partie présentait une plateforme délimitée par des murettes. Plusieurs chambres funéraires ont été trouvées sur la couche inferieure, couvertes par des toits en rotin surélevés sur des troncs d’arbres. Une quantité importante d’objets est associée aux contextes funéraires telles que des fausses tètes, céramiques sculptées en forme de tète humaine, des fragments de textiles, spondyles, etc. (Figure.50)

Les excavations ont mis en évidence la présence de murs et de planchers superposés, datant de plusieurs époques d’occupations et de différentes techniques de constructions en pierre et en adobe.

Figure 49 : Plan de fouille de l’unité 126. Source : Peter Eeckhout.

Figure 50 : chambre funéraire (à droite).

Fausse tète (à gauche). Source : Peter Eeckhout

Les fouilles dans l’unité 126 ont révélé plusieurs témoins de la succession d’occupations de l’édifice. Il semble que les découvertes soient des offrandes dans le cadre des fêtes et des cérémonies qui ont eu lieux dans l’édifice en l’honneur des morts. Les murs clôturant l’édifice ont été construites à un niveau plus élevé par rapport aux chambres funéraire. Selon l’interprétation de Peter Eeckhout l’édifice B15 apparaît « comme une structure formelle construite

sur un important cimetière ancestral, à des fins de culte des ancêtres et d'autres rituels, dont l’occupation s’est terminée par une grande cérémonie d'abandon et de destruction volontaire 71». On peut distinguer plusieurs étapes de constructions dans l’unité 126 ; un cimetière est fondé dans un espace ouvert. Ensuite une clôture est construite pour enfermer l’espace. Une plateforme est posée au-dessus des chambres funéraires, dont la fonction n’est pas claire. Et finalement l’abandon de l’édifice avec l’organisation d’une cérémonie et la destruction volontaire des murs. - L’unité 127 : L’unité 127 représente l’entrée principale de l’édifice B15 elle a été fouillée durant la compagne de 2014, afin de comprendre la relation avec la partie centrale et de définir les phases de constructions de l’entrée. Les fouilles ont été exécutées sur une surface de 18.45 M², en plusieurs couches. (Figure.51).

Figure 51 : plan de fouille de l’unité 127 Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout) 71

Eeckhout, Peter, et Milton LUJAN Davila. « Proyecto ychsma investigaciones arqueologicas en el sitio de pachacamac

temporada 2016 informe final », 2016, 212, p.78.

Par rapport à la taille de l’édifice, l’entrée principale est étroite (0.95m). Les deux extrémités de l’entrée sont peintes en fond rouge et des motifs de trois couleurs, jaune, crème et vert. Plusieurs blocs d’adobe ont des peintures sur l’une des deux facettes. Les découvertes enregistrées dans l’unité 127 ont montré des similarités avec celles trouvées dans la partie centrale (unité 124) et la partie ouest (unité 126). Ainsi, le niveau d’élévation de l’entrée correspond au niveau de la partie centrale. Ceci suggère qu’elles ont été construites à la même époque. Au niveau des murs de clôture, on peut distinguer la présence d’une

Figure 52 : superposition des murs de clôture

base en pierre. La partie haute est en adobe avec des techniques de

Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout)

constructions et des couleurs différentes. Cela prouve que l’entrée principale a été réaménagée à plusieurs reprises durant les différentes périodes d’occupation. (Figure.52). - L’unité 129 : Cette unité est délimitée par la partie centrale de l’édifice (unité 124) au nord, et par le mur périphérique (clôture) au sud. Elle a été excavée à deux reprises sur une surface de 40 et 80 m², durant les compagnes de fouille, 2016 (Figure.53) et 2018. L’objectif étant de déterminer le type d’occupation de cette partie, le lien architectural avec la partie centrale et les phases de son occupation.

Cette partie est caractérisée par la présence de murs en pierre et en adobe. Mais au niveau de la couche supérieure les traces d’un plancher ont été repérées. Ceci est une preuve de réaménagement de l’espace. En effet, un plancher vient couvrir un espace qui a été occupé lors d’une période précédente. Au

niveau

des

couches

inferieures,

l’architecture est différente des autres unités. Nous remarquons la présence de plusieurs

Figure 53 : plan de fouille de l’unité 126 (compagne 2016).

murs de différents types, ce qui explique

Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout).

l’occupation domestique de l’espace. Au niveau de la zone A, un pot en céramique semi-enterré se situe à l’ouest, entouré par une murette circulaire en adobe. Une couche d’argile est posée entre les deux, afin d’assurer la stabilité du pot (Figure.54). Des fragments en textile et des os d’animaux sont associés à cette découverte. Au nord, une structure en adobe contenant des éléments végétaux, des traces de bois brulé et des fragments de céramique, donne l’impression de la présence d’une cuisine à ce niveau72. A l’extrême ouest de l’unité et près de la zone B, un autre pot en céramique de forme différente est également enterré de la même façon. 72

Eeckhout, Peter, et Milton LUJAN Davila. « Proyecto ychsma investigaciones arqueologicas en el sitio de Pachacamac temporada 2016 informe final », 2016,

212, p 104.

L’unité 129 comprend une dizaine de structures de plusieurs formes et matériaux. La structure (E1), située à l’ouest est en forme de puit entourée de blocs d’adobe. Selon la nature des découvertes, il semble qu’elle avait la fonction d’une chambre funéraire vidée. La structure (E2) est un enclos pour les petits animaux. A droite de cette dernière, la structure (E3) est un espace rectangulaire dont la fonction est inconnue. Au centre de l’unité, la structure (E4) pourrait être un espace de préparation. A droite de cette dernière, La structure (E7) est un trou rempli d’adobe. Les structures (E5, E8, E11, E12) représentent des espaces dont la fonction reste inconnue. Selon les interprétations de Peter Eeckhout et Milton Lujan, l’unité 129 est passée par plusieurs occupations, d’un espace funéraire à un espace de préparation de fêtes et qui sera ensuite fermé et couvert par une plateforme73.

Figure 54 : détail du pot de céramique. Source : Peter Eeckhout (Projet Ychsma).

Ibid, p118.

- L’unité 130. Cette unité se situe à l’extrême est de l’édifice B15, elle est délimitée par le bâtiment central à l’ouest, et des murs périphériques M125 et M124, à l’est et au sud. Elle a été excavée pendant la compagne de fouilles de 2018 (la dernière) sur une surface de 192 m² (Figure.55). L’objectif étant d’identifier la nature d’occupations de cette zone en relation avec le mur M125, ainsi que les phases constructives. Plusieurs découvertes ont été enregistrées dans l’unité 130, des spondyles de tailles variées, des tissus ornés de motifs géométriques, ainsi que des fausses tètes en bois.

Les fouilles ont montré la présence de murs en arcs de différentes périodes d’occupations selon la profondeur de la base et la forme de superposition pour certains. Ces murs ont probablement joué le rôle de soutènement. Une rupture entre ces murs donne l’impression de l’existence d’un accès. Au pied du mur M111, il y avait une chambre funéraire scinder en deux, contenant deux enterrements. Un peu plus haut il existait des structures similaires à celles découvertes dans l’unité 129, des pots en céramique semi-enterrés, entourés par une série Figure 55 : Plan de fouille de l’unité 130

76 Source : Peter Eeckhout (Projet Ychsma).

de blocs d’adobe. Mais nous remarquons des incisions au niveau des murs en arc, ainsi que la présence de plusieurs trous, ce qui donne l’impression qu’il y a eu des travaux de réaménagement. L’unité 130 représente un autre témoignage de l’occupation successive de l’édifice B15. Le mur en arc pourrait jouer un rôle de mur de clôture lié à une certaine époque avant la modification du bâtiment. La présence d’objets en céramique semi-enterrés, est une preuve de l’occupation domestique de cette zone, tel est le cas de l’unité 129. Et finalement, l’espace est fermé et remplacer par un plancher dans le cadre des opérations de réaménagement de l’espace par les inca74. L’examen et l’analyse des données que nous avons pu collecter, ont montré le caractère particulier de l’édifice B15. En fait, nous sommes devant un cas d’évolution architecturale complexe, dans les deux sens, verticale et horizontale. Nous constatons un changement continue des fonctions des espaces à travers une série d’opérations de rénovations et de réaménagement enregistrées dans la majorité des unités de fouilles. Plusieurs activités se sont déroulées au sein de l’édifice, liées sans doute aux fonctions rituelles du site de Pachacamac. L’édifice B15 a été construit et occupé en plusieurs phases et fonctions depuis l’horizon moyen, avant d’être abandonné à l’horizon récent. D’après, Peter Eekhout et Milton Luján, l’édifice B15 a été occupé (construit et modifié) en 6 phases principales, selon la datation radiocarbone75. La première phase (850-950), le site est occupé par un cimetière contenant des chambres funéraires de la période Ychsma initiale. La deuxième phase (950-1000/1150), est marquée par l’apparence

Eeckhout, Peter, et Milton LUJAN Davila. « Proyecto ychsma investigaciones arqueologicas en el sitio de Pachacamac temporada 2018 informe final », 2018. 75 Eeckhout, Peter, et Milton LUJAN Davila. « Pinturas y pintores en Pachacamac : un estudio multidisciplinario del Edificio B15 ». Lima, s. d.

des premières traces architecturales et par la construction des espaces clos au-dessus des sépultures (culte pré-huanca dans l’enceinte2). Quant à la troisième phase, elle est composée de deux sous phases : La phase 3A (vers 1150), est caractérisée par la construction de l’enceinte 4. La phase 3B (1410-1500), concerne la construction de toute les enceintes avec l’ajout des banquettes au niveau de l’enceinte 4 et 5. Pour ce qui est de la phase 4 (1500-1534), elle est caractérisée par l’occupation de l’édifice par les incas et le réaménagement des espaces, ainsi que la rénovation de la peinture. La phase 5 (1534-1561), après l’arrivée des espagnoles à Pachacamac, il semble qu’une cérémonie d’abandon du B15 a été organisée, ce qui a marqué la fin de l’exploitation du bâtiment à des fins rituels. Et finalement, la phase 6 (de 1561 jusqu’a aujourd’hui), après l’occupation du bâtiment par les espagnoles, il a été abandonné définitivement jusqu’à aujourd’hui. Afin de mieux illustrer les phases de constructions nous proposons le schéma ci-dessous. (Figure.56)

Source : l’auteur.

Figure 56 : Phases de constructions de l’édifice B15.

PARTIE III

05 : élaboration des maquettes numériques et communication des résultats

Cette partie est basée sur les résultats de l’analyse des documents récoltés et la compréhension de l’évolution de l’édifice B15 à partir de l’interprétation des données des fouilles archéologiques. Nous allons dans cette partie intégrer le BIM dans le processus de reconstruction géométrique 3D du patrimoine bâti. L’objectif étant la création d’une base de données tridimensionnelle enrichie d’informations patrimoniales et la représentation des hypothèses de restitution de l’édifice B15. Afin de communiquer les résultats de ce travail, l’ensemble des maquette numériques seront stockées dans une application interactive que nous allons développer.

En ce qui concerne la modélisation dans un environnement BIM nous avons opter pour le logiciel Revit76 de la société Autodesk. La représentation de l’ensemble des maquettes numériques ainsi que le développement d’une application interactive seront réalisées sous Unreal Engine77, un moteur de développement de jeux vidéo libre et gratuit pour l’utilisation non commerciale.

76- https://www.autodesk.com/products/revit/new-features.

77- https://www.unrealengine.com/en-US/.

5.1 Maquette numérique de l’état existant de l’édifice. 5.1.1 Modélisation dans un environnement BIM. Le point de départ de la modélisation de notre cas d’étude sera le relevé photogrammétrique, les plans ainsi que les photos dont nous disposons. Selon Livio De Luca, le relevé photogrammétrique (nuage de points) n’est pas une représentation exhaustive pour la documentation du patrimoine bâti. Il nécessite un traitement numérique spécifique par des programmes afin de reconstruire un objet tridimensionnel brut. Ces techniques de traitement basées sur le nuage de points peuvent être divisée en deux catégories. La première étant la reconstruction systématique, il s’agit d’une méthode automatique ou semi-automatique de segmentation du nuage de points afin de générer un maillage. La deuxième étant la reconstruction à partir d’un nuage de points pertinents, il s’agit d’une méthode manuelle de modélisation basée sur l’utilisation des géométries primitives en s’accrochant sur les points78. Dans notre démarche nous allons opter pour la méthode manuelle, car l’environnement BIM ne permet pas jusqu’à aujourd’hui la reconstruction automatique.

78- Luca, Livio De. « Relevé et multi-représentations du patrimoine architectural Définition d’une approche hybride pour la reconstruction 3D d’édifices », 2006., p.22-23.

Cependant, l’import de nuage de points sous Revit nécessite le passage par Recap79. Il s’agit d’un module supplémentaire qui permet l’analyse et la compréhension, ainsi que la préparation du nuage de points afin de réduire sa taille et faciliter la navigation dans Revit (figure.57). Une fois le nuage de points est

importé

sous

Revit,

nous

commençons

par

géoréférencement et la définition du point de base du projet par rapport à l’origine topographique du relevé photogrammétrique. Nous avons choisi le coin ouest du mur périphérique comme

Figure 57 : Analyse et préparation du nuage de point (Recap).

Source : L’auteur.

point de base du projet (Figure.58) Une fois que les paramètres généraux de notre projet sont prêts, il nous faut une stratégie de modélisation informationnelle BIM. Comme nous l’avons évoqué précédemment dans la partie I, la modélisation BIM implique des protocoles à suivre, afin d’atteindre un objectif prédéfini. Notre objectif étant d’appliquer les règles du BIM sur le patrimoine bâti. En ce qui concerne la modélisation nous allons suivre la règle du « Level of Development » (LODs)

qui, détermine le niveau de Figure 58 : Géoréférencement du projet (Revit).

79- https://www.autodesk.com/products/recap/features.

BIM Forum. « LOD Specification 2013 », 2013.

Source : l’auteur.

développement de notre maquette numérique. Cette règle se compose de deux axes, le « Level of Detail » (LoD) et le « level of information » (LoI). Pour la modélisation géométrique nous allons opter pour le LoD 300, c’est-à-dire un model 3D moyennement détaillé ce qui s’adapte avec notre cas d’étude. Comme nous l’avons vu précédemment dans l’analyse, notre cas d’étude représente un cas très complexe d’évolution verticale et horizontale. De nombreuses occupations ainsi que des opérations de réaménagement ont affecté l’édifice B15 à travers 6 phases. Afin d’automatiser le processus de la modélisation sous Revit comme la plupart des plateforme BIM, nous pouvons paramétrer la modélisation par phase de construction, démolition et rénovation afin de gérer les projets complexes (Figure.59). Cette technique nous permettra d’élaborer une maquette numérique contenant toutes les phases de construction et d’occupation de l’édifice B15. A partir de cette maquette nous pouvons extraire automatiquement une maquette pour chaque phase.

Figure 59 : Paramétrage des phases de construction du projet (Revit) Source : l’auteur.

La plateforme Revit est caractérisée par la modélisation paramétrique d’objets en 3D. elle permet grâce au système de projection parallèle de générer automatiquement des vues en plan, élévations, coupes, etc. Cette plateforme propose trois types de modélisation. La première, est basée sur une bibliothèque prédéfinie d’éléments architecturaux et de construction selon les normes actuelles. La deuxième, constitue la modélisation sur un environnement supplémentaire appelé « massing ». Elle permet une modélisation conceptuelle libre, afin de pouvoir ensuite importer les volumes dans le projet. Ces deux dernières possibilités ne sont pas compatibles avec notre cas d’étude à cause de la morphologie des murs et le type d’informations disponibles sur chaque élément. Quant à la troisième, la modélisation de composant « in-situ », elle constitue notre choix de technique de modélisation. Cette technique permet une modélisation libre sur place avec une parfaite hiérarchisation des objets ainsi que la possibilité d’insertion des informations patrimoniales. Le nuage de points dont nous disposons a été relevé durant la compagne de fouille de l’année 2016. Il ne contient

pas

donc

toutes

les

informations

morphologiques sur le cas d’étude. Afin de modéliser les phases de l’évolution de l’édifice B15, il est nécessaire de le compléter par les plans. Nous allons opter pour la technique de superposition de plans, ainsi que les profils sur le nuage de points pour augmenter la précision et identifier les hauteurs de murs durant la modélisation. Figure 60 : Superposition des plans pour la modélisation

(Figure. 60).

Source : l’auteur

Durant la modélisation il est nécessaire d’attribuer un identifiant à chaque objet 3D, afin de hiérarchisée la maquette numérique et identifier les objets facilement par la suite. La technique de modélisation « in-situ » offre des outils de modélisation basés sur l’esquisse en 2D et l’extrusion en 3D, sur un axe, par chemin, par raccordement de deux profiles, ainsi que la révolution d’un profiles en 2D autour d’un axe. Ceci permet à l’aide des opérations booléennes de soustraire ou d’unifier des objets en 3D. nous allons utiliser ces techniques pour la modélisation des structures de l’enceinte 4 et l’enceinte 7 (les sièges), en s’appuyant sur les photos et les profils en long. (Figure.61).

En suivant les techniques développées cidessus, nous avons pu modéliser une maquette numérique globale de toutes les phases de construction (Figure.62), ainsi que l’état existant de l’édifice B15 (Figure.63). La prochaine

étape

sera

d’attribuer

les

informations nécessaires à chaque objet modélisé précédemment.

Figure 61 : Modélisations des structures de l’enceinte 4 et 7 (Revit). Source : l’auteur.

Figure 62 : Maquette globale des phases de construction (Revit). Source : lâ&#x20AC;&#x2122;auteur.

Figure 63 : Maquette de l’état existant de l’édifice B15 (Revit). Source : l’auteur.

5.1.2 Paramétrage et insertion des informations patrimoniales. L’information est importante dans la gestion des données du patrimoine bâti. L’un des objectifs de ce travail est la création d’une maquette numérique informationnelle afin de regrouper et d’éviter la perte des données. Il est à noter que l’information est l’un des points fort du BIM. Dans cette partie nous allons créer des paramètres spécifiques au patrimoine bâti et les

insérer

dans

maquette

réalisée

précédemment. Un groupe de paramètres sera associé à chaque objet 3D dans la maquette en se basant sur les données dont nous disposons dans les rapports de fouilles. Figure 64 : Insertion des paramètres partagés (Revit).

Dans l’interface Revit il existe des paramètres

Source : l’auteur.

prédéfinis. Ces derniers sont dédiés à la construction neuve. Il est nécessaire de créer nos propres paramètres. Pour se faire, nous allons ajouter cinq paramètres à l’interface Revit à l’aide de l’outil paramètres partagés. Après l’examen des rapports de fouilles nous allons insérer pour chaque élément les paramètres suivants ; un identifiant (ID), la description, la datation, l’état de conservation, matériau de construction. (Figure.64).

Pour partager ces paramètres avec l’ensemble des composants du projet, il faudra passer par la commande paramètres du projet sous l’onglet gérer. Une fois la fenêtre s’affiche il faudra sélectionner le type paramètre partagé, et regrouper les paramètres sous le groupe texte afin de respecter la hiérarchisation des informations.

Pour que ces

paramètres affectent la catégorie choisie pour la modélisation il faut cocher la case « modèles Figure 65 : Affectation des paramètres partagés (Revit).

génériques » (Figure.65).

Source : l’auteur.

Une fois que les paramètres sont prêts, nous pouvons les afficher sur la fenêtre propriétés. Et finalement

nous

pouvons

sélectionner

chaque

composant de la maquette numérique et retranscrire les textes dans la case de chaque paramètre. La dernière étape sera d’attribuer une image à chaque objet afin de permettre l’identification rapide sur le site. (Figure 66). Figure 66 : retranscription des textes associés aux objets 3D (Revit). Source : l’auteur.

5.2 Représentation d’hypothèses de restitution. 5.2.1 Hypothèses de restitution à l’époque des Incas.

Jusqu’à présent notre démarche s’est focalisée sur l’analyse et les interprétations de l’évolution de l’édifice B15. Nous avons opté pour la modélisation d’une maquette numérique de type BIM englobant toutes les phases de construction. En se basant sur les données des parties précédentes nous allons formuler des hypothèses qui nous permettront de représenter une restitution basée sur le rendu photoréaliste. Comme nous l’avons mentionné auparavant, les Incas sont les derniers occupants du site de Pachacamac avant la conquête espagnole. C’est à cette époque que Pachacamac a eu le plus grand succès, et est devenue le plus grand centre de pèlerinage des Andes. L’édifice B15 est la seule structure comprenant des peintures murales polychromes dans le secteur II. La présence de ces derniers et sa situation proche de l’enceinte sacrée, reflètent l’importance du bâtiment. Ces espaces ont été réaménagés à plusieurs reprises à l’époque des Incas. L’analyse des phases de construction a montré que ces derniers l’ont occupé durant la phase 4 (1500-1534). Sur cette base, notre choix est la représentation des hypothèses de restitution de l’édifice B15 à l’époque de l’occupation Inca. Afin de formuler des hypothèses de restitution du cas d’étude. Il est nécessaire de formuler une synthèse de la nature d’occupation des espaces à cette époque. En fait, nous sommes face à un cas de variation des fonctions des espaces dans la partie centrale. Cette dernière est divisée en deux parties par le mur de l’enceinte 7, qui va de l’est à l’ouest.

La partie nord, est caractérisée par la forte concentration des peintures murales, dans les enceintes 4 et 7, les passages labyrinthiques, ainsi qu’au niveau de l’entrée de l’enceinte 2. (Figure.67).

Nous avons des zones peintes seulement en

rouge intense, et des zones portant diverses expressions iconographiques sur un fond rouge. Au niveau de l’enceinte 7, la structure en forme de siège encastré au mur, portait une figure anthropomorphe peinte en jaune avec un contour noir sur la face ouest (Figure.42). Un autre motif en forme de poisson de la même couleur est situé dans la face nord du siège. Dans les passages labyrinthiques (réaménagés par les Incas) nous remarquons la présence des motifs de maïs et de Figure 67 : Emplacement des peintures murales plantes en vert sur un fond rouge. À l’entrée de l’enceinte 2, Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout). nous constatons un changement de style iconographique par la présence de motifs géométriques en spiral carré (Figure.44). Tous ces motifs symbolisent le thème de la fertilité, de la terre et de la mer et leur importance par rapport au dieu Pachacamac. Peter Eeckhout et Milton Luján ont comparé ce style aux peintures du temple peint (Figure.68) et de Huaca Maranga dans la vallée du Rímac81. Ils suggèrent que « La position de l’être anthropomorphe à bras levés et son association

Eeckhout, Peter, et Dávila, Milton Luján. « Agua y cultura material hacia una interpretacion holitisca de las practicas rituales desde el edificio b15 de Pachacamac », s. d.

avec les animaux de la mer et les plantes peut se référer à l’icône côtière 82». En ce qui concerne les motifs géométriques trouvés à l’entrée de l’enceinte 2, ils sont liés aux traditions de la côte nord, de Trujillo et Lambayeque. Ils suggèrent que la tombe repérée dans cet espace est probablement d’un personnage d’élite interprété comme guérisseur d’origine nordique83. Figure 68 : les peintures murales du temple peint Source : Bennet Greig 1938 (British Museum online).

De l’autre côté au sud, il n’existe pas de traces de peintures, mais la présence d’un bassin dans l’enceinte 1 et la pierre Huanca, ainsi que la nature des espaces, clos ou avec un accès étroit explique la variété des fonctions dans l’édifice B15. Comme nous l’avons évoqué auparavant, les découvertes enregistrées dans le bâtiment tel que les pinceaux et les pigments de peintures et spondyles en forme brute, retravaillé en forme de poisson ou encore moulu suggèrent une activité d’atelier de peinture et de spondyle lié au fonctions rituels développer au sein de l’édifice. En plus de ces données, il existait des trous de poteaux dans les murs. Peter Eeckhout et Milton Luján rajoutent une autre hypothèse intéressante. Ils suggèrent que la partie centrale de l’édifice B15 était probablement couverte avec un

Eeckhout, Peter, et Milton LUJAN Davila. « Pinturas y pintores en Pachacamac : un estudio multidisciplinario del Edificio B15 ». Lima, s. d.

Ibid.

toit au moment de l’exploitation84. Nous proposons donc, deux hypothèses de restitution de l’édifice à l’époque de l’occupation Inca. Pour la représentation photo-réaliste des hypothèses de restitution, nous somme malheureusement devant un cas très complexe. Le mauvais état de conservation de l’édifice B15 ne nous permet pas une reproduction précise de l’apparence visuelle des peintures murales. Le nuage de point dont nous disposons ne fournit pas ces informations à cause des conditions et du moment de la prise du relevé photogrammétrique. Pour se faire, nous nous basons sur la comparaison des fragments de peinture et les blocs d’adobe peints les mieux conservés (figure.69) avec le style iconographique de la dernière couche du temple peint (Figure.68).

Figure 69 : fragment de peinture et blocs de pierre. Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout).

84- Eeckhout, Peter, et Milton Luján. « Arquitectura Inca como expresión de poder : alcances, perspectivas y fases constructivas del edificio B15 (Complejo Monumental de Pachacamac ». Simposio investigaciones en la costa norte de los andes centrales 1 (2017) : 149-162. P.157.

5.2.2 Restitution 1

Figure 70 : Illustration personnelle.

Figure 71 : Illustration personnelle.

100

101

102

5.2.3 Restitution 2

103

104

105

5.3 Communication de la recherche et diffusion scientifique et culturelle. 5.3.1 Création d’une base de données interactive. Précédemment nous avons pu atteindre l’un des objectifs de ce travail, qui est la modélisation BIM informationnelle des données du patrimoine bâti, et la représentation des hypothèses de restitution du cas d’étude. Afin de communiquer l’ensemble des résultats de ce travail au grand public et aux chercheurs, il existe plusieurs plateformes et moyens de diffusion graphique. Parmi ceux-ci les images sphériques qui permettent une visite virtuelle à 360°, les plateformes web d’hébergement tel que Sketchfab85 qui proposent l’affichage des modèles 3D en temps réel, ainsi que d’autres visualisateurs de la « réalité augmentée » (AR) sur Android et IOS. Cependant, ces derniers ne peuvent pas afficher d’autres informations supplémentaires. Parallèlement, l’absence de plateformes de gestion des données d’inventaire du patrimoine bâti poussent les chercheurs à développer des moyens adaptés à leurs besoins. D’autres moyens de diffusion sont aujourd’hui en plein essor, comme la représentation interactive 3D et la réalité virtuelle. Ces techniques sont souvent utilisées dans le développement de jeux vidéo. Elles offrent de larges possibilités d’immersion dans un modèle numérique ou plusieurs contrairement aux autres modes d’affichage et d’exploration expliqué en haut. L’immersion se fait à l’aide d’un casque spéciale de réalité virtuelle ou par la création d’expérience interactive en temps réel. La première opportunité est malheureusement non adaptée à notre travail pour des causes liées au coût du matériel. La deuxième est parfaitement adaptée à nos objectifs.

https://sketchfab.com/.

106

Nous rappelons que l’un des principaux axes de la méthodologie BIM est la centralisation des données. Notre idée est d’utiliser un moteur de développement de jeux vidéo afin de créer une base de données englobant nos résultats sous forme de support interactif. Pour ce faire, nous allons utiliser le moteur de développement de jeux vidéo Unreal Engine. Sur

cette

plateforme

existe

deux

environnements, « Unreal Editor » et « Unreal studio » 86 . Le premier est dédié aux projets complexes de jeux vidéo. Quant au deuxième, il est dédié à l’architecture, le design de

Figure 80 : Interface utilisateur de l’application. Source : L’auteur.

produit, ainsi que d’autres représentations d’usage industriel. Nous avons opté pour ce dernier afin de faciliter la tâche. Il est possible de créer plusieurs niveaux dans le même projet, et d’importer une maquette numérique ou plusieurs dans chaque niveau. Dans notre cas, nous avons besoin de cinq niveaux et un niveau principal qui hébergera l’interface utilisateur. En ce qui concerne l’interface utilisateur, elle recevra une image de fond et des boutons qui seront programmés à lancer chacun, une expérience interactive dans l’une des maquettes numériques produites précédemment (Figure.80). Le premier niveau recevra un modèle BIM analytique de l’état existant. Grâce au plugin « Datasmith », il est possible 86

https://www.unrealengine.com/en-US/studio.

107

d’importer

les

métadonnées

(informations) BIM, que nous avons déjà préparé précédemment. À l’aide de l’outil

« Blueprint

programmation 87

intégré

visuelle dans

plateforme, nous avons écrit un code qui récupérera les métadonnées et les affichera dans l’interface en temps réel à chaque clic sur un objet de la maquette numérique (Figure.81). Ainsi, nous avons

écrit

d’afficher

d’autres

codes

afin

des

informations Figure 81 : Affichage des informations BIM dans l’interface supplémentaires sur l’édifice B15 et les Source : L’auteur objets trouvés. Le deuxième niveau recevra un modèle issu de la reconstruction tridimensionnelle du nuage de point dont nous disposons. Le seul obstacle est le nombre de polygones générés à cause de la triangulation qui risque de causer des problèmes de taille et de vitesse d’affichage. Afin de régler ce problème nous allons utiliser « Instant Meshes » pour réduire le nombre de polygones. Ce niveau permettra d’analyser en temps réel un relevé contenant l’empreinte

Il s’agit d’une une interface graphique de programmation basée sur l’utilisation d’un système de nodes au lieu d’écrire des lignes de code. Elle est mise en place afin de d’accélérer et faciliter la tâche aux développeurs.

108

numérique de l’état existant au moment de fouilles du bâtiment, surtout que nous n’avons plus accès au terrain à la fin de la mission.

Le troisième et le quatrième niveau hébergeront les deux maquettes hypothétiques de restitution. L’intérêt de ces deux niveaux c’est la visualisation imaginaire et l’immersion dans le passé de cet édifice à l’époque des Incas. Ils permettront notamment la promotion culturelle et touristique du patrimoine bâti auprès du grand public (Figure.82). Des informations historiques seront affichées dans chaque espace pendant la visite virtuelle. Quant au dernier niveau il sera dédié à une animation vidéo générée en temps réel. Finalement, l’ensemble de ces productions sera stocké dans un fichier exécutable accessible sur Windows. Le contenu peut être migré facilement vers un « Template » de réalité virtuelle et l’utilisation d’un casque VR. D’autres formats de sauvegarde sont possibles pour de nombreuses plateformes tel que iOS, Android et Html5.

Figure 82 : Rendu en temps réel de la maquette hypothétique. Source : l’auteur.

109

06 : Evaluation globale de la démarche Après avoir atteint la majorité de nos objectifs fixés dès le départ de cette démarche, il est important d’évaluer l’apport de chaque outil et méthode à la documentation et l’inventaire du patrimoine bâti. Certains, considèrent le BIM en tant que logiciel, et d’autres comme une méthode de travail. En fait, comme nous l’avons évoqué auparavant dans ce travail, le BIM est un concept basé sur la gestion de l’information tout au long du parcours d’un projet, de la conception jusqu’à la construction, ainsi que le suivi de cycle de vie du projet et sa démolition. Le BIM est aujourd’hui au centre des critiques de la communauté des architectes et des chercheurs. La majorité des critiques concernent le système de conception basé sur des bibliothèques prédéfinies. Denis Derycke critique ce système en disant que, « le BIM installe tout le processus de genèse, de discussion et de mise en oeuvre de l’architecture dans un univers numérique pré-formaté, au sein d’un seul modèle contenant toutes les données du projet. De cette manière, le BIM décrit la construction mais ne décrit pas l’architecture. 88 ». Cependant, la méthodologie BIM offre plusieurs opportunités à la documentation et l’inventaire du patrimoine Bati. Il s’agit d’une méthode très performante de stockage, de partage et de gestion des données « hétérogènes », par le biais d’une maquette numérique informationnelle. Grâce au développement incessant de cette méthode, chaque intervenant peut avoir accès à la maquette numérique, c’est-à-dire l’accès instantanée aux informations partagées au centre d’une communauté pluridisciplinaire. Les intervenants peuvent collaborer autour de la même maquette numérique. Toutefois, ça demande la mise en place de protocoles de collaboration, qui organise la nature et le niveau d’informations à stocker par chaque intervenant, …etc.

Derycke, Denis. « Architecture « résolument » numérique : Paradigm Shift vs. paradigme albertien ? III/III - DNArchi ». Consulté le 11 août 2019. https://dnarchi.fr/analyses/architecture-resolument-numerique-paradigm-shift-vs-paradigme-albertien-iiiiii/.

110

Dans ce travail, nous avons pu formater cet environnement de modélisation et paramétrer les cases de métadonnées prédéfinis dédiées à la construction, afin de les réadapter à la représentation et la gestion des données du patrimoine bâti. La maquette numérique patrimoniale BIM peut nous éviter la dispersion de l’information. Elle peut enrichir la compréhension et l’analyse d’une quantité importante d’informations stockées dans un modèle tridimensionnelle unique. La génération automatique des dessins peut réduire le temps de la création de la documentation et éviter les erreurs. La possibilité de travail sur le nuage de point facilite le processus de la retro-conception. Toutefois, Les plateformes BIM ont depuis toujours des lacunes en ce qui concerne la représentation photo-réaliste, nous avons rencontré des problèmes de texturage et de rendu. Il existe des moteurs de rendu intégrés ou en « standalone », mais ils ne peuvent pas produire des représentations de qualité à l’image des logiciels 3D spécialisés dans ce domaine à l’image de 3Ds Max, Blender, ou Maya. Cependant, la représentation 3D filaire peut satisfaire nos besoins, Mais elle ne nous fournit pas les informations colorimétriques nécessaire. L’utilisation des moteurs de développement de jeux vidéo dans cette démarche, nous a permis de stocker les productions sous forme de base de données patrimoniale tridimensionnelle. Nous pouvons citer les multiples utilités de cette application : -L’accès en temps réel au modèle BIM analytique, ainsi que le modèle 3d issu de la reconstruction du nuage de point. Les deux regroupent des informations importantes dans la compréhension des édifices historiques. - La représentation virtuelle des sites archéologiques et la promotion culturelle et touristique du patrimoine bâti auprès du grand public - Un support pédagogique de communication des résultats auprès de la communauté des chercheurs.

111

Conclusion : Au terme de ce travail, portant sur l’intégration du BIM dans le processus d’acquisition numérique du patrimoine bâti. Nous revenons quelque peu en arrière afin d’établir une synthèse de la démarche globale. Notre intention de départ était d’une part, de positionner l’architecture au cœur d’un processus multidisciplinaire qui devient de plus en plus complexe tel que la conservation et la gestion des données du patrimoine bâti. D’autres part de tester l’apport et les limites des nouvelles méthodes technologiques tel que le BIM. Au début, il nous semblait très difficile de mettre le BIM qui est conçue au départ pour révolutionner le secteur d’architecture et de la construction, au service de la conservation et de la valorisation du patrimoine bâti. Nous avons opté au premier temps pour une approche théorique, qui nous a permis de comprendre les enjeux du BIM et les différentes méthodes d’acquisition émergeantes. Cette approche nous a permis en parallèle d’établir un constat sur ce que devient l’archéologie contemporaine. Cela a permis de mettre en lumière les nombreux défis que connait ce secteur. De manière générale, la première partie nous a permis de nourrir nos intentions de départ et tisser des liens, afin de construire une réflexion qui porte sur la proposition de solutions de sauvegarde et de partage des données du patrimoine bâti. Le choix d’un site archéologique comme cas d’étude tel que l’édifice B15, se présentait comme cas concret pour y aller jusqu’au bout dans cette réflexion. Pendant la collecte des documents de ressources nécessaire afin de mener cette étude, nous nous sommes rendu compte du tôt d’informations produites et la complexité du processus qui demande plusieurs intervenants. L’analyse des données récoltées nous a permis d’une part la compréhension globale de l’édifice B15 afin de construire une maquette numérique BIM de l’état existant, ainsi que les différentes phases de construction. D’autre part, elle nous a permis d’en tirer le maximum d’informations afin d’enrichir la maquette de l’état existant d’informations et construire des hypothèses de restitution. 112

À travers ce travail, nous avons pu apercevoir, l’apport des nouveaux outils numériques dans conservation et la gestion du patrimoine bâti. Nous avons pu grâce à ces solutions constituer un support interactif qui permettra à tous les intervenants le partage et l’accés à l’information nécessaire à une meilleure interprétation des données. Ce support peut aussi servir de moyen de diffusion scientifique et culturelle des résultats de campagne de fouilles. Il constitue un moyen de conservation et de gestions du patrimoine bâti. Cependant, ce travail nous ouvre le champ vers un questionnement plus profond sur ce que peuvent BIM et la réalité virtuelle nous apporter de plus que le sauvegarde et le partage des données. Plusieurs pistes de recherche s’ouvrent au terme ce travail sur la question de la collaboration multidisciplinaire de type BIM en ligne dans un environnement de réalité virtuelle.

113

Annexes :

Code de lâ&#x20AC;&#x2122;interface utilisateur (Fonction des boutons)

114

Code BIM information Actor

115

116

Widget Blueprint d’affichage d’informarions sur l’interface.

117

Conception du mode dâ&#x20AC;&#x2122;affichage des informations

118

Texte contrôlé par un code 119

Code de contrĂ´le du texte

120

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Liste des Figures : 125

Figure 01 : Document personnel. Figure 02 : http://www.objectif-bim.com/images/BIM-MIB-French.png. Figure 03 : https://inproduction.net/wp-content/uploads/2018/01/sutherland-300x250.jpg. Figure 04 : AIA JOURNAL- Mars 1975. https://www.researchgate.net/publication/234643558_The_Use_of_Computers_Instead_of_Drawings_in_Building_ Design. Figure 05 : https://images.adsttc.com/media/images/50be/3c5b/b3fc/4b4f/e600/00ea/slideshow/glideimage.jpg?1354644571. Figure 06 : http://news.interstudio.net/wp-content/uploads/archicad-versione-2-1986.jpg. Figure 07 : Flux de travail classique Source : Celnik Olivier, et Éric Lebègue 2014. Figure 08 : Flux de travail BIM Source : Celnik Olivier, et Éric Lebègue 2014. Figure 09 : methodologies d’echanges BIM Source : (Succar, 2008). Figure 10 : Courbe de MacLeamy. Source : AIA/ HOK. Figure 11 : Dimensions du BIM. Source : biblus. Figure 12 : Dimensions du BIM. Source : (Boton et Kubicki, 2014.) Figure 13 : niveaux de details BIM. Source : https://www.bdcnetwork.com/sites/bdc/files/styles/content_display_image/public/LOD3.jpg?itok=H-OsuVmFigure 14 : Accés en ligne à un modèle IFC Source : https://bimvision.eu/wp-content/uploads/2018/06/1.png. Figure 15 : Illustration du dispositif de la perspective de Brunelleschi. Figure 16 : le perspectogramme de Albrecht Dürer. Source : Livio De Luca. 126

Figure 17 : Figure 17 : schéma des trois techniques de la restitution photogrammétrique Source : Livio De Luca. Figure 18 : Acquisition des coordonnées spatiales Source : Livio De Luca. Figure 19 : Reconstruction tridimensionnelle. Source : Livio De Luca. Figure 20 : Prospection Aérienne Source : Olivier Buchsenschutz. Figure 21 : la matrice de Harris Source : Kevin Greene. Figure 22 : relevé en plan (Neauphle-le-Vieux, Yvelines). Source : UFR histoire de l’art et d’archéologie, Paris 1. Figure 23 : Relevé d’un mur. Source : H. Dessales (Archéologie en chantier). Figure 24 : relevé au scanner laser et prise de photos. Source : Çatalhöyük Project. Figure 25 : Technique d’élaboration d’orthographies Source : https://f.hypotheses.org/wpcontent/blogs.dir/2741/files/2016/02/image1.jpeg. Figure 26 : Représentation d’une coupe longitudinale. Source : P. Raymond, A. Mondoloni (Inrap). Figure 27 : Décomposition semantique de la colonne Sud n°05 .Source : David Lo Buglio. Figure 28 : Confrontation entre le modèle théorique et la signature de courbures des colonnes du cloître de l’abbaye de Saint-Michel-de-Cuxa. .Source : David Lo Buglio. Figure 29 : Restitution de site de Pachacamac, Luis Cossi Salas. Source : Yingyang Peru. Figure 30 : Situation de du site archéologique de Pachacamac. Source : L’ateur (Google Earth). Figure 31 : Périmètre du site archéologique de Pachacamac. Source : L’auteur (Google Earth). 127

Figure 32 : Plan général du site Source : the Pachacamac archeological project. Figure 33 : l’idole de Pachacamac Source : Le projet Ychsma (Peter Eekchout). Figure 34 : l’édifice B15. Source : Projet Ychsma- Peter Eeckhout et Milton Lujan. Figure 35 : Plan de situation de l’édifice B15. Source : the pachacamac Archeological project. Figure 36 : Rapports des compagnes de fouille. Source : Peter Eeckhout. Figure 37 : Plan de l’édifice B15. Source Peter Eeckhout. Figure 38 : Plan général de fouilles de la compagne 2016. Source : Peter Eekhout (Projet Ychsma). Figure 39 : profil de l’unité 126. Source : Peter Eekchout (Projet Ychsma). Figure 40 : Plan général des fouilles de l’édifice B15. Source : Peter Eeckhout. (Modifiée par l’auteur). Figure 41 : Plan de l’unité 124 de l’édifice B15. Source : Peter Eeckhout. Figure 42 : Banquette en dénivelée 2. Source : Peter Eeckhout. Figure 43 : Banquette en dénivelée 1. Source : Peter Eeckhout. Figure 44 : Peinture murale à l’entrée de l’enceinte 2. Source : Peter Eeckhout. Figure 45 : Canal à l’entrée de l’enceinte 1. Source : Peter Eeckhout. Figure 46 : Bassin de l’enceinte 1. Source : Peter Eeckhout. Figure 47 : boite en bois contenant de la poudre de spondyle (à gauche). Spondyle sculpté en forme de poisson (à droite). Source : Peter Eeckhout. Figure 48 : Pinceaux de peintures (à gauche). Pigment de peinture (à droite). Source : Peter Eeckhout. Figure 49 : Plan de fouille de l’unité 126. Source : Peter Eeckhout. Figure 50 : Chambre funéraire (à droite). Fausse tète (à gauche). Source : Peter Eeckhout. Figure 51 : Plan de fouille de l’unité 127 Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout). 128

Figure 52 : Superposition des murs de clôture. Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout). Figure 53 : Plan de fouille de l’unité 126 (compagne 2016). Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout). Figure 54 : Détail du pot de céramique Source : Peter Eeckhout (Projet Ychsma). Figure 55 : Plan de fouille de l’unité 130. Source : Peter Eeckhout (Projet Ychsma). Figure 56 : Phases de constructions de l’édifice B15. Source : l’auteur. Figure 57 : Analyse et préparation du nuage de point (Recap). Source : l’auteur. Figure 58 : Géoréférencement du projet (Revit). Source : l’auteur. Figure 59 : Paramétrage des phases de construction du projet (Revit) Source : l’auteur. Figure 60 : superposition des plans pour la modélisation. Source : l’auteur. Figure 61 : Modélisations des structures de l’enceinte 4 et 7 (Revit). Source : l’auteur. Figure 62 : Maquette globale des phases de construction (Revit). Source : l’auteur. Figure 63 : Maquette de l’état existant de l’édifice B15 (Revit). Source : l’auteur. Figure 64 : Modélisations des structures de l’enceinte 4 et 7 (Revit). Source : l’auteur. Figure 65 : Affectation des paramètres partagés (Revit). Source : l’auteur. Figure 66 : Retranscription des textes associés aux objets 3D (Revit). Source : l’auteur. Figure 67 : Emplacement des peintures murales. Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout) Figure 68 : les peintures murales du temple peint. Source : Bennet Greig 1938 (British Museum online). Figure 69 : Fragment de peinture et blocs de pierre. Source : Projet Ychsma (Peter Eeckhout). Figure 70 à 82 : Illustrations personnelles.

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