Axe 2 – Élaboration et transmission de la connaissance

Porteur : CIREVE

Co-porteur : INRAP CEPAM ( UMR 7264 ) MSH MOM

L’utilisation des techniques de représentation numérique en 3D est aujourd’hui un fait acquis en SHS. Les pratiques sont diverses : modélisation à partir de relevés, modélisation d’hypothèses, saisie automatique par scannérisation ou photogrammétrie, réalité virtuelle, réalité augmentée… Cet axe d’étude a pour objectif principal de cerner les apports heuristiques liés à l’utilisation de la 3D en SHS. Il s’agira donc de montrer comment les outils liés à l’acquisition et la restitution des données 3D engendrent de nouvelles découvertes scientifiques et font évoluer autant les méthodologies que la représentation mentale de la réalité, la représentation visuelle que l’on en fait et de ce qu’on en a compris, et enfin, comment la nature même des données 3D peut influer sur leur diffusion et leur archivage

Impacts de la 3D sur la compréhension des objets étudiés

La 3D intervient dès la collecte des données, puis tout au long de leur étude. Il s’agira ici de cerner comment elle s’insère dans les processus habituels de collecte, ce qu’elle modifie, comment elle peut être utilisée comme outil de la recherche, et à quels résultats nouveaux elle amène. Collecte des données 3D  Comment la collecte des données est modifiée par la 3D ?  Comment s’approprier la modélisation 3D et ses produits pendant cette phase de collecte des données afin que cela devienne un outil d’élaboration de la connaissance dès le début du processus de recherche ?

Le fait de dessiner soi-même, par l’observation et les gestes que le processus demande, devient un réel outil d’investigation qui suscite déjà une certaine connaissance de l’objet observé. La 3D numérique apporte une couche supplémentaire de savoir dont il importe de comprendre et de mesurer les effets pour mieux cerner ses apports et ses inconvénients.

Étude (observation, description, analyse) à travers la perception en 3D « réelle » et « virtuelle »

L’axe 2 s’intéressera aux études exploratoires dans le domaine du « vécu de l’espace », en concertation avec le monde médical, les sciences cognitives et celles de l’ethnologie :

  • Comment s’élabore la vision mentale en 3D, la capacité à se repérer dans l’espace, comment se construit la mémoire d’un objet en volume ?
  • Quelles sont les différences selon les époques, les cultures, les apprentissages… ? La vue en perspective semble naturelle, mais elle n’est certainement pas la même pour tous.
  • Quel est l’impact de la représentation virtuelle 3D sur notre analyse du réel ?

Pour cerner ces questions, nous nous intéresserons à l’évaluation de la validité des études sur l’objet virtuel. Nous comparerons par exemple les différences ou les similitudes de résultats selon que l’étude d’un bâtiment est réalisée sur une maquette virtuelle ou physiquement sur place. En quoi la présence dans le virtuel diffère-t-elle de la présence dans le réel ?

De nouvelles pratiques émergent aujourd’hui. Elles concernent, par exemple, l’interprétation de sites archéologiques difficiles à comprendre par le biais de l’immersion dans la réalité virtuelle : est restitué ce qu’il est possible d’interpréter avec quelque sûreté puis sont observées des personnes se déplaçant virtuellement dans ce site pour tenter de faire naître des idées nouvelles. Pour valider scientifiquement ces expérimentations, il faut évaluer la notion de présence en réalité virtuelle. La présence fait appel à l’aspect subjectif de l’individu. Tout repose sur le comportement au sens large du sujet dans l’environnement virtuel, sur la sensation « d’être là ». La présence est un concept multidimensionnel comportant des aspects psychologiques, cognitifs (l’attention portée par le sujet), mais aussi des aspects sensori-moteurs (déplacement dans l’univers, perception des informations). Une thèse commence à l’Université de Caen (en cotutelle avec l’Université de Montréal au Canada) qui aura précisément pour objet d’étudier les paramètres qui font qu’un sujet se sent ou non présent dans un monde virtuel. Il s’agira d’en tirer des conclusions pour les expérimentations à la fois dans le domaine médical et dans le domaine patrimonial.

L’acquisition d’un objet en 3D, permet d’obtenir des informations primordiales pour étudier sa morphologie. Ce processus induit un système de référence, des notions de volumes et de positionnement dans l’espace (centré, normalisé, orienté). La nature même de ces données impacte la nature de la documentation collectée, modifie et enrichit les méthodes d’analyse. De plus, les logiciels de traitement 3D proposent des gammes d’outils variés (l’inspection et la micro topographie de surface, l’extractions de courbes…) offrant de nouvelles perspectives dans l’analyse scientifique du mobilier archéologique.

Seront également comparés les rôles de la maquette réelle (vestiges restitués ou non, visualisation à l’échelle 1 ou à l’échelle réduite à travers l’impression 3D par exemple) et de la maquette virtuelle, leurs différences et similitudes (usages, perception, …) pour la restitution et l’expérimentation.

Nous nous interrogerons enfin sur le processus de restitution lui-même comme outil de compréhension. La 3D numérique n’est pas à l’origine de ce processus, mais elle offre des outils supplémentaires pour représenter, visualiser, tester et valider des hypothèses (différentes versions de la maquette suivant les hypothèses, l’évolution de la connaissance, l’évolution chronologique des vestiges – la 4D). La 3D numérique est ainsi particulièrement utile pour comprendre la fabrication d’un objet, le fonctionnement ou l’utilisation d’une machine. Dans ce dernier cas, elle pourrait aussi, par le biais de l’archéologie expérimentale, apporter des moyens d’étude complémentaires à l’analyse des textes antiques (Vitruve par exemple).

Impact de la 3D sur la diffusion de la connaissance

La transmission des résultats de la recherche à différents publics utilise désormais abondamment des représentations 2D ou en 3D de données nativement en 3D. On s’interrogera ici sur l’évolution de ces représentations scientifiques et sur les modalités de leur diffusion.

  • Comment présenter les résultats ? Seront abordées les questions de la sémiologie graphique et de la représentation en 2D et 3D, de l’évolution du langage visuel sous l’influence des logiciels, de leurs concepteurs et de leurs utilisateurs, de l’innovation graphique et visuelle avec le recours à la réalité virtuelle et à la réalité augmentée
  • Que diffuser et comment ? Quel état du modèle diffuser ? Il faut expliquer que le modèle numérique a été figé à un temps T de l’étude et qu’il n’est « que » le reflet des connaissances à un moment donné : une restitution n’est théoriquement jamais définitive. Nous nous interrogerons sur la publication de modèles en ligne : pour faire quoi, pour qui, et comment (indexation, informations jointes, exigences scientifiques et techniques, modalités pratiques d’accès, droits…) et sur la publication des résultats (articles, ouvrages, rapports de fouille, …) avec des supports permettant la visualisation en 3D

Impact de la 3D sur la conservation des données

Archivage et spécificités des données 3D

Les technologies liées à la 3D conduisent à l’accumulation d’une quantité considérable de données. Il faut comprendre ce qu’on peut tirer de ces masses de données d’un point de vue scientifique, et en déduire l’impact sur l’archivage (quels seraient ses objectifs, doit-il être repensé ?).

  • Que faut-il archiver ? Sera abordée la notion de tri et de choix de la documentation 3D : conserver les questionnements à l’origine de l’élaboration du modèle, et les documents permettant de comprendre le cheminement intellectuel (et technique) qui a amené au modèle final.
  • Comment archiver ? Le questionnement se fera ici en lien avec l’axe 3 sur l’arborescence des dossiers, les lots, les nommages, les formats, les métadonnées…

Archivage et conservation patrimonial

  • Comment le virtuel peut-il devenir un outil de conservation ? Comment peut-il, par exemple devenir un outil d’aide à la prescription dans le cadre de travaux de consolidation/conservation sur les monuments classés. Seront abordées la question de la pérennité des données numériques et la notion de conservation par la connaissance.