L’informatique au service de l’archéologie

« Nous avons trouvé au moins trois tibias gauches à l’intérieur… ce qui indique la présence d’au moins trois chats dans cette momie. Et la tête est faite d’une pelote de ficelle ! » Cette révélation va accroître la fascination des chercheurs et du public pour cette momie égyptienne vieille de 2 500 ans qui a dévoilé ses secrets sans même avoir été ouverte : les chercheurs en ont fait une impression 3D en taille réelle (40 cm) et transparente que l’on peut voir près de son modèle, au musée des Beaux-Arts de Rennes. 

Cette reproduction à l’identique est le fruit d’une collaboration rennaise entre informaticiens et archéologues dans le cadre du projet de recherche Introspect¹. « Nous avons commencé par numériser la momie par une technique d’imagerie médicale qui utilise les rayons X pour réaliser des coupes par balayage² », explique Valérie Gouranton, spécialiste en informatique à l’Insa³ de Rennes. Cela a permis à l’équipe de créer le modèle 3D en 2019. « Sans cette numérisation, il aurait fallu ouvrir la momie pour en analyser l’intérieur et donc la détruire », précise Grégor Marchand, archéologue CNRS à l’Université de Rennes 1.

Donner une seconde vie

L’impression 3D n’est qu’un des aspects du projet Introspect. « La momie de chat n’a pas été ouverte après la numérisation, mais c’est le cas de certains vestiges archéologiques », poursuit Grégor Marchand. Et pour étudier sans risque de destruction, rien de tel que la réalité virtuelle. « C’est particulièrement utile aux étudiants, pour savoir quoi chercher et comment ne pas abîmer l’objet… Mais c’est aussi pratique pour les archéologues aguerris ! »

En effet, la réalité virtuelle permet de donner une seconde vie aux vestiges déjà fouillés, pour prolonger les recherches et faire, éventuellement, de nouvelles découvertes. Pour cela, les chercheurs ont développé Inside, un outil de fouille numérique. L’objet est représenté en 3D sur une interface interactive : l’archéologue peut manipuler chaque élément sur un écran, à l’aide d’un stylet. Il peut même utiliser une règle pour ses mesures, une lampe-torche virtuelle pour observer les reliefs et annoter ses recherches.

« C’est de l’archéologie 2.0 ! »

CAD'INDUS - Pour étudier la momie, les chercheurs ont réalisé plusieurs impressions 3D.

Des méthodes différentes

Les chercheurs ont aussi eu l’occasion de travailler à plus grande échelle, comme sur le site archéologique de Beg-er-Vil, vieux de 8 000 ans, près de Quiberon. On y trouve un village de pêcheurs du Mésolithique⁴, recouvert par 2 m de sable. Grégor Marchand y conduit des fouilles depuis 2012 et s’est associé au projet Introspect pour reconstituer le site en 3D. « Nous avons transmis à nos collègues des disques durs entiers de données, issues de 8 ans de fouilles », raconte l’archéologue. Un vrai casse-tête pour les chercheurs en informatique... Autre difficulté : « Nous devions recouvrir le site entre deux années consécutives de fouilles, notamment pour le protéger en période de forte fréquentation touristique. Nous n’avions pas toujours les mêmes repères d’une année à l’autre. Il arrivait qu’on rouvre certaines zones, mais pas forcément au même endroit. » Des paramètres faciles à prendre en compte pour les archéologues, mais pas instinctifs pour les chercheurs en informatique. « Nous avons dû apprendre à travailler ensemble, malgré nos méthodes différentes », confie Ronan Gaugne, ingénieur de recherche à l’Université de Rennes 1 et directeur technique de la plateforme Immersia.

Les fouilles de Beg-er-Vil ont permis l’accumulation de données très variées. Mais comment représenter virtuellement les spécificités chimiques ? « Nous avons transformé le pH en véritable objet, en utilisant des billes de différentes couleurs qui symbolisent les taux d’acidité. » Le pH est très utile en archéologie car il permet de déterminer les zones où les objets sont susceptibles d’être le mieux préservés : moins le milieu est acide, plus il a des chances d’être préservé. D’autres mesures ont été faites sur le site, comme les taux de phosphore ou de cuivre, qui peuvent ainsi être rendues visibles.

Des questions éthiques

« Il y a des choses en informatique qu’on ne sait pas encore faire », reconnaît Valérie Gouranton. Par exemple, le vide est un paramètre difficile à matérialiser : « On aimerait utiliser la réalité virtuelle pour reconstituer plus facilement des puzzles de pièces archéologiques. Mais certaines ont disparu au cours du temps. » La prise en compte de ces espaces creux est un défi aujourd’hui. Des questions éthiques émergent aussi en matière de représentation. « Nous avons analysé l’intérieur de la momie de chat, mais peut-on faire de même avec une momie humaine ? Il y a peut-être des limites à poser, ou non, à nos recherches. »