Reseed MAM

/Laroche
USESE S
Fiche identité
Acronyme RéSeed
Titre Rétro-conception SémantiquE d'objEts patrimoniaux Digitaux
Title Semantic reverse-engineering of digital heritage objects
Instrument de
financement
DEFI 7 – Société de l’information et de la communication
Axe 1 - La Révolution numérique : rapports aux savoirs et à la
culture
Durée 2016-2021 à 53 mois
Partenaires 8 dont 4 laboratoires universitaires, 2 industriels et 2 institutions
Ressources
Humaines
20 chercheurs impliqués - 132 h.m
Budget 1 millions €
dont 650 k€ de subvention de l’Agence Nationale de la
Recherche
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Réalité Augmentée
L’Observatoire du Pic du Midi dans les Pyrénées
La série nationale des lunettes méridiennes
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Partenaires du
Consortium de recherche
Le projet
Objectifs du projet Concepts scientifiques
Le prototypeLes recherches scientifiques
Méthodologie Résultats scientifiques Résultats techniques
Les cas d’étude

Notre consortium interdisciplinaire
11 chercheurs impliqués dans le projet
+ 10 chercheurs spécialisés en appui
Laboratoires
EntreprisesInstitutions
Sciences de l’ingénieurSciences Humaines
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ü 11 chercheurs impliqués dans le projet
ü + 9 chercheurs spécialisés en appui
Laboratoires
ÉCOLE CENTRALE DE NANTES
LABORATOIRE DES SCIENCES DU NUMÉRIQUE DE NANTES (UMR CNRS 6004)
http://www.ls2n.fr
Le LS2N possède une longue expérience dans le domaine de la rétro-conception 3D des
machines anciennes [Laroche & al 2008]. Avec la nécessité d’intégrer et de capitaliser le
contexte, l’équipe de recherche IS3P a développé un savoir-faire dans la gestion des
connaissances patrimoniales.
Depuis une dizaine d’années, le LS2N a plus spécifiquement initié avec le Centre François Viète
une démarche d’analyse et de valorisation des machines et des procédés techniques anciens
grâce à la rétro-conception 3D. Cette collaboration s’inscrit dans le champ des humanités
numériques et de la connaissance patrimoniale au sens large [Hervy & al 2014]. Le LS2N et le
Centre François Viète sont membres du Groupe de Recherche Consortium 3D de la TGIR Huma-
Num ayant pour objectif de définir les nouveaux usages de la 3D pour le patrimoine et
l’archéologie.
A noter également que cette thématique alliant les sciences de l’ingénierie du numérique et les
sciences de l’humain est un axe transversal du laboratoire de recherche LS2N.
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Laboratoires
UNIVERSITÉ DE NANTES
CENTRE FRANCOIS VIÈTE EPISTÉMOLOGIE, HISTOIRE DES SCIENCES ET DES TECHNIQUES (EA
1161)
http://www.cfv.univ-nantes.fr
Le Centre François Viète anime l’essentiel de la recherche en histoire des sciences et des techniques dans le
Grand Ouest. A côté d’une démarche historique plus “traditionnelle” elle participe à une démarche de
recherche interdisciplinaire autour du numérique entre histoire des sciences et des techniques et sciences
pour l’ingénieur.
Le CFV possède une longue expérience dans le domaine de l’analyse historique des objets techniques dans le
cadre d’une démarche plus large en épistémologie et histoire des sciences et des techniques. Il bénéficie
d’une expertise reconnue en matière de patrimoine industriel et technique en coordination régulière avec les
institutions culturelles (ministère de la culture, musées…).
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Laboratoires
UTT : UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE TROYES
INSTITUT CHARLES DELAUNAY (UMR CNRS 6281)
http://www.icd.utt.fr
L’UTT a développé une expertise dans le domaine de la rétro-
conception à base d’entités fonctionnelles et d’entités de fabrication.
L’équipe de recherche s’est spécialisée dans l’analyse spatiale des
caractéristiques géométriques de nuages de points grâce à l’utilisation
d’outils de la géométrie algorithmique tels que les diagrammes de
puissances, graph de Reeb… L’UTT a également développé une
expertise permettant de modéliser la connaissance métier issue de
cette analyse de rétro-conception.
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Laboratoires
UTC : UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE COMPIÈGNE
LABORATOIRE ROBERVAL (UMR CNRS 7337)
http://roberval.utc.fr
L’équipe Système Intégrée Produit-Process possède une expertise
poussée et reconnue sur le traitement de données multi-sources
hétérogènes (maquette numérique, nuages de points, photos, plans…)
par la mise en œuvre de technologies liées à la reconnaissance de forme
complexe pour la rétro-conception d’objets techniques et de systèmes
mécaniques. Le projet RéSeed permettra de consolider l’expertise
acquise en déployant cette dernière dans le domaine patrimoine pour la
conservation et la valorisation du patrimoine notamment industriel.
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Laboratoires
DELTACAD, PME INNOVANTE
http://www.deltacad.fr
Avec 20 salariés installés dans l’Oise, DeltaCAD est spécialisée dans l’édition de logiciels en
informatique scientifique, technique et avancée. DeltaCAD est fortement impliquée dans la
R&D, avec un laboratoire commun avec l’UTC (LabCom DIMEXP) travaillant sur le reverse
engineering, l’intégration de données hétérogènes et le travail collaboratif. DeltaCAD a porté
deux projets ANR : PHENIX et METIS ciblant le reverse engineering de composants mécaniques.
Dans le cadre du projet, DeltaCAD apportera son expertise (issue de son activité d’édition de
logiciels de traitement géométrique et de reverse engineering) sur les algorithmes de
traitements de nuages de points dans le cadre du WP2 et sur les méthodes de structuration
des données volumineuses dans le cadre du WP1 (issue de ses réalisations de logiciels en
Indexations de Données Hétérogènes et en Knowledge Based Engineering).
DeltaCAD apportera aussi l’expertise opérationnelle complémentaire de celle des laboratoires
de recherche : architectures software avancées, algorithmique géométrique et indexation
sémantique…
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Laboratoires
MCC HÉRITAGE, PME DE CONSEIL
http://www.mcc-heritage.com
Domiciliée à Tournon-sur-Rhône et à Paris, son cœur de métier est
l’aide à la constitution de dossiers du patrimoine mondial de l’UNESCO
et l’aide à la gestion de ces sites. Elle a une activité internationale de par
les responsabilités anciennes de son fondateur dans le fonctionnement
d’ICOMOS international comme conseiller pour l’évaluation et pour la
mise en œuvre de la Convention du patrimoine mondial de l’UNESCO.
La société MCC-Heritage entretien également des liens privilégiés avec
l’Union astronomique internationale, la NASA, Parc Canada ou
l’Académie des sciences de Russie.
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Laboratoires
MINISTÈRE DE LA CULTURE ET DE LA COMMUNICATION
http://www.culturecommunication.gouv.fr
Un projet d’inventaire du patrimoine astronomique a été initié depuis plusieurs années. Les dernières
recherches ont fait émerger la nécessité (ou non) d’une numérisation de ce patrimoine ; entre autre une
expérimentation de modélisation 3D à partir de plans historiques et de relevés de terrain a été réalisée sur
certains bâtiments d’observation et leur instrumentation à l’Observatoire de Besançon, ainsi qu’à
l’observatoire de Nice.
La question épistémologique qui se pose est celle de la généricité des instruments d’observation (cercles
méridiens, lunettes équatoriales coudées…) ; la question s’avère également pertinente pour le site et
l’observatoire astronomique lui-même. Chaque objet patrimonial est unique mais il est quand même possible
de s’interroger sur un système explicatif permettant des généricités typologiques ou fonctionnelles.
Le modèle 3D peut alors devenir un outil de compréhension ; cependant, au regard de la déontologie
patrimoniale, il n’est pas question de reconcevoir les objets par un modèle 3D idéalisé. L’approche consiste
donc à inventer un “nouveau modèle d’usage 3D” issu du nuage de points mais structuré sémantiquement. Les
4 grands axes du patrimoine pourront alors être démontrés : connaissance, protection, restauration,
valorisation.
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Laboratoires
PICST
Depuis 2020, la PICST (Patrimoine et Information, Culture Scientifique et Technique) pilote et coordonne le Musée des arts et métiers, la bibliothèque,
les archives et la mission « réseaux et recherche ».
La PICST et la Mission « réseaux et recherche » anime des réseaux sur l’ensemble du territoire, en lien avec des laboratoires universitaires. Il développe
ainsi une mission nationale de sauvegarde du patrimoine scientifique et technique contemporain (PATSTEC) financée par le Ministère de l’enseignement
supérieur et de la recherche et le CNAM. Plus de 17 000 objets scientifiques et techniques ont été sauvés de la destruction depuis 12 ans. Elle coordonne
aussi la réseau RéMut des collections scientifiques.
Des programmes menés avec le réseau AIP-Primeca ont, par exemple en Auvergne permis d’associer un laboratoire de recherche de mécanique et la
mission Patstec locale (Musée Lecoq) pour garder et montrer un ensemble de documents, d’objets anciens et contemporains en fonctionnement et en
lien avec la mécanique dans une base de données constituée avec plusieurs universités européennes.
Qui est le Musée des arts et métiers ? Il est né en 1794 de la volonté de l’Abbé Grégoire de montrer au peuple les machines les plus remarquables,
comme le Louvre montrait les tableaux et sculptures et le Museum, les plantes et les animaux. Le musée possède aujourd’hui une collection de plus de
80 000 objets, qui représentent l’ensemble des sciences et des techniques du 18ème au 21ème siècle. Les plus spectaculaires sont visibles dans l’ancien
monastère de Saint Martin, totalement restauré en 2000. Les autres sont entreposés dans des réserves à St Denis, qui comptent parmi les plus
sophistiquées de France. Les activités du musée ne reposent pas seulement sur les collections permanentes et leur présentation par des médiateurs
spécialisés. Deux grandes expositions annuelles, de multiples conférences et événements, des visites thématiques scandent la vie du musée, qui se
développe également sur les réseaux sociaux.
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Objectifs du projet
ü ReSeed intègre les principes et méthodes
utilisés dans l’industrie contemporaine -
dite Entreprise 4.0 – en particulier la
rétroconception (ou Reverse-Engineering)
= étudier un objet pour en déterminer le
fonctionnement interne ou la méthode de
fabrication
ü Appliqué aux objets du patrimoine, il s’agit
de les modéliser en 3D et intégrer les
connaissances historiques, contextuelles,
scientifiques et patrimoniales. A terme on
souhaite pouvoir capturer/conserver les
savoir-faire liés à ces objets.
ü Mettre en place une nouvelle
méthodologie, des outils et un format
interopérable pour construire de nouvelles
façons de capitaliser, d’analyser et de
valoriser notre patrimoine en utilisant les
outils numériques
ü Connecter les communautés et leurs
pratiques… pour créer de nouvelles
compétences interdisciplinaires
ü Un projet nourri par les cas d’étude.
Comment ouvrir et faire bouger ce &#’§!ç de gros fichier 3D et obtenir plus
d’informations juste sur ce truc ?
Cette image est-elle authentique?
Expert du
patrimoin
e
Dans ce monde où il y a trop d’images
numériques et on ne sait plus où est la vérité !
?
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Concepts
scientifiques
ü L’enjeu scientifique majeur consiste à permettre
l’alliance de la digitalisation sémantique et physique
des objet sur le cycle patrimonial digital :
ü Définir de nouveaux modèles méthodologiques,
modèles de données et créer des structures de
fichiers informatiques innovantes afin de rendre
l’ensemble des résultats totalement interopérables
dans le milieu patrimonial.
ü Etre un outil d’aider la décision des experts (ie pour les
biens classés au patrimoine mondial de l’UNESCO), une
plateforme de collaboration qui facilite l’accès et la mise
à jour des données en vue multi-métiers
1. Digitalisation
Captation des traces de l’objet
2. Structuration des connaissances
Modélisation numérique de l’objet
3. Valorisation-exploitation
Conservation
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L’expert…
ü peut ajouter des infos, créer des liens sur le
corpus (textuel et 3D)
ü étudier et commenter son analyse pour créer un
récit historique
Le public…
ü peut voir/consulter des infos (accéder
aux sources)
ü En faisant varier les paramètres temps
et espace
ü se mettre à la place de l’expert pour
suivre son récit
L’outil ReSeed = le « couteau suisse » du patrimoine
ü Intégrer les multi-dimensions : spatiale, temporelle, granularité, sémantique...
ü capture et structure les données hétérogènes tant pour l’expert que le public à garantie l’intégrité
ü Intègre un système de certification et traçabilité des données numériques hétérogènes et du récit (mise en relation des données) à garantie l’authenticité
ü S’adapte à tout type d’Interfaces Homme-Machine = dalle tactile, tablette en RA, casque en RV, ordi standalone...
Résultats scientifiques
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Méthodologie : framework conceptuel
Lac de
données
Sujet d’étude
COLLIGER
§ Recherche
§ Identification
§ Centralisation
§ Acquisition
• Documents
• Images
• Photos
• Textes
• Numérisations 3D
1
Documents et Sources
Identifiés
CAPITALISER
§ Extraction
§ Identification
§ Segmentation
§ Transcription
2
Informations
• individuelles
• identifiées
FORMALISER
§ Sélection de groupes
d’informations signifiantes
§ Identification de leurs implications
4
EXPLOITER
§ Intelligibilisation
§ Couplage
§ Mise en Relation
§ Evaluation de la
confiance
3
Informations
• combinées
• intelligibles
• créant un indicateur de confiance pour
les informations individuelles
Synthèse
• Support de médiation
• Carte Heuristique
• Traductions contemporaines
Metadonnée
s
I
Metadonnée
s
II
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Résultats techniques
Le couteau suisse du
patrimoine
Un outil multi-échelle adapté tant aux objets de petites
tailles qu’à des sites patrimoniaux complets.
Des plugins ReSeed indépendants et adaptables à chaque
situation :
• « ReSeedXAM ΔD Explorer » à exploration spatiale,
temporelle et sémantique de données hétérogènes
• « ReSeed App » avec version publique, version pro et
plusieurs outils : « ReSeed Eye », « ReSeed Snap »…
• « ReSeed Blockchain » supporte les liens de traçabilité
comme certification de l’objet numérique
• ….
Infrastructure informatique
Intérêt de l’approche :
• Liberté ontologique /
complexité
• Collaboration
• Stockage décentralisé
• Redondance
• Gestion des versions
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ü Objet scientifique complexe qui a évolué depuis plus de 135 ans et qui est toujours en activité
ü Une candidature comme patrimoine mondial de l’UNESCO est envisagée
Travail réalisé :
1. Numérisation 3D intérieur et extérieur
2. Base de données documentée
signifiante indexée et temporalisée
3. Un prototype ReSeed en Réalité
Virtuelle pour démontrer l’évolution
du site
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Patrimoine des observatoires :
série nationale de lunettes méridiennes
Toulouse
ü Une série éclatée de 13 instruments uniques
ü Des objets sous statuts multiples : fonctionnels, démantelés, visitables, non accessibles…
Travail réalisé / en cours :
1. Campagne de numérisation 3D en
masse des lunettes méridiennes
2. Reconnaissance automatique des
formes et implémentation sémantique
pour définir la génétique technique de
l’objet
3. Création d’une bibliothèque virtuelle de
documents
4. Création d’un prototype d’outil virtuel
pour aider à la navigation spatiale et
temporelle
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Pour lancer le prototype, scannez le
QR code avec l’appareil photo de
votre smartphone
Open your camera on your smartphone
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