Relevés et modélisations de bateaux d’exception.
Enjeux et techniques pour le relevé des bateaux classés Monuments Historiques.
L’utilisation des illustrations ce-dessous ne peut se faire qu’après acceptation des auteurs.
Navale
- Kifanlo part4 – Evaluating deformations from surface comparison
- Kifanlo part3 – Evaluating deformations from cut sections
- Kifanlo part2, creating cut sections
- Boat Survey: Kifanlo several technics comparison
- Photogrammetry : boat surveys
- Photomodélisation et modélisation d’un bateau
- Photomodélisation et modélisation d’un bateau
- Modélisation numérique du Vezon
- Revue d’histoire maritime numéro 18
Enjeux
La Bretagne est la première région française pour le nombre des bateaux protégés au titre des monuments historiques : 27 bateaux classés y sont en effet rattachés, soit près du quart du total national. Parmi les derniers classements, signalons «Patron François Morin», ancien canot de sauvetage d’Ouessant, «Danycan», sloop bermudien de plan Cornu, «La Janine», ancien caseyeur camaretois, «Minahouet II », ancien pilote de Gironde…. qui sont venus rejoindre, en 2010, les autres unités, bateaux de travail et de plaisance déjà protégés. Les propriétaires sont tant privés que publics, et souvent gérés au quotidien par des associations.
La restauration de ces monuments historiques est placée sous le contrôle scientifique de l’État, au travers des missions données par la DRAC aux experts nationaux, et par l’action de la conservation régionale des monuments historiques. Un conservateur du patrimoine et un architecte des bâtiments de France sont en effet, entre autres missions, en charge de cet aspect particulier de notre patrimoine. Des subventions sont régulièrement accordées aux propriétaires qui doivent faire restaurer leur patrimoine : en 2010, ce sont 359 610 euros qui ont ainsi été accordés par l’Etat. Les collectivités (Région Bretagne, départements…) sont également très présentes dans ce domaine.
L’autre versant de l’aide de l’État se concentre sur l’aspect scientifique et technique avec la mise en place de dossiers de restauration après chaque intervention afin de constituer un véritable « dossier d’œuvre » pour chaque bateau, comportant plans, relevés des restaurations effectuées, description des travaux, photos, etc… qui servira à documenter le bateau pour les interventions futures.
Cependant, cet aspect se heurte à plusieurs difficultés : le coût de ces opérations et l’établissement d’une méthodologie qui permettrait d’acquérir les données lors, par exemple, d’un grand carénage, et de pouvoir d’une part les partager (avec le maître d’œuvre, les experts mandatés par le Ministère de la Culture, le propriétaire, le public etc) et d’autre part de les conserver afin qu’un véritable suivi sanitaire puisse être établi au fil des années.
Le projet
En 2012 le Ministère de la Culture et de la Communication lance un appel d’offre pour la création de “Services Numériques Culturels Innovants” pour lequel le laboratoire GERSA de l’Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Nantes (ENSA Nantes), gagne le concours. Les chercheurs de cette équipe ont, en effet, développé des outils méthodologiques reconnus concernant les relevés patrimoniaux et leur mise en forme.
La proposition a été de constituer une base de données pour les concepteurs et les propriétaires de bateaux classées comme monuments historiques, afin de préserver le patrimoine, d’enrichir les connaissances et d’offrir un accès public aux informations, tout cela en temps réel. Cela suppose de faire avancer en parallèle deux axes majeurs : le premier concerne la modélisation numérique des bateaux. Le modèle doit être parfaitement fidèle à l’état existant puisqu’il sert non seulement à décrire le bateau mais également à surveiller son état sanitaire. C’est en quelque sorte, une photographie 3D qui servira de référence pour les actions à venir.
Le deuxième axe dresse une archive contenant l’inventaire des techniques et des méthodes de construction des bateaux classés monuments historiques. Le classement au patrimoine est également un moyen de reconnaître et de transmettre les savoir-faire des professions maritimes et en particulier de la construction de bateaux.
Le patrimoine maritime a ceci de particulier, c’est qu’il ne peut être classé monument historique que s’il navigue. Ce qui implique le risque de perdre des pièces patrimoniales confrontées aux aléas de la navigation, soit par usure des éléments constitutifs, soit accidentellement par naufrage ou échouage. Les conservateurs sont donc soumis au risque de perdre les navires au cours d’un de leur périple, à la problématique de la conservation des bateaux, à leur restauration (jusqu’où restaurer sans dénaturer?) et à la difficulté de présenter ces trésors au public, du fait du déplacement permanent de la collection. On constate en effet, qu’un suivi trop partiel des flottes amène à déclencher trop tardivement les opérations de réparations, les rendant soit trop onéreuses, soit inutiles, le navire trop abimé, est irréparable.
Conservés, restaurés, reconstruits, les bateaux du patrimoine ne sont pas systématiquement relevés. S’ils le sont, c’est généralement sous une forme qui ne décrit que l’aspect général de l’unité. Si le l’objet est représenté, le processus est généralement ignoré. Or, il y a schématiquement, deux grandes familles de conception-construction très différentes : les bateaux de conception savante et industrielle et les bateaux de conception artisanale ou populaire.
Les premiers sont définis par une liasse de plans, selon des codes de représentation permettant de connaitre la forme. Toutefois, les procédés de construction, s’ils sont éventuellement renseignés, peuvent être soumis à modifications lors de la phase chantier. Les seconds, les navires de conception artisanale, ne possèdent que très peu d’éléments transmissibles à part la réalisation elle-même.
Il y a donc des bateaux, pièces uniques, auxquels n’est attaché aucun document descriptif, tandis que d’autres possèdent des éléments d’archives pouvant néanmoins diverger des objets construits. La méthode porte donc bien sur l’observation, l’enregistrement et la restitution des caractéristiques de construction qui peuvent distinguer et caractériser les différents chantiers.
Pour ce projet cinq bateaux ont été choisis : « France1 », « Janine », « Fleur De Mai », « Papa Poydenot » Et « Patron Francois Morin ». Cinq bateaux de différents types et différents âges : pour le premier, il s’agit d’un bateau de compétition, les deux suivants sont des unités de travail, les deux derniers des bateaux de sauvetage. Chacun a donc des particularités techniques et un mode de fonctionnement précis.
Méthodologie
Dans un premier temps, il s’agit d’enregistrer les navires. Plusieurs techniques sont disponibles parmi lesquelles a été retenu le scan laser. Il s’agit, avec le scan, d’enregistrer avec précision la forme de navires dont la géométrie peut avoir été fortement éprouvée avec le temps, de réaliser par là même un « instantané » de l’état du navire qui pourra servir par la suite de point de référence pour évaluer les dégradations et lancer les opérations de restauration.
Le premier traitement consiste à dresser un plan technique. Toutefois, contrairement aux usages en cours, il ne s’agit pas seulement d’un plan destiné à l’impression, mais d’une modélisation informant de l’ensemble des parties du bateau. La géométrie est reliée à une base de donnée ouvrant à des informations telles que le nom et la nature des pièces, leur position dans la structure, leur degré d’usure, leur origine. Cette base permet au gestionnaire d’avoir un carnet de bord interactif.
Le second traitement est une extension du précédent : la base accompagne une modélisation simplifiée, ouverte au public, autorisant l’exploration interactive des éléments du navire, soit virtuellement et interactivement avec un ordinateur, soit sur place, en Réalité Augmentée. Pour ce faire, un flash-code sera proposé, sur le navire, dans les musées ou les ports, ce qui permettra au visiteur d’avoir directement, sur son smartphone, sa tablette ou son miniportable, les renseignements liés à ce qu’il verra. Cette partie est encore en étude. L’idée générique du projet est d’éviter de multiplier les procédures dans la chaine allant de la gestion du patrimoine à la communication au grand public. Une même base, permet de cataloguer et de suivre les navires, puis d’offrir au public une source riche et vivante de renseignements.
Le projet ne cherche donc moins à faire un archivage de formes qu’un inventaire de techniques et modes de constructions. Le patrimoine s’exprime ici dans la reconnaissance et la transmission des métiers de la mer et plus particulièrement de la construction des bateaux.
Le relevé
Relevé, c’est observer, décrire et hiérarchiser. Si la méthodologie laser ne permet pas cette discrimination, le post-traitement de l’information va apporter ces distinctions pour retrouver les formes, les plans de pont, les superstructures, le gréement, les voilures et l’accastillage, les aménagements et les équipements, la répartition des pièces (charpente, partage de bordé), les ferrures et chevillages et enfin, les couleurs et les ornementations.
Chaque élément entre dans une base référentielle, la géométrie est liée à un descriptif sémantique, à des photographies, à un repérage géolocalisé.
Morel Mapping Workshop (MMW) a réalisé une numérisation ou lasergrammétrie avec une résolution supra millimétrique des bateaux à l’aide de scanners 3d de marque Leica de type temps de vol avec les modèles Scantation2 et C10 et de type différence de phase avec le modèle 6200.
Le logiciel utilisé pour l’enregistrement et l’assemblage des données est Cyclone avec les modules Scan pour le pilotage des capteurs, le module Register pour l’assemblage du nuage de points et l’orientation suivant les conventions de représentation de l’architecture navale. Ainsi chaque nuage de points inscrit dans un système de coordonnées de références est la matrice géométrique, véritable archive numérique des formes des bateaux. Les fichiers natifs Cyclone sont traitées sur site soit dans PC embarqué pour le modèle C10, soit à partir d’un PC de type MAC-book Pro avec 8 GO de RAM. La chaîne de traitement se poursuit au bureau à l’aide d’un PC de type IMAC avec 12 GO de RAM.
Le mode opératoire consiste à numériser les carènes, les ponts et les volumes intérieurs ce qui implique la mise en station du scanner depuis des angles de vues distincts mais avec la contrainte d’une co-visibilité .L’objectif est de tendre vers l’exhaustivité de la numérisation des éléments constructifs et des accastillages.
L ‘ensemble de la numérisation pour France1 représente 111 millions de points. Les données sont exportés aux formats PTS et PTY pour un volume de données de 3,2 GO Octets. La visualisation des nuages de points, consolidés et orientés, est assurée avec un logiciel open source Mesh Lab.
Par alternance avec les mesures du scanner 3d un reportage photographique de type panoramique a été réalisé à l’aide d’un capteur reflex Canon de type EOS 350D doté d’un objectif grand angle fish-eye, d’une focale de 15 millimètres et d’une tête panoramique Nodal Ninja. Ce dispositif permet l’enregistrement autour du point focal une rotation de 360° sur un plan horizontal complété par un cliché orienté vers le zénith et un autre vers le nadir. Ces 39 clichés sont ensuite fusionnés avec la technique d’assemblage d’images (stiching) pour dresser une image développée du panorama.
Réaliser une maquette 3d à partir d’un nuage de points nécessite dans un premier temps d’identifier les éléments constituant l’objet.
Dans le cas des bateaux il faut prendre connaissance, en parallèle, des plans et des techniques de tracé des bateaux (données théoriques) et s’appuyer sur des photos et le nuage de points (données réelles) pour déchiffrer les informations du scan.
Commence alors une phase d’interprétation où, à la lumière des informations collectées, on est en mesure de lire les formes de chaque entité du bateau et de comprendre l’agencement des pièces les unes par rapport aux autres.
Après cette étape vient celle de la reconstruction où chaque élément est retracé en respectant le plus possible à la fois les principes de construction des bateaux et la réalité d’un édifice qui a subi des déformations et/ou modifications au court du temps laissant des empreintes dans le nuage de points.
L’équipe du projet.
Laurent Lescop, architecte, docteur en sciences, enseignant et chercheur en sciences et techniques pour l’architecte à l’Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Nantes, il a porté le projet et dirigé la partie informatique et technique de la modélisation et coordonné les différentes sources du projet.
Christine Jablonski, est conservateur du patrimoine, conservateur des monuments historiques, CRMH, DRAC Bretagne ; membre permanent du Centre Michel de Boüard, CRAHAM, UMR (UCBN/CNRS) 6273, Université de Caen Basse-Normandie et membre titulaire de la commission nationale des monuments historiques.
Michel Cardin, architecte des bâtiments de France, conservateur délégué des antiquités et objets d’art pour les bateaux classés.
Christine Jablonski et Michel Cardin, ont dressé le catalogue des bateaux concernés et ont défini les plages durant lesquelles ceux-ci ont été accessibles pour être scannés, photographiés et diagnostiqués, en accord avec les propriétaires et/ou gestionnaires. Ils ont assemblé les documents historiques et construits la problématique de conservation et de diffusion auprès du grand public.
Jean-Louis Dauga, a été chef de base et formateur CN Glénans à Concarneau entre 1972 et 1979, puis responsable de formation technologique à l’Institut Nautique de Bretagne entre 1979 et 1986, puis directeur-formateur centre de formation Ateliers de l’Enfer, Douarnenez entre 1986 et 94. Il a fait ensuite de l’assistance à maitrise d’ouvrage en restauration à Douarnenez de 1998 à 2000 de l’ingénierie de conservation-restauration au Port-Musée de Douarnenez entre 2002 et 2011.
Sa qualité d’expert pour les bateaux classés a ouvert au projet les dimensions constructives des bateaux tout autant que la mémoire des métiers et des pratiques.
Didier et Marie Morel,
Architectes, ils sont gérants de MOREL MAPPING WORKSHOP sarl, à Vannes. La société réalise le relevé laser et la constitution du nuage de points et participe à la réalisation des plans techniques des navires. Le nuage de point sert dès lors de référence pour les opérations futures : la comparaison avec le premier relevé et un relevé ultérieur est déterminant pour la surveillance de la dégradation du navire.
Clémence Gabilleau, étudiante en Master 2 à l’ENSA Nantes a réalisé les modélisations 3D et a documenté l’ensemble des démarches techniques.
Vincent Guérin, Nicolas Lelong
Co-gérants de MGDESIGN, à Nantes ils ont récupérés la modélisation effectuée à l’ENSA Nantes et ont réalisé une version simplifiée, mais toujours associée à une base d’information, pour un traitement permettant d’utiliser la Réalité Virtuelle et la Réalité Augmentée pour la présentation au public. Ils ont également réalisé la version présentée à la Semaine du Golfe à Vannes.
Julia Heiser, en stage à L’ENSA Nantes et étudiante à la Hochschule Anhalt (FH), Dessau-Roßlau en Allemagne a réalisé la première étape de modélisation de FRANCE.
L’application interactive réalisée par MGDesign
Présentation au public
Presse :
Le voilier France du baron Bich mis à l’eau après sa rénovation à Arzal
Marine jeudi 11 avril 2013
Photos
450 000 euros de travaux
Vingt ans après sa dernière navigation pour la marine nationale à l’école de Lanvéoc-Poulmic (Finistère), quinze mois après le début d’une rénovation qui a coûté 450 000 € et quatre mois après sa présentation au Salon nautique à Paris, le voilier France, avec lequel le baron Bich participa à la Coupe de l’America dans les années 70, a retrouvé l’eau jeudi après-midi.
Certes ce n’était pas encore l’océan puisque c’est sur la Vilaine, à Arzal (Morbihan), qu’il a été posé à sa sortie de chantier, mais dimanche il rejoindra La Trinité-sur-Mer, son port d’attache où il sera baptisé le dimanche 12 mai.
Retrouvailles
« Il reste d’une rare beauté mais c’est sous voile qu’il est une pure merveille. C’est une machine à remonter le vent au degré près. » Bruno Troublé, qui sera son skipper, a suivi au quotidien la rénovation et connaît bien ce monocoque long de 19 m, à la coque bleue : il était déjà à sa barre en 1977 quand France fut éliminé en demi-finale, par Australia, dans l’America’s Cup à Newport (Etats-Unis). Hier, ses souvenirs sont remontés à la surface quand, pour cette mise à l’eau, il a retrouvé trois de ses anciens équipiers, Patrick Dubois, Ben Le Saout, et Patrice Quesnel. Le samedi 4 mai, ils seront sur le pont pour la première sortie officielle lors du Tour de Belle-Ile ou lors de la Semaine du Golfe, dans le Mor Bihan, du 6 au 13 mai. France redeviendra ainsi un navire école pour de jeunes navigateurs.
Visite en trois dimensions
Le public pourra alors approcher de près ce voilier classé monument historique en 1992 par le ministre Jack Lang. Mieux il pourra le découvrir de l’intérieur en trois dimensions, grâce à un CD coréalisé à l’occasion de sa rénovation par la direction régionale des affaires culturelles et l’école d’architecture de Nantes.
« Avec le projet Avel (pour Archi virtuel en ligne), l’objectif du ministère de la Culture est de garder une trace des 120 bateaux classés monuments historiques que compte la France, par la numérisation de leurs plans. Et la Bretagne est en pointe avec ses 30 navires : France est le premier, suivront Papa Poydenot, le canot de sauvetage SNSM à rames de Penmarc’h, et Patron François-Morin, la vedette SNSM d’Ouessant », expliquent Michel Cardin, conservateur délégué aux bateaux monuments historiques pour la Bretagne, et Didier Morel, architecte à l’école de Nantes. Ce CD sera notamment projeté sur l’esplanade du port de Vannes, lors de la Semaine du Golfe, et son application sera disponble sur Iphone et smartphone.
Le canot de sauvetage Papa Poydenot numérisé en 3D – Penmarc’h
samedi 06 avril 2013
Le Papa Poydenot, ancien canot de sauvetage à Penmarc’h, classé monument historique, a été numérisé en 3D, jeudi. Etaient présents Didier et Marie Morel, de Morel Mapping Workshop, une société vannetaise spécialisée dans la numérisation laser 3D, et Jean-Louis Dauga, expert auprès du ministère de la Culture pour les bateaux « de travail » du patrimoine, classés monuments historiques. Avec cette numérisation laser, le résultat sera 100 fois plus précis que les relevés manuels.
La numérisation du patrimoine maritime fait partie d’un projet nommé AVEL (Archives virtuelles en ligne), avec lequel Morel Mapping Workshop et ses partenaires ont remporté le concours de « Services Numériques Culturels Innovants » lancé par le ministère de la Culture et de la communication en 2012. À l’échelle nationale, 70 projets ont été retenus sur 250.
« C’est une première en France », explique Didier Morel. « À partir des mêmes données initiales (la numérisation laser 3D), on va pouvoir faire de la documentation technique et scientifique, pour les experts, ingénieurs et scientifiques, et une présentation grand public sous forme de visite virtuelle par internet, ou n’importe quel autre support (par exemple des applications sur des tablettes ou des smartphones). » La plupart des bateaux classés monuments historiques (22 en Bretagne, 120 en France) est invisible du grand public.
Si la numérisation d’un bateau comme le Papa Poydenot en elle-même ne prend qu’une journée, il faut ensuite compter entre un mois et un mois et demi de traitement informatique. Le premier bateau en ligne est espéré pour l’été.
Les bateaux classés historiques se visitent en 3D – Vannes
lundi 13 mai 2013
Didier Morel, architecte consultant ; Michel Cardin, architecte des Bâtiments de France ; Clémence Gabilleau, étudiante en architecture ; et Marie Morel.
Un projet d’archives virtuelles, bientôt accessibles en ligne, se propose d’inventorier le patrimoine maritime. Cinq navires ont déjà été mis en chantier.
Pourquoi ? Comment ?
Qu’est-ce que le Projet archives virtuelles en ligne (Avel) ?
C’est un programme de numérisation du patrimoine maritime, initié par la Direction régionale des affaires culturelles de Bretagne, une équipe de l’École nationale d’architecture de Nantes avec l’appui de partenaires privés.
Avel a profité de la Semaine du Golfe pour se faire connaître et présenter le résultat des premiers mois d’un travail qui vise à modéliser, en images 3D, des bateaux classés monuments historiques.
Quel est l’intérêt de ce projet ?
Le but est de valoriser le patrimoine maritime, de permettre à la fois la sauvegarde et la visite virtuelle en ligne de ces bateaux, sur des supports grand public : ordinateurs, smartphones et tablettes.
« Tenus de naviguer, les bateaux classés monuments historiques sont souvent en déplacement et peu accessibles », observe Michel Cardin, architecte des Bâtiments de France et conservateur des bateaux historiques pour la Bretagne.
Combien de bateaux sont concernés par ce projet ?
La France compte 120 bateaux classés, dont 30 en Bretagne. «Notre projet en a retenu cinq pour commencer : les bateaux de secours (Patron François Morin, Papa Poydenot) ;les bateaux de travail (La Janine, Fleur de mai) ; et les bateaux de course (France)», détaille Didier Morel, architecte, consultant à l’École nationale supérieure d’architecture de Nantes.
Où en est leur modélisation ?
La plus aboutie, présentée en avant-première lors de la Semaine du Golfe, est celle du France, l’ancien voilier du baron Bich.
« C’est le seul que nous avons eu le temps de modéliser et le plus simple pour tester nos outils de rétrocréation. C’est un bateau récent, de la fin des années soixante. Il vient d’être restauré à Arzal. Nous avons pu y accéder et nous faire préciser son fonctionnement avec des témoins directs. »
Le projet Avel se veut précis (2 millimètres de tolérance par rapport aux cotes originales) et didactique. Il restitue le bateau avec le maximum d’informations sur sa structure, son histoire, le contexte de sa construction, son usage.
Quand les visites virtuelles seront-elles possibles ?
Il reste à finaliser les choix techniques : la technologie pour la diffusion d’images en 3D sur écran tactile ; la négociation avec les fabricants des supports (smartphones, tablettes).
« Dans moins d’un an, nous devrions proposer des visites en ligne », avancent Didier Morel et Michel Cardin.
Denis RIOU.