En novembre 2018, les restes bien conservés d’un bateau ont été mis au jour lors d’une fouille à la gare de Barangaroo à Sydney, en Australie. Cette découverte fascinante est devenue l’une des plus importantes de l’histoire maritime de Sydney, étant donné qu’il s’agit du premier bateau européen de construction australienne fabriqué avec du bois autochtone jamais mis au jour. Enregistrée avec un tel niveau de détail et entièrement conservée, la découverte a fait l’objet d’un processus de préservation complexe, comprenant des scanners 3D détaillés pour enregistrer le bois de chaque navire en haute résolution et des modèles numériques 3D. L’équipe de scientifiques à l’origine de la conservation du Barangaroo Boat, comme on l’appelle désormais, se prépare également à imprimer en 3D un modèle qui sera exposé au Musée maritime national australien.
L’archéologue maritime Cosmos Coroneos avec le bateau en bois de 180 ans découvert lors des travaux d’excavation pour une nouvelle station du métro de Sydney. Image reproduite avec l’aimable autorisation du métro de Sydney.
Avec ses neuf mètres de long, trois mètres de large et au moins un mètre de profondeur, le bateau Barangaroo du XIXe siècle pourrait révéler des informations rares sur les techniques de construction navale coloniales et l’utilisation du bois australien dans les traditions de construction européennes. Cette découverte rare a été fouillée et minutieusement enregistrée sur place avant d’être méthodiquement démontée de son lieu de repos.
Toutes les pièces de bois ont été soigneusement emballées et stockées dans des conteneurs réfrigérés afin de ralentir et d’empêcher toute activité biologique. Au moment de la découverte, l’archéologue maritime Cosmos Coroneos a remarqué qu’il y avait encore beaucoup à apprendre sur le navire. Afin de conserver toutes les pièces de bois, une équipe de scientifiques et d’experts de l’organisation australasienne d’archéologie maritime Silentworld Foundation a donc lancé un projet visant à documenter et à conserver de manière professionnelle les éléments structurels de la coque du bateau. Dirigée par la directrice des programmes de la fondation et archéologue maritime Irini “Renee” Malliaros, l’équipe a dû suivre une série d’étapes pour sortir les poutres de leur chambre froide, les enregistrer en détail, les préparer au traitement et enfin les placer dans des cuves pour la conservation.
Irini “Renee” Malliaros enregistre le bois du bateau Barangaroo à l’aide d’un scanner 3D. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Silentworld Foundation/Sydney Metro.
L’un des principaux défis consistait à trouver un moyen d’enregistrer numériquement le bateau et de le recréer pendant que l’original est préparé pour être exposé. Au cours de cette phase, la fondation Silentworld et l’équipe du métro de Sydney (en charge du système de transport rapide entièrement automatisé construit sur le site de la découverte) ont travaillé avec le York Archaeological Trust du Royaume-Uni et la société belge de numérisation 3D Ubi3D.
L’équipe a travaillé en étroite collaboration avec le fondateur d’Ubi3D, Thomas Van Damme, spécialiste de la numérisation 3D qui se concentre sur l’application et le développement d’outils d’enregistrement 3D et de flux de travail pour la recherche archéologique maritime, la documentation des sites d’épaves et des assemblages de bois de navire et l’enseignement de l’enregistrement 3D. L’expert a mis au point une nouvelle approche de l’enregistrement du bois des navires, appelée “méthode des scans annotés en 3D”, qui consiste en une phase de numérisation en 3D du bois, suivie d’une phase d’annotation en 3D au cours de laquelle l’enregistreur interprète le bois en traçant des caractéristiques de diagnostic, telles que des fixations et des marques d’outils, directement sur le modèle numérique du bois.
La méthode a été introduite en Australie lors de l’enregistrement des poutres du Barangaroo Boat, Van Damme ayant même formé des collègues chercheurs à la combinaison du balayage à lumière structurée et du logiciel de CAO Rhino. Malliaros a décrit cette expérience comme “l’avenir de l’enregistrement dans le domaine du patrimoine”.
Thomas Van Damme préparant le processus de numérisation 3D pour le bois du bateau Barangaroo. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Silentworld Foundation/Sydney Metro.
Contrairement aux méthodes actuelles utilisées pour l’enregistrement du bois des navires, à savoir le dessin à l’échelle en 2D, le traçage en 2D, la numérisation par contact en 3D et la numérisation en 3D, la nouvelle méthode de numérisation annotée en 3D pour l’enregistrement du bois des navires peut également être utilisée pour un large éventail d’applications patrimoniales. Ce flux de travail unique pour la numérisation et l’annotation de maillages 3D utilise le logiciel de modélisation Rhino. Au cours du processus d’annotation, les chercheurs font des allers-retours entre l’examen du bois physique et le traçage de toutes les caractéristiques importantes sur la copie numérique du bois. Au final, la méthode de numérisation annotée en 3D consiste en un enregistrement numérique en 3D contenant à la fois une copie numérique objective du bois et l’interprétation de l’archéologue de ce bois superposée.
Cette nouvelle approche de l’enregistrement du patrimoine permet une documentation et une interprétation 3D efficaces, précises et détaillées, ainsi qu’une visualisation 2D simplifiée. Une fois les bois excavés nettoyés pour le Barangaroo Boat, chaque bois a été scanné individuellement avec le scanner 3D Artec et traité, prêt à être annoté dans Rhino. Selon la Fondation Silentworld, il s’agit du plus haut niveau d’enregistrement possible, qui sera le plus utile dans la phase de reconstruction du projet.
Thomas Van Damme pendant le processus de numérisation 3D pour le bois du bateau Barangaroo. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Silentworld Foundation/Sydney Metro.
La numérisation des éléments du cadre du bateau Barangaroo a posé quelques défis que Van Damme a pu relever rapidement et facilement. Le problème un peu plus important à résoudre était la numérisation des planches. Les experts ont donc dû trouver un moyen de capturer le maximum d’informations et de géométrie de référence qui aiderait le logiciel à reconstituer ce que la caméra capturait.
Suspendre les planches avec plusieurs tubes en plastique souple au-dessus d’un “paysage animé” s’est avéré le plus efficace. Une fois que le scanner à lumière structurée a capturé les scans bruts des bois de l’épave, ils ont été traités pour produire le modèle 3D final et propre du bois d’enseignement. Le processus comprenait l’alignement des scans des différents côtés de l’objet, la suppression de la géométrie de référence environnante, l’élimination de tout “bruit” et l’application de la texture.
Thomas Van Damme a utilisé sa propre technique de numérisation/modélisation 3D pour enregistrer les poutres de l’épave du Barangaroo Boat. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Silentworld Foundation/Sydney Metro.
Lors d’un panel en ligne en direct de la Silentworld Foundation, Malliaros a expliqué que la nouvelle méthode d’enregistrement lui permettait de regarder simultanément les modèles 3D dans Rhino et le bois. “Nous avions créé des couches que nous pouvions activer et désactiver et noter les motifs. Lorsque nous regardons le bois, il est difficile de noter où se trouvent tous les trous de clous parce qu’ils sont si petits ou où se trouvent les marques d’outils parce que le bois archéologique est si sombre. En les dessinant et en les mettant en évidence, nous pouvons donc extraire des modèles. De cette façon, nous pouvons construire une image plus détaillée de la façon dont le navire a été construit et nous donne une très bonne base pour réfléchir à ce qu’était la tradition au début de l’époque des colonies.”
Thomas Van Damme a utilisé sa propre technique de numérisation/modélisation 3D pour enregistrer les poutres de l’épave du Barangaroo Boat. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Silentworld Foundation/Sydney Metro.
Selon Malliaros, avant de commencer à travailler sur les pièces réelles du bateau, il y aura un essai pour voir comment toutes les pièces s’emboîteront et quel type de système de berceau de support sera nécessaire. Pour ce faire, des versions à l’échelle de chaque pièce doivent être imprimées en 3D à partir des modèles 3D avant que le réassemblage des bois ne commence dans l’espace de la galerie. “Il y aura une petite version du bateau en puzzle à l’échelle, et une fois qu’elle sera assemblée – Cool ! Maintenant, il faut le faire pour de vrai”, a expliqué l’expert au site de presse Metrology News.
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