Comment la protection numérique permet à la beauté des grottes de Dunhuang de voyager dans le temps et l'espace

Une porte en bois tacheté s'ouvre, et des peintures murales, des portraits volants avec des vêtements flottants et de beaux motifs de vêtements apparaissent ; un changement d'angle de vue, et la vue à l'intérieur de la grotte est dégagée.

Nous ne sommes pas à Dunhuang, mais dans les bureaux du Centre de recherche en patrimoine culturel numérique de l'Université de Wuhan, dans la province du Hubei (centre de la Chine). Huang Xianfeng, un membre du centre de recherche, clique sur la souris et le modèle tridimensionnel de la grotte apparaît sur l'écran de l'ordinateur. Le modèle en 3D « cloné » par cette technologie numérique n'a quasiment aucune déformation, de sorte que le public peut voir les détails des grottes sans même aller aux fameuses Grottes de Mogao, à Dunhuang.

Huang Xianfeng (à droite), Zhang Fan (au milieu) et le personnel de l'Institut de recherche de Dunhuang sont en train de scanner. (Photos d'archives)

Les réalisations du programme « Regarder les reliques culturelles à l'intérieur des grottes et à l'extérieur des grottes » condensent le travail continu de deux générations de chercheurs scientifiques de l'Institut de recherche de Dunhuang et de l'Université de Wuhan depuis plus de 10 ans.

Dans les années 1990, l'Académie de Dunhuang a commencé à promouvoir le travail numérique des grottes de Mogao. À cette époque, la numérisation était encore un mot nouveau, car les appareils photo argentiques étaient d'une résolution insuffisante, les instruments de précision et de technologie mature manquaient. Après plusieurs tentatives, les chercheurs furent contraints de s'arrêter.

En 2007, à l'invitation de Fan Jinshi, alors doyen de l'Académie de Dunhuang, Zhu Yixuan, professeur au Laboratoire d'Etat d'enquête, de cartographie et télédétection clé de l'Université de Wuhan, et son mari Li Deren, lui-même un expert de renom en arpentage et cartographie, se sont rendus à Dunhuang pour une inspection. Voyant que les couleurs autrefois vives et la texture des sculptures en argile s'estompaient progressivement avec le temps, ils ont eu le cœur brisé. « Nous espérons utiliser la technologie pour que l'art rupestre transcende le temps et l'espace et permette à Dunhuang de vivre grâce au numérique », avait alors déclaré Zhu Yixuan.

Un modèle tridimensionnel de la grotte 301 dans les grottes de Mogao présenté par la technologie numérique. (Photo / Site officiel de Digital Dunhuang)

Après des recherches et des démonstrations répétées par le mari et la femme, le plan de conception est progressivement devenu clair : à l'aide de la technologie moderne de photogrammétrie et de télédétection, une reconstruction numérique en trois dimensions des grottes de Mogao à Dunhuang a été réalisée et un Dunhuang en trois dimensions a été construit sur ordinateur.

En 2008, Zhu Yixuan, âgée de 70 ans, a dirigé une équipe de plus de 10 chercheurs de l'Université de Wuhan, dont Huang Xianfeng, à Dunhuang. Leur tâche principale fut d'utiliser un équipement laser pour scanner les grottes de Mogao en trois dimensions, puis d'utiliser un appareil photo numérique pour prendre des photos des grottes et enfin de traiter les données. « En termes simples, le squelette et la forme tridimensionnels sont d'abord numérisés, puis les couleurs et les textures sont attachées et transformées en un modèle tridimensionnel en couleurs de haute précision », a déclaré Huang Xianfeng.

Après des centaines d'années d'érosion, les peintures murales et les statues de Bouddha dans les grottes sont devenues très fragiles. « Certaines peintures murales sont déjà tachées et la négligence peut causer des dommage », a souligné Huang Xianfeng, ajoutant qu'à chaque fois que l'équipement d'arpentage et de cartographie est placé dans la grotte, les chercheurs scientifiques sont plus prudents.

Des touristes visitent le site touristique des grottes de Mogao, le 9 avril 2021. (Wang Binyin / Pic.people.com.cn)

Malgré les précieuses données brutes, l'équipe a constaté que pour obtenir une réplication numérique à l'échelle 1:1, la complexité de la modélisation et de l'étalonnage a augmenté de façon exponentielle, ce qui ne permettaient pas les moyens techniques traditionnels d'arpentage et de cartographie. Comment sortir de ce goulot d'étranglement ?

C'est pour cette raison, Huang Xianfeng a de nouveau emmené les doctorants Zhang Fan et Zhang Zhichao à Dunhuang. Afin de développer un logiciel de modélisation indépendant et contrôlable, les trois chercheurs se sont passés de sommeil et de nourriture, programmant souvent en continu pendant plus de 20 heures. Plus de deux mois plus tard, un outil logiciel capable de résoudre le problème de cartographie de texture de haute qualité de modèles de reliques culturelles complexes était né, et le lien clé était enfin ouvert.

Après avoir levé les obstacles techniques, Li Deren a proposé le schéma de collecte de données « d'intégration en espace ouvert et d'intégration intérieure et extérieure ». Les données de Dunhuang -et pas seulement des grottes de Mogao- devraient être collectées et enregistrées, afin de fournir une référence plus complète pour la protection des reliques culturelles

Un an plus tard, Huang Xianfeng et plusieurs autres enseignants et étudiants sont venus à Dunhuang pour la troisième fois et sont restés plus de deux mois. Ils ont emprunté un avion de transport et ont emporté un scanner laser pour effectuer un relevé aérien à grande échelle. Dans le même temps, ils ont utilisé un laser au sol et des instruments photogrammétriques à courte portée pour effectuer un relevé complet des falaises des grottes et des bâtiments anciens. Toutes les données aériennes, à moyenne portée, à courte portée et macro des grottes de Mogao ont été obtenues.

« Dans le passé, il n'y avait pas de données panoramiques en 3D et nous ne connaissions pas la distance entre les grottes. Maintenant, même l'épaisseur de la paroi peut être connue, ce qui fournit un support de données sur la manière dont la grotte doit être renforcée et protégée », a dit Zhang Fan, notant qu'en 2016, ils avaient à nouveau collecté les données 3D du panorama de Dunhuang. Par rapport aux données enregistrées il y a 10 ans, le niveau de protection des grottes de Mogao s'est encore amélioré.

Aujourd'hui, le patrimoine culturel s'épanouit grâce à la protection et la transmission numériques. « Nos étudiants étudient maintenant la restauration virtuelle de peintures murales, le système de marquage et d'identification des maladies des reliques culturelles et le témoin de la protection de Dunhuang. Nous le transmettrons de génération en génération », a dit Zhang Fan.

(Par Qiang Yuwen, journaliste au Quotidien du Peuple)