Avec les derniers développements des technologies de virtualisation 3D, il devient possible de créer un monde entièrement virtuel, mais qui serait aussi fidèle que l’original. Ces outils de simulation du réel ont permis aux chercheurs du CNRS de documenter le chantier de restauration de Notre Dame de Paris. Un projet de science participative qui a permis de faciliter et d'enrichir les échanges interdisciplinaires avec les différents corps de métier qui intervenaient dans la cathédrale.

Gargouilles, charpentes, murs, vitraux, cloches ou encore orfèvrerie... Dès le lendemain de l’incendie qui a frappé la cathédrale Notre-Dame de Paris, de nombreux scientifiques ont mis en commun leurs compétences au service de l’édifice endommagé et au service des équipes chargées du chantier de sa restauration. Des centaines de chercheurs et artisans ont pu s'immerger dans un double virtuel à taille réelle de Notre Dame installé dans les locaux de la Cité de l'architecture et du patrimoine de Paris.

La cathédrale virtuelle est devenue au fil de ses développements un véritable patrimoine numérique. Une cathédrale de la connaissance qu’il faut préserver pour les générations futures, précise Livio De Luca directeur de recherche au CNRS et responsable du groupe de travail « Données numériques » du Chantier scientifique Notre-Dame.

Un projet de double numérique qui a été développé en collaboration avec le laboratoire modèles et simulations pour l’architecture et le patrimoine (MAP) : « Ce système que nous avons mis en place a permis d'intégrer plusieurs états temporels de la cathédrale. Tout d'abord, il y a eu l'urgence de cartographier les vestiges qui étaient tombés au sol. Et pour cela, nous avons mis au point des dispositifs de numérisation quadridimensionnel avec, par exemple, le recours aux archives photos afin de comparer l'état de la cathédrale avant et après incendie. Ce projet a abouti en quelque sorte à la construction d’une cathédrale de la connaissance qui fait désormais partie de notre patrimoine. Aujourd'hui, se pose la question de comment mettre à disposition ces objets numériques qui sont une extension des objets matériels et de les transformer en véritable bien commun pour les générations futures. »

Percer les mystères de la construction de Notre-Dame

Les chercheurs ont étudié, par exemple, le type de sylviculture appliqué aux forêts du Moyen-Âge qui avait permis aux bâtisseurs de Notre-Dame de prélever le bois pour la charpente du monument. Des informations essentielles pour les artisans qui ont mené une restauration à l’identique.

Outre le bois, huit autres axes de recherches ont été lancés dès 2019. En tout, près de 200 chercheurs du CNRS se sont intéressés à la pierre, aux vitraux ou encore à l'acoustique de Notre Dame. Notamment, en simulant la présence de musiciens et de chanteurs sous la forme d’avatars numériques afin de retrouver l’acoustique originelle de la cathédrale.

Remettre à la bonne place chaque vestige détruit par l’incendie

Ce jumeau numérique a permis aux scientifiques et aux artisans chargés de la restauration de confirmer les hypothèses de localisation de chaque pièce, de chaque débris numérisé, en les manipulant virtuellement dans cet espace 3 D. 

Alors que le chantier de restauration de Notre-Dame est désormais terminé, les recherches scientifiques, elles, continueront dans les laboratoires à travers une plateforme 3D qui répertorie l'ensemble des données récoltées. La cathédrale numérique a permis aussi d’organiser des installations en réalité virtuelle pour que le grand public, à l’aide de casques immersifs, puisse à son tour découvrir les secrets de cet édifice légendaire.