Le développement de Paris à travers la cartographie et les nouvelles technologies
Le projet de recherche, réalisé grâce à une bourse d’études postdoctorale Marie Curie de la Fondation Gerda Henkel et avec la collaboration du LAMOP (Laboratoire de Médiévistique Occidentale de Paris, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne), vise à créer un SIG 3D d’époque pré-haussmannienne de la ville de Paris.
La possibilité de reconstruire Paris en trois dimensions, en étudiant son évolution au cours des siècles, en plus d’avoir un impact remarquable du point de vue de la vulgarisation, donne aux chercheurs un important instrument pour comprendre la façon dont étaient structurés les espaces complexes à l’intérieur de la ville. Dans un décor en trois dimensions, nous avons en effet différentes possibilités d’analyse spatiale plus ou moins complexes: par exemple, nous pouvons calculer la densité d’habitation planimétrique et altimétrique, et ensuite obtenir le coefficient d’occupation du sol au début du XIXe siècle. Il est également possible de faire facilement une distinction entre les parcelles destinées à l’usage d’habitation et celles destinées à d’autres usages, grâce à la différenciation immédiate entre parcs (ou champs) et bâtiments. Les modèles 3D des différentes époques peuvent aussi être confrontés entre eux, rendant encore plus évidentes les modifications subies par la ville après la reconstruction faite par Haussmann.
| 1. Plan Vasserot |
 |
Le résultat final de ce projet sera en premier lieu de type scientifique – puisqu’il permettra d’analyser de façon plus précise le développement urbanistique et la stratigraphie de la ville –, mais il aura aussi un caractère didactique et de vulgarisation, en permettant au public non spécialiste de «revivre» la ville de Paris, telle qu’elle était autrefois. Pour élargir la diffusion des résultats de la recherche, toutes les données seront insérées dans la plateforme WebSIG. Concernant la réalisation de ce SIG 3D, nous avons utilisé deux plans de Paris d’époques différentes: le plan Vasserot et le plan Turgot. Le cadastre par îlots de Philibert Vasserot – qui a déjà été géoréférencé et vectorisé pendant le projet ALPAGE [1] – se compose de 910 plans d’îlots indépendants, réalisés entre 1810 et 1836 (figure 1). Le plan Turgot, qui a été dessiné entre 1734 et 1739 par Louis Bretez, est un plan à perspective cavalière axonométrique (figure 2). Ce type de plan cartographique, très utilisé pendant les XVIe et XVIIe siècles, peut être considéré, d’un certain point de vue, comme un exemple d’un «SIG 3D» avant la lettre: d’où l’idée de vouloir donner réellement une troisième dimension au plan, en utilisant les logiciels modernes de reconstruction 3D. Le plan Turgot [2] ne permettant pas de voir la répartition des parcellaires dans les îlots, nous avons aussi utilisé un autre plan, presque contemporain du plan Turgot, réalisé par Jean Delagrive pendant les années 1735-1757. Ces plans ont un très bon niveau de détail, mais, malheureusement, ils n’ont pas été réalisés pour toute la ville de Paris; nous avons des plans détaillés seulement du quartier de la montagne Saint-Geneviève, de l’île de la Cité, de l’île Saint-Louis, des îlots atour de la place Maubert, de Saint-Germain-des-Près, des Halles et du petit Châtelet. Tous ces plans sont conservés à la Section des cartes et plans de la Bibliothèque nationale de France (BnF); grâce à une convention avec le Laboratoire de Médiévistique Occidentale de Paris, la Bibliothèque nationale nous a permis de travailler sur leur version numérisée à très haut détail (figure 3). Les plans Turgot et Delagrive ont été géoréférencés et vectorisés à travers le logiciel SIG ArcGIS de l’entreprise ESRI.
| 2. Plan Turgot | 3. Parcellaire Delagrive vectorisé |
 |
 |
Pour recréer la ville de Paris avant les grands travaux haussmanniens, nous avons utilisé la procedural modeling, une méthodologie de reconstruction 3D récente qui a déjà été employée pour la reconstruction et l’analyse de plusieurs villes actuelles. Le logiciel utilisé, 3D City Engine version 2013 de l’entreprise ESRI, est produit spécifiquement pour recréer en temps réduit et avec un bon niveau de détail des villes entières en 3D: il permet de retoucher et de modifier les textures de chaque bâtiment, et aussi d’exporter directement le modèle 3D en un format visualisable sur le web. Pour les églises, les bâtiments et les monuments les plus importants, nous avons utilisé des logiciels classiques de modélisation 3D: Sketchup de l’entreprise Trimble et Maya de l’entreprise Autodesk, totalement compatibles avec 3D City Engine.
Jusqu’à présent, nous avons reconstruit le quartier de l’église Sainte-Geneviève et de la Sorbonne; notre choix s’est porté sur ce quartier, car il a été l’objet de profondes transformations au cours du temps. Nous avons suivi des approches différentes pour réaliser les deux exemples. Pour reconstruire les façades et les hauteurs des bâtiments du plan Vasserot, nous avons utilisé les reproductions et les dessins de l’époque, par exemple les croquis réalisés par Gabriel Davioud avant les démolitions haussmanniennes. Les bâtiments ont été reconstruits à travers l’utilisation de la modélisation procédurale; elle permet de reconstruire (grâce au langage de scripting qui s’appelle CGA [3]) (figures 4 et 5) chaque étage des bâtiments, de positionner exactement les portes et les fenêtres et de dessiner avec précision les moulures des façades. Ces règles de modélisation peuvent être réutilisées et adaptées pour un grand nombre de bâtiments (figure 5). En ce qui concerne le plan Turgot, nous n’avons pas reconstruit les façades avec le détail de modélisation utilisé pour le plan Vasserot. Dans ce cas, nous n’avons pas pu utiliser de dessins détaillés comme ceux de Davioud, nous avons donc d’abord créé les volumes des bâtiments et les toits, et ensuite, pour les façades, nous avons utilisé directement la représentation des bâtiments dessinée sur le plan, transformée en texture et appliquée au modèle 3D (figures 6, 7 et 8).
| 4. Exemple de script CGA | 5. Exemple de script CGA et fenêtre de travail de logicielle 3D City Engine |
 |
 |
| 6. Reconstruction 3D de parcellaire Vasserot | 7. Reconstruction 3D de plan Turgot |
 |
 |
Nous avons créé deux plans géoréférencés en 3D, par conséquent superposables, qui grâce à certaines fonctions particulières du logiciel, ont été comparés afin de voir les changements qui se sont développés dans les îlots. Nous avons pu constater, par exemple, que dans le plan Turgot l’église Saint-Geneviève est encore visible, tandis que dans le plan Vasserot elle n’existe plus car elle a été détruite pour réaliser le Panthéon. La même destinée s’est produite pour de nombreux bâtiments qui à l’époque de Turgot étaient positionnés à l’endroit où se situe aujourd’hui la rue Soufflot (figure 9). En ayant la possibilité de travailler sur un SIG, donc à l’intérieur d’un espace géographique, nous pouvons aussi observer les effets produits par le changement de lumière sur les bâtiments à différentes heures du jour ou selon les saisons; en outre, à travers l’interrogation de la base de données liée aux bâtiments (ou table attributaire de notre SIG), nous pouvons obtenir plusieurs informations sur les immeubles comme, par exemple, la hauteur, la période, etc. Le logiciel 3D City Engine a été créé pour représenter de nombreux éléments en 3D qui peuvent être intégrés dans un SIG. Cependant, il ne permet pas de produire des modèles photoréalistes, car il n’a pas un moteur de rendering; pour cela, il faudrait exporter les données dans un format utilisable par d’autres logiciels 3D, qui sont capables de développer des modèles plus réalistes, mais qui ne sont pas en mesure d’utiliser les informations spatiales.
| 8. Reconstruction 3D de plan Turgot | 9. Plan Vasserot par rapport au plan Turgot |
 |
 |
Perspectives
Le projet est encore en développement, mais, en ce qui concerne le modèle du plan Turgot-Delagrive, il est possible de voir des exemples à partir de ce lien, sur le serveur de l’Université de Trieste.
Ce lien est pour le modèle 3D avec la comparaison entre le modèle du plan Turgot et le modèle du plan Vasserot.
La prochaine étape sera représentée par la mise en ligne du plan Turgot en 3D et d’autres plans parcellaires dessinés par Delagrive. En ce qui concerne le plan Vasserot, nous avons vu que la modélisation procédurale pour réaliser les détails des façades peut être utilisée seulement pour des petites portions de la ville: les modèles sont en fait trop lourds pour pouvoir être gérés par ordinateur ou pour pouvoir être téléchargés sur le web. Comme solution possible, nous pourrons choisir de modéliser seulement les façades dessinées par Davioud, en utilisant pour les autres une texture plus générique; ou encore, utiliser directement les dessins de Davioud comme texture pour rendre la gestion du modèle plus aisée, surtout si notre but est de recréer plusieurs quartiers de la ville.
Dans ce projet, nous avons voulu tout simplement expérimenter l’utilisation du SIG 3D, qui a une grande probabilité, à notre avis, de devenir le standard en terme de Système d’Information Géographique dans les années à venir.
Bibliographie
BRETEZ L. (2013). «Plan de Paris dit Plan de Turgot 1734-1739». Paris: éd. Feuilles/Images, 126 p. ISBN: 979-10-91890-05-2
DYLLA K., FRISCHER B. (2009). «Rome Reborn 2.0: A Case Study of Virtual City Reconstruction Using Procedural Modeling Techniques». 37th proceedings of the CAA Conference, p. 62-66 [PDF]
HAEGLER S., MÜLLER P., VAN GOOL L.(1989). «Procedural Modeling for Digital Cultural Heritage». EURASIP Journal on Image and Video Processing 2009-1, p. 1-11 [En ligne]
MÜLLER P., VEREENOOGHE T., WONKA P., PAAP I., VAN GOOL L. (2006). «Procedural 3D Reconstruction of Puuc Buildings in Xkipché». In Eurographics Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage (VAST), p. 139-146 doi; 10.2312/VAST/VAST06/139-146
NOIZET H., BOVE B., COSTA L. (2013). «Paris, de parcelles en pixels: analyse géomatique de l’espace parisien mé́dié́val et moderne». Saint-Denis (Seine-Saint-Denis): Presses universitaires de Vincennes; Paris: Comité d’histoire de la ville de Paris, 343 p. ISBN: 978-2-84292-364-8
RADIES C. (2013). «Procedural Random Generation of Building Models Based Geobasis Data and of the Urban Development with the Software CityEngine». Proceedings of Digital Landscape Architecture at Anhalt University of Applied Sciences, p. 175–183. [PDF]
Lien vers l’application