Incendie de Notre-Dame : les architectes font appel à la 3D pour reconstruire la cathédrale

Les architectes chargés de reconstruire Notre-Dame de Paris suite à l’incendie du 15 avril font appel à des données en 3D pour reconstituer les plans de la cathédrale.

Un \"nuage de points\" avant l\'incendie de Notre-Dame de Paris au scan laser 3D, effectué avant 2016.
Un "nuage de points" avant l'incendie de Notre-Dame de Paris au scan laser 3D, effectué avant 2016. (ART GRAPHIQUE & PATRIMOINE)

La technologie 3D vient en aide aux architectes pour retracer les plans de Notre-Dame de Paris avant et après le grand incendie qui a ravagé sa toiture le 15 avril 2019. Depuis le sinistre, plusieurs sociétés détentrices de modélisations 3D de certaines parties de l'édifice se sont manifestées. Des sources très précises mais disparates.

Des millions de données brutes

"Avant 2010, nous ne disposons que de relevés à l'ancienne", des plans "redessinés de nombreuses fois, très partiels et très imprécis", explique Rémi Fromont, l'un des trois architectes en chef des monuments historiques responsables du chantier.

Une \"ortho-image\" en 3D de la cathédrale Notre-Dame de Paris avant l\'incendie.
Une "ortho-image" en 3D de la cathédrale Notre-Dame de Paris avant l'incendie. (ART GRAPHIQUE & PATRIMOINE)

Une cinquantaine de "scans" au laser de l'intérieur sont effectués à cette époque par le chercheur américain Andrew Tallon (décédé en novembre 2018) de l'université de Vassar, au nord de New York. Par la suite, d'autres intervenants comme les sociétés Art Graphique et Patrimoine, l'université de Bamberg en Allemagne ou encore l'éditeur de jeux vidéo Ubisoft scannent l'enveloppe extérieure, la charpente, l'intérieur de la flèche ou les beffrois et accumulent des données pour leurs usages respectifs (documentation historique et scientifique, reconstitution virtuelle de l'édifice).

Mais ces millions de données brutes sous forme de nuages de points ne constituent pas encore un ensemble uniforme à même de pouvoir dessiner un plan. En collaboration avec le CNRS, les architectes s'apprêtent à étudier toutes ces données et à les assembler dans un modèle 3D unique.

De plus, "on sait qu'il y a des manques", explique Rémi Fromont. "On n'a pas scanné systématiquement toutes les chapelles, les espaces au-dessus du déambulatoire, la tribune ou de multiples pièces fermées. Il reste toujours des petits bouts d'ombre", précise l'architecte.

Le travail de relevé effectué au lendemain de l\'incendie de Notre-Dame de Paris, en 2019.
Le travail de relevé effectué au lendemain de l'incendie de Notre-Dame de Paris, en 2019. (ART GRAPHIQUE & PATRIMOINE)

Des scans 3D au quotidien

L'Etat doit donc commander de nouveaux relevés dans le cadre d'un marché public et même enregistrer la position des débris. "Tout ce qui sort de la cathédrale aujourd'hui est un objet archéologique classé. Les chercheurs pourront retirer énormément d'informations à partir des bois calcinés, à condition de savoir d'où ils viennent".

Des mesures réalisées après l'incendie sont également indispensables pour consolider l'édifice. "Cinq jours après (l'incendie), nous commencions à déployer nos drones pour cartographier les dégâts extérieurs et intérieurs", avait expliqué Benoît Guillot, responsable du pôle drones de la société d'ingénierie Artelia lors d'une conférence organisée fin septembre à Los Angeles, aux Etats-Unis. Ces prises de vues, appelées orthophotographies, ont l'avantage d'une très bonne résolution à condition d'être replacées dans un plan en trois dimensions.

Capture en nuages points au laser 3D à l\'intérieur de la cathédrale Notre-Dame de Paris.
Capture en nuages points au laser 3D à l'intérieur de la cathédrale Notre-Dame de Paris. (ART GRAPHIQUE & PATRIMOINE)

Les sociétés Ge-A et Life3D utilisent également des scans 3D "au quotidien" sur le chantier afin de construire sur mesure des soutiens aux arcs-boutants et à la voute. "Si vous n'avez pas ce type de matériel sur ce type de chantier, vous ne travaillez pas", explique à l'AFP Denis Lachaud, le dirigeant de ces deux sociétés.

Mais "même sans scan, on arriverait à reconstituer cette charpente médiévale", relève l'architecte, dont les relevés manuels de cet assemblage en 2014 avaient duré un an. "Le scanner n'est qu'une machine qui nous permet d'y voir plus clair", souligne-t-il. "Il faudra un œil et un cerveau pour analyser" ces données et décider des actions à mener.