Apports de la numérisation 3D multi-échelle à l’étude intégrée de la grotte ornée des Fraux (Dordogne)

Abstract

Depuis six années, une équipe interdisciplinaire conduit l'étude intégrée d’un réseau souterrain occupé durant l’âge du Bronze, dans le cadre d’un Site d’Étude en Ecologie Globale du CNRS (INEE) et d’une fouille programmée soutenue par le Ministère de la Culture. La grotte des Fraux (Saint-Martin-de-Fressengeas, Dordogne), inscrite aux Monuments Historiques depuis 1995, constitue l’unique site protohistorique d’Europe associant en un même lieu des témoignages d'activités domestiques, spirituelles et artistiques. La grotte, dont l’effondrement de l’entrée à la fin de l’âge du Bronze a permis la préservation des vestiges durant plus de 2,5 millénaires, semble avoir fait l’objet d’occupations de courtes durées, répétées, dans un intervalle de temps compris entre 1450 et 1150 BC. La cavité forme un vaste réseau de galeries, caractérisé par l'exceptionnelle richesse de ses vestiges archéologiques : une trentaine de dépôts de mobilier céramique et métallique, de nombreuses représentations pariétales, parfois associées aux dépôts (gravures, incisions, tracés digités, pigments…) ainsi qu’une soixantaine de structures de combustion. L'étude en cours se déroule dans le cadre d’un observatoire du CNRS dont l’objectif est le développement de nouvelles méthodologies et d'études expérimentales dans le domaine de l'écologie globale. Dans ce cadre, la modélisation 3D de la grotte constitue le support de travail commun aux différentes études menées sur le site, par près de quarante chercheurs et étudiants. Dans ce contexte, un partenariat scientifique avec l'INSA de Strasbourg permet à l'équipe de développer, de manière interdisciplinaire, de nouvelles méthodes d'acquisition de données, basées sur des techniques de mesures sans contact. Ce travail a permis l’acquisition d’une documentation 3D complète, respectant l'intégrité du site. Différentes techniques (Lidar terrestre, photogrammétrie et systèmes d'imagerie spatiale) ont été utilisées dans le but de générer un modèle 3D géométrique et photoréaliste issu de la combinaison de nuages de points et d’images de photogrammétrie. L’objet de cet article est de dresser le bilan de six années de numérisation 3D à la grotte des Fraux, de présenter les récents développements méthodologiques dans le domaine de l'intégration de données hétérogènes dans les modèles 3D et de dresser le bilan des verrous technologiques et méthodologiques rencontrés. Nous conclurons par la présentation des travaux en cours dans le domaine de la modélisation et de la simulation 3D.