1Comment la gestion des données scientifiques issues des travaux d’analyse de laboratoire des œuvres d’art a-t-elle évolué avec l’arrivée des outils informatiques à partir des années soixante-dix ?
2Pour répondre aux demandes des conservateurs, les activités du Laboratoire de recherche des musées de France (LRMF), créé en 1969 sous la direction de Magdeleine Hours, ont consisté principalement à caractériser les techniques de fabrication des œuvres d’art, les composants chimiques de leurs matériaux constitutifs (céramique, métal, verre, pierre, pigment, etc.) ou leur état de conservation avant l’intervention du restaurateur.
3Trois types d’informations documentaires résultaient de ces travaux :
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divers types d’images : des photographies prises sous différentes longueurs d’onde ; des radiographies ; des images de coupes stratigraphiques ; des images électroniques, mais également des graphiques et des courbes spectrales ;
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des textes sous forme : de rapports, d’articles de revues, de constats d’état ou de procès-verbaux des commissions de restauration ;
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des tableaux de chiffres issus des analyses de composition des matériaux.
4En raison de la masse de données produites sur chaque objet étudié, les premiers essais de gestion de données sur les peintures ont été effectués, dès 1969, (par S. Delbourgo) à l’aide de cartes perforées à la main. Le tri était alors réalisé avec une aiguille que l’on introduisait dans l’un des trous représentant un critère, à travers la pile des cartes superposées. Par la suite, leur perforation mécanographique a été faite au clavier et la sélection a été réalisée avec une trieuse.
5En 1975, la première base de données documentaires du LRMF a été élaborée, elle a pris le nom de « base archéologie » et fonctionnait sous le logiciel Texto sur un Bull-IRIS 80 situé au bureau de l’informatique du ministère de la Culture. Elle était accessible par un terminal relié par un modem à l’ordinateur central du ministère. Les notices des photographies, des radiographies et les données analytiques qui concernaient principalement les bronzes, les céramiques et le verre ont été systématiquement enregistrées par J.M. Malfoy et ce jusqu’à la fin des années quatre-vingt.
6En 1985, les photographies de 5000 coupes stratigraphiques de peintures ont été numérisées et archivées sur un vidéodisque analogique. Mais ces images, de faible résolution, ne pouvaient être consultées que localement. La même année, le fichier manuel des peintures analysées au LRMF a été informatisé en utilisant le logiciel Texto. Il est alors devenu accessible par Minitel. C’est à ce moment que le réseau téléphonique a remplacé les lignes spécialisées et le terminal dédié. Cette nouvelle technologie a permis de localiser des mots non indexés dans des commentaires libres. Mais la « recherche en langage naturel » restait lente.
7Dans les années quatre-vingt, avec la multiplication des ordinateurs individuels, l’informatique instrumentale liée aux équipements d’analyse s’est systématisée, diversifiée et complexifiée. La mise en place de serveurs a permis de délocaliser les activités du centre informatique du ministère. Dès 1992, les ordinateurs du LRMF ont été connectés par un réseau interne dont le débit est passé de 10 à 100 mégabits / s. Ceci a rendu possible le transfert, le traitement et la consultation d’images en haute définition.
8Comment l’arrivée du numérique a-t-elle transformé la gestion des images scientifiques pour permettre leur consultation en ligne par le réseau internet ? Pourquoi avoir réalisé une nouvelle gestion des bases de données avec un vocabulaire multilingue élaboré dans un cadre européen ?
9Au cours des années quatre-vingt, les laboratoires des institutions culturelles conservaient des sources iconographiques exceptionnelles mais qui étaient souvent peu exploitées. Alors que le volume de documents allait croissant, leur inventaire était rarement informatisé. Aucune norme terminologique n’existait à l’échelle européenne pour rendre cohérent le vocabulaire d’indexation en proposant des équivalences entre les langues.
10Dès 1987 et à l’initiative de la France, le renouveau des techniques de l’information a été à l’origine de la mise en place d’une étroite coopération scientifique en matière de documentation. Elle impliquait une quinzaine de laboratoires de musées en Europe particulièrement actifs dans le domaine de la conservation/restauration des peintures.
11Narcisse :Simultanément à l’implantation du LRMF dans ses nouveaux locaux sur le site du Carrousel, la gestion documentaire a connu un renouveau grâce au projet Narcisse (Network of Art Research Computer Image SystemS in Europe) qui est l’un des premiers projets européens culturels accepté dans le cadre du programme Impact (1990-1994).
12Ainsi, sous la direction de Michel Aubert, ancien directeur du DOSI (Département de l’organisation des systèmes informatiques) et inventeur de la base Joconde, un système documentaire qui permettait de structurer les données informatisées sur les peintures et un système descriptif ont été élaborés par les partenaires des institutions culturelles. Ils comportaient des rubriques propres à l’œuvre, aux clichés et aux rapports d’étude et de restauration. Un vocabulaire hiérarchisé a été établi à partir de l’interprétation des images scientifiques, puis défini, validé et traduit en huit langues par le groupe de travail. La normalisation de l’information a eu des conséquences importantes sur la manière de rédiger les rapports du laboratoire et des ateliers de restauration.
13Le modèle de fiche documentaire, élaboré simultanément en huit langues dans le cadre de Narcisse, a été soumis et adopté par les membres du Cidoc (Comité International pour la DOCumentation) du Conseil international des musées (Icom) en 1991.
14En 1993, une application relationnelle et multilingue a été développée par la société Dataware (Bossard Systèmes), pour améliorer la qualité des images numériques des œuvres d’art jugée insuffisante par les conservateurs. Le but était de remplacer les photographies analogiques.
15Scopyr : format pyramidal d’images tuilées. Dans ce format, la tuile, « l’élément structurant » de l’image mesure 600 x 800 pixels, taille que supportait la carte de gestion du moniteur à cette époque. L’image haute définition est réduite en plusieurs niveaux de taille égale à des multiples de la tuile puis découpée en tuiles. Ainsi, quelle que soit la sélection d’un détail égal à une tuile dans chaque niveau d’agrandissement, le temps d’affichage est constant (environ 2 secondes). Inventé par Jean Barda au début des années quatre-vingt-dix, ce format a été adopté dès 1992 pour visualiser les images numérisées en haute définition (6000 x 8000 pixels) avec le scanner à plat Thomson.
16Le format pyramidal évitait de charger l’image en haute définition, seul le détail sélectionné dans l’image était transféré sur les cartes graphiques qui, à l’époque, étaient de capacité inférieure au mégaoctet. Ainsi, la vitesse d’affichage restait constante quel que soit l’agrandissement souhaité.
17En 1995, l’architecture Narcisse s’est imposée pour la base de données du LRMF sur les peintures. Elle a ensuite été complétée par des notices sur les films radiographiques et sur l’état des œuvres.
18En 1999, le thésaurus Narcisse a été étendu dans le cadre du projet Cristal. Il concernait la peinture murale, la sculpture et la polychromie, ainsi que les arts du feu (céramique et métal). Les termes et leurs définitions se rapportaient à l’élaboration des œuvres, au vieillissement des matériaux et aux interventions.
19Les progrès accomplis, au début des années quatre-vingt-dix, grâce au projet Narcisse ont fait du LRMF un pionnier de la numérisation en haute définition. Alors que l’internet public commençait à peine à voir le jour, comment avez-vous pu garder votre avance technologique ?
20Le scanner Thomson-Broadcast, mis au point dès 1990 dans le cadre du projet Narcisse, permettait de numériser les photographies grand format (18 x 24 cm) et les radiographies (35 x 43 cm) avec une résolution de 16 points/mm, en 9 secondes sur 12 bits. L’image numérique avait une définition de 6000 pixels sur 8000 lignes.
21La base de données Narcisse était opérationnelle mais, en dépit de la mise à disposition d’un outil technologique aussi avancé, aucun contenu scientifique ne pouvait être consulté à distance et en ligne, faute de personnel pour la numérisation en masse des clichés et des rapports. Cette opération, en interne, n’a pu commencer que dans le cadre de trois nouveaux projets européens. Ainsi, grâce à l’un d’entre eux, Viseum, un nouveau serveur a été installé et tous les ordinateurs du ministère ont pu consulter en ligne la banque d’images.
22Le serveur était couplé à deux jukebox, qui géraient chacun 200 disques compacts (CD-R), contenant 10 000 documents en haute définition et il fournissait plus d’un million de détails différents sur les œuvres répertoriées.
23Le plan de numérisation consistait alors à saisir en priorité les nouveaux documents c’est-à-dire l’actif en cours d’étude au laboratoire, puis ceux liés à des actions muséologiques (expositions, acquisition, étude, projets éditoriaux) enfin la photothèque du LRMF qui contenait plus de 100 000 clichés photographiques grand format (18 x 24 cm) dont 20 000 sur plaque de verre.
24Simultanément au programme de numérisation, la base de données textuelle a été mise à jour, notamment par l’intégration des références bibliographiques liées aux œuvres. En octobre 1997, la base des objets a été transférée dans la base Narcisse selon la même architecture que la base des peintures. Dès 1998, un sous-ensemble de la base des peintures a pu être consulté sur le site web du Ministère.
25En 1997, un nouveau format pyramidal pour les images en haute définition a été développé par la National Gallery de Londres, compatible avec le protocole d’images IIP (Il s’agit du même principe que Scopyr mais ici la taille de la tuile est réduite à 64 x 64 pixels pour une consultation rapide de l’image sur Internet).
26En 2000, 150 000 photographies et radiographies de la photothèque scientifique ont été numérisées en haute définition et stockées sur 1200 CD ROM répartis dans plusieurs jukebox connectés au serveur Narcisse.
27Compte tenu de l’accroissement du nombre de CD-R gravés, la société Pioneer a mis à disposition du C2RMF un jukebox de « karaoké » ce qui permettait d’éviter le transfert des CD-R sur DVD.
28Cette tour pouvait contenir 1000 CD-R et plusieurs lecteurs ce qui répondait aux besoins de l’époque dans l’attente d’une nouvelle technologie. Le stockage sur CD-R servait aussi d’archivage.
29Dix ans après le début du projet Narcisse qui a permis de mettre à disposition des chercheurs et des conservateurs plus de 300 000 images numériques en haute définition, quelles ont été vos nouvelles orientations technologiques pour la recherche ?
30Au moment du passage à l’an 2000, la base Narcisse a été transférée sur un nouvel équipement plus performant et a été gérée avec des logiciels libres. Ayant acquis la compétence informatique en interne et la maîtrise du système et des développements informatiques, une nouvelle base intitulée Eros (European Research Open System) a été conçue. Elle permettait des modes de gestion et d’interrogation novateurs.
31En 2001, la société Hewlett-Packard a offert au C2RMF cinq serveurs de haute performance gérant 15 téraoctets et, à cette occasion, une nouvelle architecture de la base Narcisse a été élaborée. Cette nouvelle base de données, réalisée en interne, intégrait les vocabulaires d’indexation préalablement définis en plusieurs langues européennes dans les projets Narcisse, Cristal et Cheri.
32En 2004, dans le cadre de deux projets nationaux intitulés ART3D et Métamorphose, la base Eros a été connectée au réseau RENATER (Réseau national des télécommunications pour la technologie, l’enseignement et la recherche) afin d’établir des collaborations avec des centres de recherche situés dans des universités, des grandes écoles et plusieurs laboratoires du CNRS
33En 2005, la base Eros a été dotée d’un nouveau « viewer » pour permettre le multifenêtrage mais aussi de consulter des images multi-spectrales superposées à la radiographie, des clichés en ultra-violet et des prises de vue en lumière rasante. Il devenait ainsi possible de comparer un détail dans plusieurs images.
34En 2006, la base Eros comportait : 65 000 notices d’œuvres, 276 089 notices d’images, 150 000 analyses quantitatives, 800 modèles 3D, 91 images multi-spectrales, 38 607 notices de rapports, 13 500 notices de rapports de restauration, 6 363 fiches de santé des tableaux, 799 constats d’état, environ 1000 rapports de commission de restauration et une centaine de synthèses sur les peintures.
35De 1990 à 2010, les progrès des caméras digitales trichromes, laser, multi-spectrales et maintenant hyper-spectrales ont été considérables au point de remplacer les photographies analogiques De même, de nouveaux outils de recherche multilingues et sémantiques ont transformé les modes de gestion des bases de données. Quels enseignements tirez-vous de ces années de recherche au service des œuvres d’art ?
36La première capture d’image digitale en haute définition effectuée directement sur les peintures a été réalisée dès 1990 par David Saunders, ingénieur à la National Gallery de Londres et Henri Maître, professeur à l’ENST (École nationale supérieure des télécommunications).
37Les images numériques obtenues avec ces caméras numériques haute définition ont remplacé les diapositives, réduisant ainsi le coût du traitement et de la gestion des films analogiques.
38En 1998, a commencé la numérisation des objets réels à la définition 2000 x 3000 sur 16 bits avec correction de l’éclairage au moyen une mire calibrée Macbeth. L’image, trichrome RVB à la fin des années quatre-vingt-dix, est devenue multi-spectrale en 2004 et indépendante de la qualité de la source d’éclairage. Puis elle est devenue hyper-spectrale à partir de 2011.
39La recherche instrumentale a permis de produire six nouveaux types d’images avec de nouveaux équipements dans le cadre de quatre projets européens et d’un projet national :
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la vision panoramique constituée de 24 vues des objets en haute définition avec calibrage de la couleur mais aussi la vision panoramique aux rayons X hors tomographe (projet Acohir - 1998) ;
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la vision 2D et 3D des objets en haute définition (5 000 x 4 000 pixels) par assemblage de 36 vues panoramiques et reconstruction du modèle 3D à partir de l’extraction des silhouettes (projet Sculpteur - 2003) ;
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la vision 3D de figurines gallo-romaines en terre cuite blanche à partir d’une caméra laser Minolta (projet Sculpteur-2004) ;
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la vision multi-spectrale en haute définition (12 000 x 20 000 pixels) des peintures de chevalet à partir du IIP viewer qui opère en 16 bits et permet la reconstruction dynamique de la couleur pour tout illuminant (projet Crisatel - 2001) ; le "viewer" ColorSpace (projet Crisatel - 2004) d’analyse colorimétrique des images multi-spectrales ;
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la modélisation 2D1/2, en hyper définition (300 millions de polygones), de peintures de chevalet à partir d’une caméra à trois lasers (projet Métamorphose, CNRC - 2004) ;
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la modélisation 2D1/2 de peintures de chevalet à partir d’une caméra à lumière texturée (projet Métamorphose, société Breuckmann - 2005).
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Nous avons également abordé le traitement et l’analyse de l’image ainsi que le modèle ontologique, nouvelle structuration des données textuelles, afin de rendre possible l’interrogation simultanée de plusieurs bases de données.
40En 2000, la reconnaissance d’images est traitée dans le cadre du projet Artiste. Kirk Martinez, professeur à l’université de Southampton, développe une quinzaine de modules appelés « vecteurs-signatures ». Ceux-ci prennent en compte la couleur, la forme et la texture. Un million de vecteurs-signatures sont calculés et permettent d’analyser la banque d’images pour trouver des images semblables.
41En 2004, dans le cadre du projet Sculpteur, Patrick Le Bœuf, conservateur à la Bibliothèque nationale de France (BNF), réalise le tableau de correspondance entre les champs de la base Eros et le modèle ontologique de référence CRM (Conceptual Reference Model) développé par le Cidoc de l’Icom. Son objectif est de rendre interopérables les bases des musées, des bibliothèques et des archives.
42En collaboration avec l’université Jean Monnet de Saint-Étienne, un « viewer ColorSpace » a été mis au point. Il permettait de mesurer et de filtrer dynamiquement les couleurs d’une peinture et, par modification de la courbe spectrale de l’illuminant, de simuler dynamiquement la couleur de la couche picturale éclairée par cet illuminant.
43En conclusion, on peut constater que l’informatique et le numérique sont devenus primordiaux dans le domaine culturel. Les projets européens ont fortement contribué à l’utilisation des nouvelles technologies de l’information dans les musées.
44L’accroissement des capacités de stockage et d’archivage qui a accompagné l’évolution des techniques de numérisation a permis de constituer, en une vingtaine d’années seulement, une masse exceptionnelle de données ouvertes aux autres laboratoires de recherche.
45En revanche, le progrès technologique a entraîné l’obsolescence rapide des matériels. Grâce aux financements de l’Union européenne et au mécénat scientifique, les équipements Thomson de 1992 ont été remplacés par la technologie NSM et Pioneer en 1997, substitués ensuite par du matériel Hewlett-Packard en 2002.
46En dix ans, quatre supports de stockage de données ont été utilisés : le DON, le CD-R et finalement le disque dur RAID et la bande magnétique DLT pour l’archivage.
47L’optimisation du format des images 2D au LRMF : TIF sans compression, puis PYR-Tif avec compression JPEG et finalement JTIFF a imposé de les convertir à deux reprises dans un nouveau format.
48Les modèles 3D issus de quatre équipements différents sont des formats d’image non normalisés.
49En trente ans, la base documentaire a connu de nombreux bouleversements successifs :
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Passage de la gestion de codes identifiant chaque terme d’indexation à celle des caractères de l’alphabet ;
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apparition de « viewers » pour la gestion des images 2D, 2D-R, multi-spectrales et des modèles 3D ;
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internet où les pages HTML puis XML sont illustrées et écrites avec une lecture hiérarchisée au moyen des liens interactifs ;
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édition de planches d’images, de données tabulées ou de cartes par géolocalisation ;
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protection des images par incrustation ou marqueur invisible, mais aussi par indexation automatique de l’image (vecteurs-signatures) ce qui permet la reconnaissance d’images et la classification sémantique et ontologique de l’information.
50L’analyse de l’image va renouveler la compréhension des œuvres comme en témoigne l’étude récente de la Joconde éditée en 2007 : La Joconde, Essai scientifique, ouvrage qui a été préfacé par François d’Aubert, ancien ministre délégué à la recherche. La connaissance du passé est donc utile au présent pour permettre la construction de l’avenir.