Thèse : Jumeaux numériques pour le patrimoine médiéval : application aux châteaux rhénans

Soutenance de thèse : Etienne SOMMER

Titre : Jumeaux numériques pour le patrimoine médiéval : application aux châteaux rhénans

Date et heure : 21 octobre 2026 à 9h, en amphithéâtre de Dietrich à l’INSA Strasbourg

Si vous souhaitez y participer, merci de répondre au sondage : https://evento.renater.fr/survey/soutenance-de-these-etienne-sommer-ecbv72ms

Composition du jury :

Rapporteurs

• M. HALLOT Pierre : Professeur, Université de Liege, Faculté d’architecture (doyen)
• M. DE LUCA Livio : Directeur de recherche, CNRS, UPR 2002 MAP, Marseille

Direction de thèse

• Directeur de thèse : M. GRUSSENMEYER Pierre, Professeur, INSA Strasbourg
• Co-encadrant : M. KOEHL Mathieu, Maitre de conférences, INSA Strasbourg

Autres membres du jury

• Mme LANDES Tania, Professeure, INSA Strasbourg
• M. CHARBONNIER Pierre, Directeur de recherche, CEREMA-EST, groupe ENDSUM
• M. KOCH Jacky, Archéologie Alsace, Responsable de l’unité des Périodes Médiévale, Moderne et Contemporaine

Résumé :

La conservation numérique du patrimoine culturel ne se limite plus à la modélisation d’une géométrie fixe et unique. Face à des ruines caractérisées par des structures lacunaires et des sources historiques hétérogènes, la définition d’une restitution historique unique n’est pas toujours possible. Or, la modélisation manuelle et la rigidité des outils actuels comme le HBIM freinent l’exploration de plusieurs hypothèses de restitution. De plus, la valorisation de ces modèles denses auprès d’un public varié impose une interopérabilité pour concilier photoréalisme et performances d’affichage. Pour lever ces verrous, cette thèse s’inscrit dans le projet transfrontalier Interreg Châteaux Rhénans – Burgen am Oberrhein et propose une nouvelle approche pour générer, modifier et diffuser les restitutions de ces édifices.

La méthode développée s’appuie sur la conception d’un jumeau numérique composé d’objets modélisés de manière paramétrique pour s’adapter aux spécificités de chaque site. Le processus se base sur une architecture nodale au sein du logiciel gratuit et libre Blender pour convertir les règles de construction historiques en algorithmes. L’instanciation allège les scènes denses et les textures procédurales évitent les déformations liées aux modifications géométriques. L’environnement naturel est généré avec l’intégration du relief issu de données LiDAR HD, sur lequel la végétation proche et distante est répartie de manière procédurale. L’application de cette méthode aux châteaux rhénans et son extension au contexte urbain de Strasbourg démontrent son interopérabilité. La valorisation de ces scènes complexes pour la médiation culturelle requiert ensuite des optimisations spécifiques. La création de rendus photoréalistes par lancer de rayons est optimisée par l’évaluation de la convergence visuelle et de l’efficacité des méthodes de débruitage. Si ces rendus fixes ne sont pas suffisants pour la valorisation, le développement d’un processus de photogrammétrie virtuelle permet de convertir l’ensemble des objets paramétriques en un maillage unique et interopérable pour l’exporter hors de Blender, mais cette méthode montre ses limites pour traiter les instances de végétation. L’aplatissement gaussien (3D Gaussian Splatting) à partir de rendus synthétiques résout cette lacune et assure une visualisation en temps réel en ligne pour un partage le plus large possible des restitutions.

Le jumeau numérique développé est ainsi un outil de recherche dynamique pour lier les données géométriques à l’incertitude historique. Les travaux futurs pourraient s’orienter vers l’unification de ce système à l’échelle d’un site complet et l’utilisation de l’intelligence artificielle pour automatiser la suggestion des paramètres architecturaux.