1Engagé depuis 2012, le projet sur la villa de Diomède a été développé grâce un PEPS CNRS-PSL et poursuivi dans le cadre d’un programme structurant soutenu par PSL sur l’imagerie 3D1 et d’un programme ANR2. Autour de ce monument emblématique de Pompéi, envisagé comme un véritable laboratoire pluridisciplinaire, s’est constituée une équipe franco-italienne interinstitutionnelle. Le programme sollicite étroitement archéologie du bâti, vision par ordinateur (computer vision), ingénierie structurelle, prospections géo-physiques et imagerie scientifique. L’objectif est de révéler cette grande villa suburbaine dans toutes ses composantes, en se limitant à l’observation et à l’analyse des vestiges en place. Nous présenterons dans cette brève contribution les méthodes adoptées, en rappelant le contexte des fouilles, la nature du corpus d’archives et l’insertion de ce corpus dans ce modèle 3D3.

Le contexte des fouilles la villa de Diomède

2En position suburbaine, la villa de Diomède, initialement appelée « maison de campagne », emprunte son nom à la tombe voisine découverte, appartenant à l’affranchi Marcus Arrius Diomedes dans la nécropole de la Porte d’Herculanum4. Hérité des antiquaires et voyageurs du xviii^e et xix^e siècles, ce rapprochement ne présente aucune validité scientifique. L’excavation de ce grand bâtiment se distingue par plusieurs particularités. Tout d’abord, il s’agit d’une fouille très précoce, puisque la villa est l’un des premiers bâtiments mis au jour sur le site, entre 1771 et 1775. En deuxième lieu, la fouille est opérée de façon continue et s’avère définitive à l’issue de ces quatre années de dégagement intensif. Les seules autres interventions jusqu’à aujourd’hui de grande ampleur, ont concerné des reconstructions modernes et des restaurations5. En troisième lieu, la fouille a pour objectif de ne plus ré-ensevelir le bâtiment, comme c’était l’usage lors des premières explorations du site à partir de 1748, et de le laisser à l’air libre, avec une intention muséographique novatrice portée par le responsable de la fouille Francesco La Vega, depuis le milieu des années 17606. Enfin, la fouille est très précisément consignée par les minutes de terrain et des relevés d’une grande qualité graphique.

3Cette documentation exceptionnelle comprend la correspondance de Francesco La Vega, de Roque Joachim de Alcubierre, le directeur des fouilles, et de Bernardo Tanucci, le ministre de l’intérieur, mais aussi l’inventaire des pièces rapportées au musée de Portici (Herculanense Museum), par Carlo Paderni. Elle comporte aussi les plans réalisés par F. La Vega lui-même qui, ingénieur de formation militaire, reproduit avec une extrême précision la forme de ce bâtiment complexe, se développant sur trois niveaux (rez-de-chaussée, rez-de jardin, cryptoportique) et sur une surface considérable (3500 m²) (fig. 1).

Fig. 1

4La numérotation des différentes pièces de la villa dans les plans associés aux minutes de fouilles permet de localiser le mobilier identifié et éventuellement prélevé. Entreprise par Andrea Milanese (Museo archeologico nazionale di Napoli), l’analyse de cet ensemble archivistique a pour objectif de révéler, outre les conditions des découvertes dans la villa et leur nature, le système administratif des biens culturels mis en place dans le royaume de Naples et de Sicile, alors sous le règne de Ferdinand IV. Conscient du caractère exceptionnel du monument, qu’illustre pour la première fois l’architecture d’une grande villa romaine et sa culture matérielle, mais aussi de son inévitable érosion et dégradation, F. La Vega avait envisagé de produire une monographie, qui malheureusement n’aboutira pas, en raison de rivalités internes à l’Accademia Ercolanese. Deux types de documents témoignent cependant de son projet., D’une part un carnet exclusivement consacré aux fouilles de la villa, avec un plan numéroté7, et, d’autre part une riche documentation iconographique8, constituée de plans et coupes finalisés, mais aussi des copies de peintures murales réalisées in situ par trois dessinateurs officiels, Francesco Morelli, Giuseppe Chiantarelli et Vincenzo Campana9, sollicités pour conserver la mémoire des originaux exposés aux intempéries et amenés à disparaître (fig. 2).

Fig. 2

5Deux cent cinquante ans plus tard, notre projet est, en quelque sorte, de parvenir à la publication de ce bâtiment, resté paradoxalement inédit10, en associant la riche production que nous a transmise F. La Vega à celle des artistes associés à son entreprise.

Le corpus d’archives

6Outre cette documentation directement liée à la fouille, le corpus d’archives présente une nature très diverse. En effet, depuis la fin du xviii^e siècle, la villa a constitué une des étapes privilégiées du Grand Tour, voisinant avec le « parking à carrosses », aménagé près de l’entrée au nord du site. Elle constituait ainsi le premier bâtiment visité par les voyageurs et antiquaires. Lieu de mémoire incontournable, évoquée dans les nombreuses descriptions de voyageurs, la villa se trouve ainsi au centre de la nouvelle fantastique de Théophile Gautier, Arria Marcella. Elle a pour particularité d’être l’édifice de Pompéi le plus fréquemment représenté dans le corpus graphique d’artistes et d’architectes, depuis la fin du xviii^e siècle et jusqu’à aujourd’hui. Au total, ce sont près de 550 documents qui ont pu être réunis à ce jour.

7Ce large corpus a été traité dans une base de données. Réalisée par le pôle Humanités Numériques du labex TransferS, elle a reçu le soutien de la Très Grande Infrastructure de Recherche (TGIR) Huma-Num, qui prend en charge son hébergement. Elle est déclinée en deux outils distincts. Pour la saisie, un outil collaboratif en réseau fermé, conçu en 2014 avec le logiciel FileMaker Pro11 : placée au centre du système, la reproduction numérique de l'image d'archive est enrichie d'informations normalisées relatives à l'emplacement de l'original dans la villa, ses conditions de réalisation, sa conservation, sa description, etc. Pour l’interrogation et la consultation, une interface web développée fin 2015, en accès restreint à ce jour et dont l’ouverture publique est prévue en 2018, comprenant également toute la couverture photographique réalisée pendant les missions de terrain (2012-2016). Une concordance de la numérotation que comportent les onze plans de référence de la villa a été établie, permettant un rapprochement rapide entre ces différents documents, allant de la période de la fouille jusqu’au projet de recherche actuel. Outre la possibilité de mettre en correspondance archives historiques et photographies récentes (cf. fig. 2), à partir des numéros des pièces, la base de données permet la mise en série des documents historiques, facilitant ainsi leur datation, qui n’est pas toujours indiquée sur l’original, comme dans le cas des lots de cartes postales. On constate aussi combien la distribution du nombre de documents en fonction des différents espaces peut être représentative de parcours privilégiés au fil du temps. Ainsi, trois centres d’intérêt et de visites émergent dans la découverte de la villa. Dans la première moitié du xix^e siècle, c’est le secteur thermal qui attire l’attention, avec une dimension architecturale méconnue : une installation balnéaire parfaitement conservée dont on ne connaissait pas jusqu’alors l’équivalent en contexte domestique. À la même époque, le cryptoportique constitue un lieu de visite incontournable, avec une dimension tragique : c’est là que furent découverts les corps d’une vingtaine d’habitants venus s’y réfugier au moment de l’éruption du Vésuve. Enfin, dans la seconde moitié du xix^e siècle, le grand jardin-péristyle occidental, intéresse surtout les premiers photographes, avec une dimension paysagère : replanté et restauré au cours du xix^e siècle, il offre une large perspective sur le corps de la villa.

8Notons enfin que les voyageurs ont aussi parfois laissé les archives de leur passage in situ, en gravant leur nom sur les murs de la villa. L’exploration minutieuse de ces graffitis, menée par Ambre d’Harcourt, permet de suivre les « flux » touristiques à Pompéi au cours du xix^e et xx^e siècle. L’étude de ces centaines d’inscriptions laissées par les visiteurs, couplée à l’étude des récits de voyage, permet de leur donner chair et, dans certains cas, d’orienter la recherche archivistique12.

Un modèle 3D pour intégrer les archives

9Grâce aux innovations de la vision artificielle, un secteur de la recherche informatique en plein développement, un modèle photogrammétrique de la villa a été réalisé par l’équipe Willow (ENS – INRIA – CNRS, UMR 8548), en collaboration avec la société Iconem et archeo3d.net. Ce modèle repose sur le programme PMVS développé par Jean Ponce pour reconstruire automatiquement en 3D un objet à partir de photographies numériques, à partir de l’obtention d’un nuage de points. La méthode, bien éprouvée par ailleurs, n’avait encore jamais été appliquée sur un bâtiment de si grande ampleur13. Les photographies des élévations ont été effectuées de façon traditionnelle et ont aussi été réalisées à l’aide d’un drone. La maquette numérique finale, obtenue par le traitement informatisé de 27 000 clichés, consiste en un maillage 3D de 1,2 millions de points dont la résolution varie de 3 à 15 cm, habillée d'une cinquantaine de textures à haute fréquence (12 288 x 12 288 pixels) reproduisant les états de surface des différentes entités architecturales.

10Dans un deuxième temps, le modèle ainsi constitué a été enrichi du corpus d’archives historiques, permettant de restituer l’état de découverte de la villa à la fin du xviii^e siècle. Les archives sont véritablement projetées en 2D et en 3D, comme nous le verrons infra. L’intérêt de l’association du modèle numérique et du corpus est de pouvoir évaluer le degré d’exactitude des relevés, à partir de critères géométriques. Il est ainsi possible d’appréhender les conditions des relevés, parfois imparfaits, et souvent complétés de mémoire par les dessinateurs hors du site, dans la mesure où le règlement des visites interdisait toute prise de note, mesure ou relevé in situ14. Toute la production graphique issue de Pompéi était alors le monopole de l’Accademia Ercolanese.

11L’insertion des relevés dans le modèle 3D offre aussi la possibilité de retrouver la position des dessinateurs et de caractériser les méthodes adoptées pour rendre les perspectives. Pour ce faire, une procédure originale s'appuyant sur des logiciels open source a été mise en œuvre. Dans un premier temps, l'utilisation de fonctionnalités internes du logiciel d'infographie 3D Blender et du langage de programmation Python a facilité l'extraction des coordonnées de points remarquables identifiés à la fois dans le modèle 3D ainsi que dans les documents en deux dimensions (fig. 3).

Fig. 3

12Il en résulte, pour chaque archive, une table d'une demi-douzaine de points connus à la fois en coordonnées « réelles » (X, Y, Z) et en coordonnées « projetées » (U, V) sur le plan théorique de la feuille du dessinateur. La mise en correspondance de ces deux systèmes de coordonnées a ensuite été réalisée grâce au greffon Pic2Map15 du logiciel QGIS (fig. 4), initialement utilisé pour le recalage de photographies anciennes sur les modèles numériques de terrain afin d'évaluer l'évolution des paysages.

Fig. 4

13Les données obtenues à l'issue de cette opération permettent de reconstruire récursivement le point de vue adopté par le dessinateur, par le renseignement de sa position spatiale et de son orientation. Dans un second temps, il est alors possible de comparer le point de vue retranscrit par l'artiste avec celui donné par le modèle 3D de l'état actuel du site vu depuis le même poste d'observation. Dans certains cas, les incohérences géométriques permettent, entre autres, de rendre compte des différents points de vue et systèmes de perspectives adoptés au sein d'un même document (fig. 5).

Fig. 5

14Au final, l'ensemble des positions retrouvées par cette méthode peut être réinterprété sous la forme d'une carte de distribution des points de vue historiques, venant enrichir le système d'information géographique du monument (fig. 6).

Fig. 6

15À terme, il est aussi prévu d’insérer dans le modèle 3D le mobilier décrit dans les archives et identifié dans les collections du Museo archeologico nazionale di Napoli. À ce titre, le modèle fonctionne comme un véritable outil de recontextualisation. De façon plus générale, il représente un précieux outil d’évaluation de la conservation du bâtiment, permettant de matérialiser des portions bâties disparues, qu’elles soient antiques ou modernes, comme cette cahute de gardiens, implantée dans le corps de la villa dans les années 1820, et détruite à avant la fin du xix^e siècle16 (fig. 7).

Fig. 7

16Pour conclure, le modèle 3D réalisé dans le cadre du projet d’étude de la villa de Diomède à Pompéi permet d’aboutir à une restitution numérique en fonction de deux filtres sémantiques : un filtre historique, par l’intégration des traces sur les murs et des archives graphiques produites par les anciens voyageurs et, un filtre archéologique, par la mise en évidence des différentes phases de construction de la villa. Par là même, c’est une visite virtuelle de la villa au fil du temps qui pourra être présentée à l’issue du programme17. Ce monument de Pompéi est donc envisagé comme un véritable palimpseste, une superposition d’archives, que les différentes techniques sollicitées permettent de révéler sous tous ses aspects, entre éléments visibles, dégradés ou encore décontextualisés.