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Conservation du patrimoine

Enseignement d’exploration CIT (Création et innovation technologiques) puce Seconde

Introduction

Cette étude de cas vient s’intercaler entre les études starters et le mini-projet. Elle sera associée à d’autres études de cas.

Elle consiste en l’étude générale des moyens de reproduction, d’archivage dans le cadre de la conservation du patrimoine.

Le but est de commencer par l’analyse des besoins liés à la conservation du patrimoine pour finir par la recherche et l’étude des techniques passées et actuelles permettant la conservation du patrimoine.

On peut amorcer la séquence en visionnant un extrait du film D-Day, ils ont inventé le débarquement, notamment l’interview de Michel L’Hour, archéologue sous-marin et conservateur général du patrimoine au sein du DRASSM (Département des recherches archéologiques subaquatiques et sous-marines), qui justifie l'intérêt porté aux épaves du débarquement dans l'histoire de l’archéologie sous-marine.

Dans cette étude, on va aussi mettre en avant des outils numériques utilisés actuellement par l’institution patrimoniale. On pourra aller jusqu’à la production d’une maquette (imprimante 3D), éventuellement la simulation en temps réel dans un caisson immersif de réalité augmentée (sous réserve de la disponibilité de ces équipements dans l’établissement scolaire). On pourra s’appuyer sur le témoignage de Nicolas Serikoff, ingénieur 3D, qui explique les modalités techniques de l’intervention de Dassault Systèmes pour la préservation d’une barge du débarquement ou la reconstitution des ports artificiels.

Objectifs

  • Analyser l’importance de la conservation du patrimoine des objets accessibles ou non.
  • Énumérer les différentes méthodes antérieures et actuelles d’obtention morphologique des œuvres et plus généralement de conservation d’éléments du patrimoine accessibles ou non.
  • Analyser et comparer les types de sauvegarde possibles par rapport aux méthodes employées : bases de données ou duplication des pièces.
  • Analyser des images 3D issues des sonars lors de l’expédition D-Day, l’Odyssée.
  • Utiliser des outils de numérisation 3D pour récupérer les formes des œuvres.
  • Analyser des fichiers 3D issus de différents capteurs et les comparer avec d’autres données.
  • Utiliser un caisson immersif de réalité virtuelle pour visionner les objets.
  • Valider cette étude de cas par une présentation.

Prérequis

  • Utiliser des outils de recherche de type Internet.
  • Utiliser des outils de présentation de type Office.
  • Connaître le fonctionnement des scanners 3D.
  • Utiliser un logiciel de traitement de nuages de points.

Organisation

Séquence organisée en quatre grandes étapes :


Séance 1 :

  • analyser l’historique de la conservation du patrimoine et son importance pour la société ;
  • inventorier les méthodes antérieures et actuelles d’obtention morphologique des œuvres ;
  • inventorier les méthodes et techniques de sauvegarde anciennes des œuvres du patrimoine ;
  • inventorier les méthodes et techniques de sauvegarde modernes d’éléments du patrimoine.

Séance 2 :

  • utiliser un outil de numérisation 3D pour récupérer la morphologie d’une statue ;
  • mettre en œuvre un outil de traitement de facettes sur des fichiers scannés ;
  • mettre en œuvre un outil de traitement de points sur des fichiers 3D issus des sonars ;
  • mettre en avant une cartographie d’écart pour analyser l’usure d’une œuvre ;
  • identifier et réaliser une reconstruction sommaire d’une épave à partir de plans ou de données.

Séance 3 : préparer un diaporama de présentation.


Séance 4 : présentation des résultats.

Durée

Séance 1 : Historique de la conservation du patrimoine : Deux séances d’1 h 30

Séance 2 : Numérisation et traitement 3D d’un élément du patrimoine : 1 h 30

Séance 3 : Réalisation d’un diaporama : 1 h 30

Séance 4 : Présentation orale des résultats : 1 h (ou plus si des outils de réalité virtuelle sont disponibles dans l’établissement)

Séance 1 : Historique de la conservation du patrimoine

Durée

Deux séances d’1 h 30

Objectifs

  • Analyser l’importance de la conservation du patrimoine pour notre société.
  • Inventorier toutes les méthodes et techniques de reproduction classique d’une œuvre.
  • Inventorier toutes les méthodes et techniques de mesure, de relevé et de représentation des objets qui restent facilement accessibles ou pas.

Problématique

Pourquoi la conservation du patrimoine est-elle capitale pour notre société ?

Détailler toutes les étapes historiques ayant amené l’institution patrimoniale aux choix d’aujourd’hui.

Quelles sont les méthodes passées et actuelles pour archiver une œuvre ?

Type d'activités

Chaque élève du groupe analyse et répond à une des problématiques posées :

  • élève 1 : historique et importance de la conservation du patrimoine ;
  • élève 2 : analyse des méthodes et techniques de mesure, de relevé et de représentation d’une œuvre, d’un élément du patrimoine ;
  • élève 3 : analyse des méthodes de reproduction d’une œuvre.

Les élèves regroupent leurs informations dans un diaporama commun.

Modalités d'organisation

Travail par équipes de trois élèves.

Matériels

  • PC avec accès internet ;
  • logiciels de création d’un diaporama.

Ressources

L’archéologie sous-marine et les épaves du débarquement L’archéologie sous-marine et les épaves du débarquement Les systèmes d'imagerie acoustique Les systèmes d'imagerie acoustique Écrans d'images 3D Écrans d'images 3D Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Vue d'ensemble Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Vue d'ensemble Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Coupe verticale Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Coupe verticale Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Détail Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Détail ROV sur une barge ROV sur une barge Image d'une barge par le sondeur multifaisceau Image d'une barge par le sondeur multifaisceau Image d'une barge par le sonar à balayage latéral Image d'une barge par le sonar à balayage latéral Exemples d'images sonar sur différentes épaves

Séance 2 : Numérisation et traitement 3D d’un élément du patrimoine

Durée

1 h 30

Objectifs

  • Utiliser un outil de numérisation 3D de type EXAScan, MetraSCAN…
  • Analyser le système existant (rôle des pastilles, triangulation optique, type de résultats obtenus, taille des fichiers…).
  • Finaliser un modèle 3D issu d’un scanner ou d’un sonar 3D en utilisant un logiciel de traitement de facettes.

Problématique

Comment mettre en œuvre un système de numérisation 3D (préparation et scanner de la pièce) ?

Vérifier la pertinence du choix du système en fonction de différents critères : accessibilité de la pièce, sa taille et sa texture.

Comment analyser et compléter un modèle 3D issu d’un scanner ou d’un sonar 3D ?

Type d'activités

Les trois élèves utilisent tour à tour les outils de numérisation 3D disponibles afin de numériser une statue par exemple.

Ils finalisent le modèle numérique 3D obtenu en utilisant un logiciel de traitement 3D.

Plusieurs études complémentaires sont possibles :

  • comparaison avec un fichier fourni simulant l’usure du temps, réalisation d’une cartographie d’écart entre les deux modèles numériques ;
  • comparaison entre le système utilisé en classe et celui utilisé par les ingénieurs de Dassault Systèmes (scanner laser Focus3D de la société Faro).

Les élèves réalisent un traitement de données sur les images 3D issues des sonars.

Modalités d'organisation

Travail par équipes de trois élèves.

Matériels

  • un ou plusieurs scanners 3D de type EXAScan ou MetraSCAN ;
  • un ordinateur avec logiciel de numérisation 3D de type VXelements ;
  • un logiciel de traitement de fichiers STL de type Geomagic Studio ;
  • une ou plusieurs œuvres ;
  • des images 3D issues des sonars (fichiers STL).

Ressources

La reconstitution numérique d'une péniche de débarquement La reconstitution numérique d'une péniche de débarquement Écrans d'images 3D Écrans d'images 3D Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Vue d'ensemble Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Vue d'ensemble Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Coupe verticale Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Coupe verticale Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Détail Image du LST 523 par le sondeur multifaisceau - Détail ROV sur une barge ROV sur une barge Image d'une barge par le sondeur multifaisceau Image d'une barge par le sondeur multifaisceau Image d'une barge par le sonar à balayage latéral Image d'une barge par le sonar à balayage latéral Exemples d'images sonar sur différentes épaves

Séance 3 : Réalisation d’un diaporama

Durée

1 h 30

Objectifs

  • Réaliser un diaporama.
  • Synthétiser les informations essentielles en vue d’une présentation orale.
  • Préparer une présentation orale.

Problématique

Comment retranscrire les informations essentielles dans un diaporama ?

Préparer une présentation orale.

Type d'activités

Les élèves travaillent par équipes de trois pour regrouper l’ensemble des informations relatives au sujet sur la conservation du patrimoine. Ils doivent synthétiser l’ensemble des données récoltées.

Modalités d'organisation

Travail par équipes de trois élèves.

Matériels

  • PC avec accès internet ;
  • logiciels de création d’un diaporama.

Ressources

La reconstitution numérique d'une péniche de débarquement La reconstitution numérique d'une péniche de débarquement

Séance 4 : Présentation orale des résultats

Durée

1 h (ou plus si des outils de réalité virtuelle sont disponibles dans l’établissement)

Objectifs

  • Prendre la parole devant une assemblée.
  • Organiser la prise de parole dans le groupe.
  • Utiliser les outils modernes de présentation.
  • Utiliser un caisson immersif.

Problématique

Comment optimiser une présentation orale sur un sujet donné ?
Comment faire ressortir les informations essentielles d’une étude ?

Type d'activités

Les élèves présentent leur dossier technique devant la classe et essayent de susciter des questions et remarques de la part des camarades de classe.

L’enseignant profitera de cette séance pour intégrer la notion et l’utilisation d’un caisson immersif de réalité virtuelle ou de tout autre outil de réalité virtuelle.

Modalités d'organisation

Travail par équipes de trois élèves.

Matériels

  • PC avec accès internet ;
  • logiciels de création d’un diaporama ;
  • vidéoprojecteur ;
  • caisson immersif ou d’autres outils de réalité virtuelle.

Ressources

La reconstitution numérique des ports artificiels La reconstitution numérique des ports artificiels