Studio IMU - IngenU3D
Le Studio IMU IngenU3D (information géonumérique 3D et augmentée pour la recherche et la pratique urbaine) vise à produire un travail de recherche collectif interdisciplinaires en dialogue avec des praticiens sur les formes et usages de l'information géographique 3D.
La 3D comme objet de recherche intéresse tant les informaticiens, que les géographes, les géomaticiens, les sociologues ou encore les hydrologues, les archéologues, les architectes, urbanistes…
Les techniques de l'information géographique 3D constituent un objet frontière particulièrement pertinent, qui nous place au carrefour de différentes disciplines scientifiques, à l'interface des chercheurs et des praticiens de la gestion de la ville, susceptible de générer des partenariats recherche/collectivités/entreprises fructueux.
Le studio IngenU d'IMU a choisi de produire un travail de recherche collectif interdisciplinaires en dialogue avec des praticiens sur les formes et usages de l'information géographiques 3D. Cet objet nous intéresse car l'usage de ces données connaît un développement important dans de nombreux domaines scientifiques et applicatifs. La généralisation de nouveaux modes de production de la données, le développement de formats plus interopérables et plus accessibles et l'apparition de techniques et logiciels plus simples d'accès vont conduire à un développement important des usages dans la gestion des risques, l'aménagement, la gestion paysagère mais aussi dans différents domaines de la gestion et de la planification urbaine, amenant aussi de nouveaux défis dans le domaine de la recherche en informatique.
En effet l'ajout de la 3ème dimension ne concerne pas seulement le domaine de la visualisation, comme on le pense trop souvent. C'est le référentiel géographique des données territoriales qui devient tridimensionnel. Les vues en deux dimensions, les cartes classiques, ne perdent pas leur intérêt. Elles correspondent à un mode spécifique de vue zénithale sans perspective, qui permet une compréhension unifiée et relativement abstraite des phénomènes, complémentaire d'autres vues horizontales et obliques. C'est la structure même des données territoriales qui va progressivement se penser en trois dimensions, pour rendre compte d'un monde qui n'est pas plat mais tridimensionnel. Les questions de visualisation qui dominent actuellement le secteur de la 3D continueront cependant à se poser dans le futur car ces visualisations posent de nombreux problèmes nouveaux de lisibilité, sémiologie et de gestion et manipulation de grandes masses de données au vu des étendues couvertes avec des résolutions toujours plus fines. A cela, s’ajoutent les développements d’indicateurs liés aux applications qui à la fois démultiplient les usages potentiels et ré-interrogent les conditions de production de la 3D. Aussi les questions de structuration et d'interrogation vont se poser de manière croissante car les bases de données géographiques en 3D ne resteront pas longtemps des maquettes à contempler, en dehors des bases de données classiques. Elles deviendront le cadre de référence tridimensionnel dans lequel les différentes données de la ville tridiastatique , comme H. Reymond[1] proposait de nommer la ville verticale composée par strates superposées souterraines et aériennes, se positionneront pour en permettre la représentations et l’analyse dans une ville en mouvement (spatial et temporel) : il en va des photographies aériennes ou terrestres qui fournissent les textures des surfaces 3D ou permettent d’obtenir elles-mêmes cette 3D, des vidéos ou des images à 360° qui ont vocation à se projeter dans des rendus en 3D. Il y a aussi toutes les données correspondant aux activités et objets des différentes strates de la ville, des égouts et métro aux étages supérieurs des tours. Enfin les problèmes d'analyse et de modélisation de différents phénomènes, des contraintes de visibilités et d'écran à la simulation des conditions atmosphériques ou des températures seront abordés dans un système de données tridimensionnelles.
Cet objet de recherche, la donnée 3D, est un objet technique, qui intéresse bien sûr fortement les informaticiens, tant le passage des systèmes d'information géographiques à la 3ème dimension soulève un nombre de verrous considérables en termes de volume de données, d'invention de nouveaux algorithmique liés à ces données assez différentes de celles utilisées usuellement en informatique graphique, et d'optimisation des calculs. Mais les méthodes techniques et outils de la 3D intéressent un grand nombre d'autres disciplines. Les géographes sont bien sûr des grands utilisateurs de données en 3D pour analyser et représenter les territoires ; ceux qui travaillent sur les méthodes de visualisation et de représentation mais aussi les spécialistes des analyses paysagères qui peuvent produire des analyses inédites. Les géomorphologues et les spécialistes des géosciences ou les hydrologues sont aussi concernés, sur des objets plus spécifiques liés aux risques de différents types, avalanche, inondation, risque sismique. La question de la 3D est au cœur de la démarche archéologique, avec des contraintes de modélisation et visualisation temporelles très complexes. Les architectes et les paysagistes sont aussi des producteurs de visualisation 3D même si leur tradition professionnelle est plus artisanale et créative. Les artistes sont aussi très férus de modélisation informatique 3D. Les usages des données 3D vont aussi concerner progressivement la plupart des domaines de la gestion urbaine : conception urbanistique (formes, soumissions à la vue, ambiances), simulation environnementale (ensoleillement, bruit, chaleur) mais aussi l'histoire et la gestion du patrimoine.
En synthèse, une bonne partie des usages de l'information géographique 2D basculeront vers la 3D, avec une composante temporelle nécessaire. La 3D est aussi un objet social car ses techniques, présentes depuis longtemps dans le jeu vidéo, vont accompagner assez naturellement une tendance repérable à la ludification des techniques de l'animation urbaine. Par ailleurs, les cultures professionnelles de l'urbanisme et de la gestion urbaine vont évoluer pour prendre en compte certains savoir-faire nouveaux et aussi générer des outils encore inédits. Enfin, ces techniques sont déjà utilisées par le grand public sur ordinateur, tablettes ou smartphones et la question de l'accès à ces techniques nouvelles, de leur prise en main par des groupes de citoyens pour élaborer leurs projets ou contre-projets est aussi une question émergente. C’est donc la question des expertises qui peut être revisitée par le développement de la 3D et au-delà, celle de la démocratie dans le projet urbain en particulier. Le mouvement de Civic Hacking qui rassemble aux Etats-Unis des informaticiens, ingénieurs, citoyens et associations afin de proposer des solutions à des problèmes locaux, au niveau de leur quartier, leur commune ou leur région pourrait trouver des formes analogues en France, à travers les Living labs, Fab labs et autre média ou infolabs, dans lesquels les chercheurs et les étudiants devront s'investir. L’enjeu qui semble représenter une promesse technologique majeure de la 3D, dans cette perspective, est aussi démocratique. Il s’agit de réduire au maximum la dissociation entre les gens qui créent les dispositifs de 3D et les gens qui vont vivre dans l’environnement visualisé en 3 D. En effet, la conception de la technologie 3D est un processus qui tire sa force de coordination du fait qu’il est à l’état expérimental donc largement composite. Il permet alors en outre une certaine continuité entre les hypothèses testées « en chambre », dans l’univers virtuel, et les établissements les installations en vrai grandeur qui en découleront, court-circuitant potentiellement toute une série de médiations entre les concepteurs et les habitants.
Les techniques de l'information géographique 3D constituent donc un objet frontière ou intermédiaire particulièrement pertinent, qui nous place au carrefour de différentes disciplines scientifiques, à l'interface des chercheurs et des praticiens de la gestion de la ville, avec donc des potentialités à la fois de produire des avancées dans les différentes disciplines partenaires mais aussi d'ouvrir de nouvelles questions nécessitant une pluralité d'approches tant scientifiques que de métiers. Ce champ est susceptible de générer des partenariats recherche/collectivités/entreprises fructueux.
Pour terminer, rappelons que le studio INgenU se construit sur une équipe pluridisciplinaire (informaticiens, géomaticiens, géographes, sociologues et bientôt anthropologues et spécialistes des sciences Infocom) ayant déjà et continuant à travailler ensemble sur des projets de recherche mobilisant des praticiens.
[1] Reymond H., 1998, Approches nouvelles de la coalescence. In : Reymond H., Cauvin C., Kleinschmager R., L’espace géographique des villes. Pour une synergie multistrate,pp. 21-48.
Objectifs du Studio IMU IngenU3D :
Mise en place d’un cadre de travail pérenne pour la conduite de « recherche-actions » pluridisciplinaires sur le sujet de la ville 3D et augmentée : mutualisation des ressources autour du stockage, du traitement, de la géovisualisation 3D et capitalisation des résultats d’un projet à l’autre, au service de l’ensemble de la communauté IMU et des partenaires praticiens.
Objectif d’incubation de projet en lien avec le monde socio-économique.
Concernant le terme « recherche-action » entendu par les membres du Studio IngenU3D+ : il s’agit ici de s’emparer de questionnements proposés par des praticiens et de proposer des solutions issues de la recherche. Dans le cadre de la « recherche-action », il s’agit en particulier d’identifier des verrous scientifiques et de les adresser de façon collective et pluridisciplinaire.
Membres du Studio IMU IngenU3D :
Membres IMU :
Manuel Appert (EVS) - Florian Charvolin (Centre Max Weber) - Gilles Gesquière (LIRIS) - Thierry Joliveau (EVS)
Chercheurs associés :
Florence Jacquinod (EVS-ISTHME, EIVP)
Structure partenaire :
Groupe de Recherche MAGIS
Partenaires praticiens :
Métropole de Lyon - Ville de Lyon, service patrimoine - TUBA - FORCITY - Oslandia - Grotte Chauvet - Pôle de compétitivité Imaginove -