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Jumeaux numériques : la nouvelle dimension du patrimoine

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    Résultat du traitement des photos prises du château de Champs-sur-Marne en suivant un plan de vol (HelloCapture - CMN)
  • Les jumeaux numériques s’imposent progressivement dans le champ du patrimoine, portés par les progrès de la 3D et de l’intelligence artificielle. Entre nouvelles possibilités d’usage, gains de temps et questions de méthode, ces outils ouvrent de nouvelles perspectives aux professionnels.

    Dans le domaine du patrimoine, le terme de "jumeau numérique" ne fait pas consensus. "Cela impliquerait qu’on ait une représentation exacte du patrimoine, ce qui n’est pas tout à fait le cas aujourd’hui", indique Patrick Bergeot, directeur du programme France 2030 "CMN Numérique" au Centre des monuments nationaux (CMN). "Par ailleurs, un jumeau numérique vit dans le temps et cette notion n’est pas encore très développée dans notre domaine". Ainsi, l’établissement public (sous tutelle du ministère de la Culture) préfère les termes de "représentation numérique" ou de "modèle numérique".

    Au-delà de la terminologie, ce principe se compose de différentes technologies qui ont évolué ces dernières années afin d’offrir plus de rapidité, mais aussi plus de cas d’usage pour les professionnels du patrimoine. "Il faut d’ailleurs regarder à la fois les technologies et les méthodes", précise Morgane Estavoyer, cheffe de projet au CMN. "Vous pouvez avoir de supers outils et ne pas documenter le modèle 3D au risque de le rendre inutilisable."

    Les scanners dynamiques constituent une avancée au niveau de la captation. Ils sont désormais capables de fonctionner en mouvement et de gagner du temps, notamment sur les sites difficiles à fermer au public. "Le château de Champs-sur-Marne a pu être numérisé en seulement trois heures !", s’enthousiasme Morgane Estavoyer. "C’est une sacrée avancée selon les usages, car le niveau de précision est un peu moins performant."

    Selon Thomas Guillet, ingénieur commercial chez Art Graphique & Patrimoine (AGP), les principaux types de livrables - nuages de points, orthoimages, orthophotos ou encore maquettes BIM - n’ont pas fortement évolué ces dernières années. "Le changement s’est fait au niveau de la mise à disposition des éléments", souligne-t-il. "Les modèles que nous concevons pèsent des dizaines, voire des centaines de gigas. Aujourd’hui, avec les visionneuses 3D, on peut avoir accès aux jumeaux numériques en ligne de manière très fluide et de haute qualité. Une chose impossible avant !"

    IA, 3DGS,... des technologies prometteuses

    Dans le cadre de ses expérimentations, le CMN a pu aussi tester à l’hôtel de la Marine, place de la Concorde, à Paris, la technologie émergente de 3D Gaussian splatting (3DGS), une technique de capture et de représentation 3D réalisée à partir de photographies et restituée de façon photoréaliste. "Le 3DGS est impressionnant et sert davantage le monde de la médiation culturelle et scientifique", explique Patrick Bergeot.

    Bien sûr, l’intelligence artificielle représente une nouvelle piste pour la création de modèles numériques. Concernant la détection automatique de pathologies sur les bâtiments, le CMN a testé Inspekt AI. "À partir d’un modèle 3D du monastère de Saorge, dans les Alpes-Maritimes, l’outil a détecté près de 72 000 pathologies", déclare Patrick Bergeot. "Si la pertinence doit être réellement déterminée, Inspekt AI est très prometteur."

    Pour AGP, l’IA est davantage vue comme une nouvelle palette d’outils pour optimiser les processus : création d’outils permettant de nettoyer automatiquement les nuages de points, de quantifier rapidement des pathologies, de supprimer des défauts, ou encore de recoloriser d’anciennes images dédiées à la médiation, etc. "En revanche, les tests de "redessin" automatique sur des orthoimages sont très peu probants, voire quasiment inutilisables," constate Thomas Guillet.

    Mais certaines lignes rouges ne doivent pas être franchies pour autant. "L’IA générative peut servir à combler des espaces et cela marche de mieux en mieux", reconnait Patrick Bergeot. "Mais cela pose quand même des problèmes éthiques : dès lors que l’IA générative intervient, on ne restitue plus vraiment le réel."

    Pour aller plus loin

    Livre blanc "Le jumeau numérique dans le patrimoine : fantasme ou réalité ?", CMN, mars 2025.

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