L’identité du Luxembourg en 3D : Artec Ray II, Leo et la Photogrammétrie IA créent une version numérique de la Gëlle Fra pour l’Exposition universelle

Modèle 3D de la Gëlle Fra créé à l’aide d’Artec Ray II, d’Artec Leo et de la photogrammétrie IA d’Artec Studio.

Une gracieuse jeune fille domine la ville de Luxembourg, au cœur de son quartier historique de la Ville Haute. Surnommée la Gëlle Fra (qui signifie « Dame en or » en luxembourgeois), elle couronne le Monument du Souvenir, rendant hommage aux milliers de volontaires luxembourgeois qui ont servi aux côtés des Alliés pendant les deux guerres mondiales et la guerre de Corée.

Le symbole de la résilience du Luxembourg

Surplombant la ville de Luxembourg depuis des décennies, la Dame en or est devenue un élément emblématique du paysage urbain. Pour ceux qui connaissent son histoire tumultueuse, il n’est pas surprenant qu’elle ait été l’une des premières à être numérisée pour le pavillon du Luxembourg à l’Exposition universelle à Osaka en 2025.

Pendant la Première Guerre mondiale, le Luxembourg a été occupé par l’Allemagne malgré sa neutralité déclarée. Si les personnes sous occupation ne pouvaient pas faire grand-chose pour aider les Alliés, des milliers de Luxembourgeois à l’étranger se sont portés volontaires pour rejoindre l’armée française et sont morts au combat. Pour commémorer leur sacrifice, le Monument du Souvenir a été érigé et inauguré en 1923.

Le mémorial a dominé le paysage urbain jusqu’en 1940, date à laquelle il a été démantelé sous l’occupation nazie ; il est néanmoins resté un symbole de résistance et de souveraineté dans le cœur du peuple luxembourgeois. Après la Seconde Guerre mondiale, certains éléments ont été récupérés et le monument partiellement restauré, mais la Gëlle Fra elle-même est restée introuvable jusqu’à sa découverte en 1980 sous la tribune principale du stade national de football. La résurrection de la Dame en or a consolidé son statut de symbole unificateur de l’identité nationale, de la résilience et de l’autonomie du Luxembourg.

Une approche hybride de la tâche

Avance rapide jusqu’en 2025 : la statue est numérisée pour le pavillon du Luxembourg à l’Expo 2025, qui présente les trésors culturels du pays, des monuments architecturaux aux paysages époustouflants. Ravie de pouvoir démontrer à la fois son attachement au Luxembourg et ses capacités technologiques exceptionnelles, Artec 3D a utilisé sa gamme complète de scanners 3D et sa photogrammétrie IA avancée.

La numérisation de la Dame en or s'est avérée un véritable défi en raison de la complexité de sa conception, qui a posé de multiples difficultés de scan. La caractéristique la plus marquante du monument est un obélisque en granit de 21 mètres de haut, surmonté d’une statue dorée : Nike, la déesse grecque de la victoire, ou, comme l’appellent les habitants, la reine de la liberté. Brandissant une couronne de laurier, elle l’offre symboliquement à la nation. Au pied du monument, deux figures en bronze représentent des volontaires luxembourgeois qui ont servi en France : l’un est tombé au combat et l’autre le pleure.

Afin de capturer chaque partie du monument, l’équipe Artec s’est appuyée sur une solution éprouvée, complétée cette fois-ci par la photogrammétrie aérienne. La combinaison imbattable de l’Artec Ray II à longue portée et de l’Artec Leo sans fil a été utilisée pour scanner de vastes surfaces et zoomer sur des parties spécifiques, respectivement.

La Gëlle Fra est très haute, et l’utilisation d’échafaudages ou de grues aurait été difficile. L’équipe a donc eu recours à un drone pour tout capturer depuis le ciel, ce qui lui a permis d’accéder aux zones les plus difficiles d’accès. Le monument étant situé dans l’un des quartiers touristiques les plus fréquentés de la ville de Luxembourg, l’équipe a dû relever un autre défi : elle ne pouvait pas faire voler le drone au-dessus des gens.

Jerry Klein, d’Artec 3D, installe le Ray II afin de capturer l’obélisque de 21 mètres surmonté de la Dame en or.

Afin d’éviter la foule et la perte de détails qui en résulterait, Jerry Klein, spécialiste du support technique chez Artec 3D et chargé de piloter le drone, a capturé la Dame en or tôt le matin. « De nos jours, les drones sont très avancés et stables dans les airs, explique M. Klein. Il suffit de prendre des photos tout autour de l’objet et de voler plusieurs fois autour de celui-ci. Vous pouvez pointer le drone vers l’objet, le régler pour qu’il vole à une altitude de 50 mètres, par exemple, et il enregistrera automatiquement une vidéo en orbite spirale. Il a donc été assez facile de filmer. »

Une plus grande flexibilité grâce à des données supplémentaires

« L’objectif était de capturer chaque objet sous autant d’angles que possible afin de disposer de suffisamment de données pour le traitement ultérieur, explique Keynan Tenenboim, ingénieur support et applications chez Artec 3D. Dans le cas de la Dame en or, nous avons utilisé le Ray II pour scanner l’ensemble du site, et le Leo pour scanner les plaques autour de la sculpture et l’obélisque, principalement afin de capturer les textes et les détails les plus fins. Le plus important est d’obtenir de bonnes textures et autant de données exploitables que possible. »

Comme l’explique M. Tenenboim, l’équipe a principalement procédé à un surbalayage intentionnel. « Même si nous estimions avoir 90 % des données nécessaires, nous avons essayé de capturer 10 à 15 % de données supplémentaires, précise-t-il. De cette façon, l’équipe de traitement disposerait d’une flexibilité maximale et d’un workflow plus simple. »

Keynan Tenenboim, d’Artec 3D, scanne les inscriptions du monument avec Artec Leo

Ray II et Leo ont tous deux été très performants en plein soleil, parvenant à surmonter le principal défi de la session de scan : les ombres longues et nettes projetées par le soleil éclatant lors d’une journée sans nuages, ce qui a obligé l’équipe à faire preuve d’une grande créativité dans le choix des angles de capture. Malgré les éléments, les deux scanners ont passé le test du soleil avec brio (en 3D).

Traitement fluide : un exemple concret

Heureusement, l’alignement de tous ces scans et la fusion des jeux de données provenant de différents appareils n’ont posé aucun problème, grâce à Artec Studio. L’Artec Ray II est équipé d’un système visuel inertiel (VIS) qui suit sa position dans l’espace et aligne automatiquement les scans. Lorsque vous scannez un objet volumineux et que vous importez les données dans Artec Studio, au lieu de centaines de scans séparés, vous voyez un objet uniforme, qui ne nécessite que quelques algorithmes simples pour créer un modèle 3D final.

« Si quelqu’un utilise correctement le système de suivi et ne s’éloigne pas trop entre les scans, il peut obtenir des résultats exploitables même avec très peu d’expérience, note M. Tenenboim. Je n’ai moi-même pas une grande expérience du Ray II, mais j’ai tout de même réussi à fournir des données très propres pour le traitement. »

Une fois les données capturées puis traitées dans Artec Studio en moins de 40 minutes, il ne restait plus qu’une dernière étape cruciale : appliquer la Photogrammétrie IA pour donner vie au modèle et le rendre totalement photoréaliste. Intégrée à Artec Studio, la Photogrammétrie IA mappe les images sur les scans et leur applique des textures dans un workflow simple et automatisé qui ne nécessite aucune formation technique spécialisée.

Un patrimoine au-delà de la réalité

Le projet visant à transformer le patrimoine culturel du Luxembourg en jumeaux numériques a donné lieu à une expérience incroyable, non seulement pour les visiteurs du pavillon du Luxembourg à l’Exposition universelle d’Osaka, mais aussi pour tous ceux qui peuvent désormais découvrir à distance les répliques photoréalistes des monuments emblématiques luxembourgeois. Les modèles finaux, parfaitement adaptés aux applications RA/RV, ont été mis à la disposition du public via l’application World Expo.

Rendu 3D du pavillon du Luxembourg. Source : www.expo2025.or.jp

Ce n’est pas la même chose que d’être physiquement sur place, mais cela n’enlève rien à la valeur de l’expérience, conclut M. Tenenboim. Les jumeaux numériques vous permettent de vivre des expériences impossibles dans la réalité, comme voir l’arrière de la Dent Creuse ou le sommet de la tête de la Dame en or. Vous n’êtes plus limité par l’angle de vue d’un photographe ou par la trajectoire fixe d’un drone. Vous pouvez découvrir librement. C’est une expérience différente, pas un substitut. Mais dans certains cas, cela permet d’obtenir des informations que vous ne pouvez tout simplement pas avoir sur le terrain. »

Outre le fait de mettre en lumière la diversité du patrimoine culturel luxembourgeois, cette initiative a également permis à l’équipe d’Artec de démontrer la polyvalence remarquable des scanners Artec 3D et de la Photogrammétrie IA. En capturant de manière remarquable les monuments, petits et grands, Artec 3D a contribué à la création de modèles 3D qui permettront au plus grand nombre de découvrir ou redécouvrir des lieux fascinants, charismatiques et véritablement emblématiques du Grand-Duché.