Un autre groupe de la communauté du libre, souhaitant une approche plus “pragmatique et accessible” qui relève plutôt de “la persuasion discrète que de l’activisme public”, a fondé en 1998 l’Open Source Initiative<fnref n="40" />. Là encore, la définition de l’Open Source, parfois traduit par code source ouvert ou code libre, repose sur 10 principes<fnref n="41" />, inspirés par le Contrat Social du système d’exploitation Debian de 1997⁴², qui ont évolué jusqu’en 2007 (Annexe 3).

La différence entre *Free Software* et *Open Source* réside surtout dans la philosophie des concepteurs de chacune des notions<fnref n="43" />. Pour la première, il s’agit avant tout d’un mouvement qui œuvre pour une société libre, éthique et juste à travers la diffusion d’un modèle ouvert dans un monde géré de plus en plus par le numérique. Pour la seconde, les concepteurs proposent une réponse pratique pour améliorer l’accès aux logiciels, outils indispensables pour le développement des sociétés actuelles. Les personnes qui portent les deux philosophies emploient les termes de FOSS, pour Free and Open Source Software, ou comme le préfère la communauté du logiciel libre, FLOSS, pour Free/Libre and Open Source Software<fnref n="44" />.

### 2.2.6. Le libre et la loi : protéger les œuvres de l'esprit et leurs auteurs

En France, une des premières références officielles à la communauté du libre est la loi de 2004 “pour la confiance dans l’économie numérique” (JORF 2004). L’article 4 définit le standard ouvert par “protocole de communication, d’interconnexion ou d’échange et tout format de données interoperable et dont les spécifications techniques sont publiques et sans restriction d’accès ni de mise en œuvre”. Il faut ensuite attendre la loi de 2016 “pour une République numérique”, dont la première partie porte sur “la circulation des données et du savoir”, pour inscrire des principes du savoir libre dans la législation française (JORF 2016). Elle permet notamment l’ouverture des données produites par les administrations publiques, ou la possibilité pour les chercheurs de publier rapidement et librement, malgré les restrictions pratiquées par certains éditeurs.

Deux ans plus tard, en 2018, le Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation (MESRI) crée le Plan national pour la Science Ouverte (PnSO), un appel aux institutions de la recherche publique à s’inscrire dans le mouvement de la science ouverte.

<footnote n="40">40 https://opensource.org/history/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="41">41 https://opensource.org/osd/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="42">42 https://www.debian.org/social_contract#guidelines ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="43">43 https://www.gnu.org/philosophy/open-source-misses-the-point.fr.html ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="44">44 https://www.gnu.org/philosophy/floss-and-foss.en.html ; consulté le 21/10/2023</footnote>
Il a permis, entre autres, de créer un fonds national dédié, de soutenir les institutions déjà en place et de développer la pratique de la science ouverte sur le territoire et à l'international (MESRI 2021a). Le Plan a d'ailleurs été reconduit sur la période 2021-2024 (MESRI 2021b).

Dans la suite directe du PnSO, le CNRS a publié une "feuille de route [...] pour la science ouverte", qui vise à garantir l'accès libre à la totalité des productions scientifiques de l'institution en agissant pour la formation des acteurs et le développement des infrastructures nécessaires (CNRS 2019).

Enfin, un groupe composé des principales organisations de financement européennes, dont l'Agence nationale de la recherche (ANR) fait partie, s'est organisé pour produire le Plan S (cOAlition S 2021). Ce dernier, qui a pris effet au 1er janvier 2021, impose que "toutes les publications académiques sur les résultats de la recherche financée par des subventions publiques ou privées accordées par des conseils de recherche et des organismes de financement nationaux, régionaux et internationaux doivent être publiées dans des revues en libre accès, sur des plateformes en libre accès ou mises à disposition immédiatement et sans embargo par le biais de dépôts en libre accès".

Pour résumer, soutenir l'ouverture des résultats et des données de la recherche est do-rénavant une volonté nationale et européenne, car les gouvernements ont bien compris les enjeux scientifiques, politiques et financiers qui se jouent à travers la diffusion libre de la connaissance.

Du point de vue juridique, le statut ouvert d'une publication, d'une donnée ou d'un logi-ciel est défini par la licence de partage, qui détermine les droits de propriété intellectuelle de l'objet diffusé. Plusieurs initiatives se sont organisées pour protéger l'objet numérique libre (ce qui est libre doit le rester), ainsi que ses auteurs. Ces licences libres s'inspirent du logiciel libre et respectent 4 libertés : le libre usage, la libre copie, la libre modification et la libre diffusion des modifications (Benabou, Farchy 2007, p. 7). Certaines licences ne respectant qu'une ou plusieurs de ces libertés peuvent parfois être qualifiées de licences ouvertes, plutôt que licences libres.

Beaucoup de licences libres et ouvertes coexistent aujourd'hui. Nous ne citerons ici que les plus couramment utilisées dans notre discipline sur le territoire national. Tout d'abord, depuis le décret du 27 avril 2017, les administrations publiques françaises sont incitées à dif-
fuser les informations publiques sous la Licence Ouverte/Open Licence<fnref n="45" /> (LO/OL) d'Etalab ou l'Open Database Licence<fnref n="46" /> (OdbL) de l'OKF (Etalab 2017 ; JORF 2017). Il est également courant de rencontrer la licence CeCILL<fnref n="47" /> du CNRS, adaptée à la diffusion de logiciels libres. Enfin, depuis plusieurs années maintenant se développe l'utilisation généralisée des Creative Commons<fnref n="48" /> (CC), un ensemble de 7 licences créées par l'association internationale du même nom, fondée en 2001 (fig. 38).

<table><thead><tr><th>Termes</th><th>Licences</th><th>Sigles</th><th>Licences libres</th></tr></thead><tbody><tr><td>L'auteur initial a dédié l'œuvre au domaine public.</td><td>PUBLIC DOMAIN</td><td>CC0 1.0</td><td>✓</td></tr><tr><td>Attribution. Vous devez créditer l'auteur initial.</td><td>CC BY</td><td>CC BY 4.0</td><td>✓</td></tr><tr><td>Pas d'utilisation commerciale. Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de l'oeuvre.</td><td>CC BY-SA</td><td>CC BY-SA 4.0</td><td>✓</td></tr><tr><td>Partage dans les mêmes conditions. Vous devez diffuser l'oeuvre modifiée avec la même licence.</td><td>CC BY-NC</td><td>CC BY-NC 4.0</td><td></td></tr><tr><td>Pas de modifications. Vous n'êtes pas autorisé à distribuer ou mettre à disposition l'oeuvre modifiée.</td><td>CC BY-ND</td><td>CC BY-ND 4.0</td><td></td></tr><tr><td></td><td>CC BY-NC-SA</td><td>CC BY-NC-SA 4.0</td><td></td></tr><tr><td></td><td>CC BY-NC-ND</td><td>CC BY-NC-ND 4.0</td><td></td></tr></tbody></table>

38. Les licences Creative Commons

<footnote n="45">45 https://www.etalab.gouv.fr/licence-ouverte-open-licence/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="46">46 https://opendatacommons.org/licenses/odbL/1-0/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="47">47 http://www.cecill.info/index.fr.html ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="48">48 https://creativecommons.org/share-your-work/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>
On l'aura compris, toutes les branches du mouvement du libre sont en constante évolu-
tion, en lien direct avec les technologies de partage qui se développent massivement depuis
une trentaine d'années. Toutes tendent d'ailleurs, au fur et à mesure des modifications, vers
une définition commune. On y retrouve des valeurs comme la transparence de l'information,
favoriser la réutilisation des données ou encore encourager le travail collaboratif. Ce mou-
vement est donc par nature très lié au monde de la recherche, à la base de la production du
savoir.

En résumé, la science ouverte représente aujourd'hui un mouvement essentiel, qui a pour
objectif d'assurer la pérennité et le partage universel de la connaissance, sans barrières co-
gnitives, techniques ou financières, et ce afin de maintenir une recherche de qualité et de
promouvoir l'innovation.

2.2.7. L'archéologie : une science ouverte ?

*Des initiatives multiples pour une archéologie libre*

L'un des pionniers de l'ouverture des données archéologiques est, comme nous l'avons vu précédemment, l'Archaeology Data Service (ADS). Toutes les données hébergées sur l'ADS sont libres. Le service a même créé en 2017 des "termes d'utilisation et d'accès aux données"^49", libres par défaut, pour les jeux de données ne citant pas les Creatives Commons. Il en va de même avec son homologue nord-américain, the Digital Archaeological Record (tDAR) du Center for Digital Antiquity (Arizona State University), qui stipule, dans l'accord des contributeurs que, sans mention spécifique, les fichiers sont diffusés sous licence libre CC BY 3.0^50^.

Sur notre territoire, à l'heure actuelle, le modèle est différent. La communauté archéolo-
gique française utilise plusieurs outils pour diffuser les données et les résultats librement.
Ces outils ne sont d'ailleurs pas nécessairement destinées au seul public des archéologues.
Comme souvent, les plus connus sont orientés vers l'open access. On retrouve tout d'abord
l'environnement de diffusion scientifique libre HAL<fnref n="51" />. Créé en 2001 par le CNRS, il est
aujourd'hui soutenu par le PnSO et accueille plus de 130 portails thématiques et institution-

<footnote n="49">49 https://archaeologydataservice.ac.uk/advice/termsOfUseAndAccess.xhtml ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="50">50 Article B. https://www.tdar.org/about/policies/contributors-agreement/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="51">51 https://hal.science/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>
nels<fnref n="52" />, tous interrogeables depuis le site principal. Sans entrer dans les détails, il faut noter que si le nombre de ressources déposées (notices et publications) mentionnant le terme "archéologie", dans le titre ou en mot clé, n'a cessé d'augmenter depuis 2001, la plateforme n'est devenue un lieu de dépôt privilégié de la discipline qu'à partir de 2018 (fig. 39).

<figure><img src="image_45.png" /><figcaption>39. Nombre de ressources déposées sur HAL contenant le mot clé "archéologie"</figcaption></figure>

Persee.fr, de l'UMS 3602 Persée, est un autre portail couramment utilisé en archéologie pour partager des publications<fnref n="53" />. Sa particularité repose sur le fait qu'il héberge de nombreux documents anciens, pour la plupart traités avec un système de reconnaissance automatique de caractères (Optical Character Recognition ou OCR), les rendant exploitables par des outils d'édition informatique.

<footnote n="52">52 https://www.ccsd.cnrs.fr/portails-hal/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="53">53 https://www.persee.fr/a-propos ; consulté le 21/10/2023</footnote>
L'infrastructure de recherche nationale OpenEdition, portée par l'UAR 2504 OpenEdition Center, propose également un environnement complet d'édition numérique libre en SHS, qui accueille à ce jour 23 revues d'archéologie d'envergure régionale et nationale<fnref n="54" />. Des initiatives institutionnelles existent aussi, à l'image d'Éveha OpenArchive<fnref n="55" />, un portail qui centraleise depuis 2015 une partie de la production scientifique la société d'archéologie préventive du même nom. Malheureusement le site être inactif depuis quelques temps. Dans le même esprit, le catalogue Dolia permet de consulter les notices bibliographiques de l'Inrap, mais seuls les agents de l'institut ont accès aux données.<fnref n="56" />

Plusieurs logiciels libres (FLOSS) spécifiquement conçus pour les archéologues existent également, même s'ils sont peu nombreux. En France, le plus connu est probablement Syslat<fnref n="57" />, un environnement numérique multiplateforme pour l'enregistrement, l'exploitation et l'analyse des données de fouilles. Le logiciel Ishtar, de la société d'informatique libre Iggdrasil, se concentre essentiellement sur l'après-chantier, avec la gestion des archives et du mobilier de fouilles<fnref n="58" />. Pour la phase d'analyse, on peut citer Chronomodel, un outil d'aide à la construction de chronologies à partir d'analyses statistiques<fnref n="59" />. Quelques applications collaboratives en ligne existent également, à l'image des bases de données Artefacts<fnref n="60" />, une encyclopédie collaborative pour l'étude du petit mobilier archéologique, ou Dicocer<fnref n="61" />, pour Dictionnaire des céramiques anciennes.

Il nous semble utile de mentionner les applications développées par B. Desachy, même s'il ne s'agit pas strictement d'outils libres. Le premier, le Stratifiant<fnref n="62" />, permet de produire automatiquement un diagramme de Harris et de contrôler les erreurs logiques de l'enregistrement des relations US. Le second, le sériographe EPPM, offre la possibilité de présenter graphiquement sous la forme de tableur des associations signifiantes à plus de deux variables (par exemple entre plusieurs types de mobiliers selon une chronologie) (Desachy 2004). Pour

<footnote n="54">54 https://www.openedition.org/catalogue-journals?searchdomain=catalogue-journals&q=arch%C3%A9ologie ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="55">55 https://openarchive.eveha.fr ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="56">56 https://dolia.inrap.fr/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="57">57 http://www.syslat.fr/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="58">58 https://ishtar-archeo.net/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="59">59 https://chronomodel.com/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="60">60 https://artefacts.mom.fr/fr/fr/home.php ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="61">61 http://dicocer.cnrs.fr/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="62">62 https://abp.hypotheses.org/3965 ; consulté le 21/10/2023</footnote>
les deux outils, l'auteur a fait le choix de créer des macro VBA exploitables avec le logiciel
propriétaire Microsoft Excel. Il considérait qu'utiliser ce logiciel déjà largement répandu
chez les archéologues faciliterait la prise en main par les utilisateurs (Desachy 2008, vol. 2,
p. 4-6).

Enfin, de nombreux autres logiciels libres sont couramment utilisé par les archéologues,
même s'ils n'ont pas été développés spécifiquement pour eux. Parmi les plus célèbres, on
retrouve le Système d'Information Géographique QGIS<sup>63</sup>, la suite bureautique Libre
Office<sup>64</sup> ou Apache Open Office<sup>65</sup>, le gestionnaire de bibliographie Zotero<sup>66</sup>, ou plus
récemment le logiciel de dessin vectoriel Inkscape<sup>67</sup>.

Sur le partage de données ouvertes (open data), les solutions numériques sont aussi multi-
ples en France. Le service de référence est Nakala<sup>68</sup>, un entrepôt de données scientifiques en
ligne pour les SHS. Mis en place depuis 2015 par l'IR* Huma-Num, il a pour objectif d'as-
surer la publication et la réutilisation des données en fournissant un lien unique et pérenne
vers chaque élément hébergé. D'autres outils de partage des données sont plus orientés vers
l'archéologie, tels que Chronocarto<sup>69</sup>, la plateforme de partage de l'UMR 8546 AorOc et Ar-
keoGIS<sup>70</sup>, une application pour le partage de bases de données des sciences du passé par une
entrée spatialisée (Dabas, Riahi 2019) (cf. infra 4.3. Humanités Numériques). Si les données
partagées sur ces deux outils sont majoritairement libres, ils restreignent toutefois l'accès à
leurs portails selon des conditions particulières (création de comptes, accès réservé en fonc-
tion d'un statut ou d'une institution d'appartenance). Ce genre de pratiques est néanmoins re-
lativement courant dans la discipline, car le patrimoine archéologique est malheureusement
fréquemment soumis au pillage.

<footnote n="63">63 https://www.qgis.org/fr/site/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="64">64 https://www.libreoffice.org/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="65">65 https://www.openoffice.org/fr/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="66">66 https://www.zotero.org/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="67">67 https://inkscape.org ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="68">68 https://nakala.fr/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="69">69 https://www.chronocarto.eu/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="70">70 https://arkeogis.org/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>
L'influence de l'IR* Huma-Num

Pour l'organisation générale du mouvement de la science ouverte en archéologie, l'IR* Huma-Num a délégué la coordination a des consortiums thématiques. Pour notre discipline, Il s'agit du consortium Mémoires des archéologues et des sites archéologiques (MASA), lancé en 2012 (Marlet et al. 2022, p. 5-6). Le collectif composé de 6 Maisons des Sciences de l'Homme, le réseau Frantiq, le Musée d'Archéologie National, l'Inrap et le Réseau des Ecoles Françaises à l'Etranger. Il s'est donné pour mission de gérer la vaste masse de données numériques produites par les archéologues. Les participants ont ainsi créé un "écosystème numérique fondé sur le cycle de vie des données et centré sur la mise en œuvre des principes FAIR, s'inscrivant ainsi résolument dans la dynamique de la science ouverte" "40 : l'écosystème numérique MASA pour les données archéologiques (extrait de Marlet et al. 2022) (fig. 40). Le consortium MASA, qui a été récemment renouvelé sous le sigle MASA+, est aujourd'hui reconnu internationalement pour son action et ses outils, et se place parmi les spécialistes mondiaux des bonnes pratiques numériques en archéologie.

<figure><img src="image_46.png" /><figcaption>40. L'écosystème numérique MASA pour les données archéologiques (extrait de Marlet et al. 2022)</figcaption></figure>
MASA n'est pas le seul groupement de ce genre, il existe aussi, depuis 2014, le consortium 3D SHS. Si, comme son nom l'indique, il s'intéresse à l'ensemble des données 3D produites en SHS, l'équipe à la base du projet est celle d'Archéovision (UMR 6034 Archéosciences Bordeaux), qui réunit des spécialistes des technologies 3D appliquées au patrimoine et à l'archéologie, et la majorité des acteurs qui l'anime proviennent d'institutions d'archéologie (Granier et al. 2019, p. 31). 3D SHS s'est attelé à toutes les difficultés liées à la production, l'exploitation, la gestion, la diffusion et l'archivage des données 3D en SHS, et principalement des vestiges archéologiques. Ils souhaitent offrir à chacun la possibilité de maîtriser ce cycle de vie, par la définition de normes et de bonnes pratiques, et la création d'outils adaptés. Notamment le Conservatoire National des Données 3D<sup>71</sup> (CND3D), un service qui propose l'entrepôt et la visualisation pour le partage de modèles 3D issus de projets SHS. Il vient aujourd'hui compléter les nombreuses solutions libres qui existent pour partager et exploiter de la donnée archéologique numérique en France, de la simple publication à des objets plus complexes comme les données spatialisées ou les modèles 3D.

Ces deux consortiums, comme plusieurs des outils mentionnés ci-dessus, sont supportés par une structure centrale pour la science ouverte en SHS : l'Infrastructure de Recherche Étoile Huma-Num (IR* Huma-Num). L'IR* construit depuis 2013, en appuis avec le réseau des MSH, un environnement numérique complet pour les SHS, en pourvoyant à tous les aspects techniques envisageables, qu'il s'agisse d'outils ou d'espaces de stockages<sup>72</sup>. Les nombreux services qui en résultent reprennent quasiment tous le cycle de vie des données, étape par étape, de la gestion à la publication et la réutilisation de celles-ci (fig. 41). Le mouvement du savoir libre a grandement influencé cette structure, car parmi ses principes fondateurs on retrouve l'ouverture des données, la mise à disposition de services maîtrisés par les scientifiques et la pérennité des données sur le long terme. Ainsi, l'action de l'IR* Huma-Num est déterminante pour la communauté archéologique qui, en s'appropriant les outils, évolue progressivement vers la science ouverte. Cette appropriation est réelle, car outre le support des consortiums, par exemple, sur les 325 sites hébergés par Huma-Num, 55 revendiquent une thématique archéologique, soit presque 17 % du total<sup>73</sup>.

<footnote n="71">71 https://3d.humanities.science/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="72">72 https://www.huma-num.fr/quest-ce-que-l-ir-huma-num/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="73">73 https://www.huma-num.fr/annuaire-des-sites-web/ ; données relevées le 23 juin 2022</footnote>
<figure><img src="image_47.png" /><figcaption>41. L'écosystème numérique de l'IR* Huma-Num (image d'après huma-num.fr)</figcaption></figure>

## Le cas de Bibracte

Comme nous l'avons déjà évoqué, Bibracte s'intègre aussi dans cette mouvance, notamment avec la refonte de son système de diffusion des résultats scientifiques en 2012 (cf. supra 1.2.1. Prog. de recherche européen) (fig. 23). La démarche consistait à clarifier et structurer les informations archéologiques pour accélérer le partage en libre accès sur le portail dédié de la plateforme HAL (Desachy et al. 2012) (fig. 42). Le projet Bibracte Numérique intervient dans la continuité direct de cette expérience de diffusion numérique. C'est donc naturellement que le projet s'est donné pour objectif de respecter, à chaque étape des réflexions, les principes de la science ouverte.
<figure><img src="image_48.png" /><figcaption>42. Le portail institutionel de Bibracte sur HAL</figcaption></figure>

## Le bilan encourageant de la science ouverte en archéologie

En définitif, le mouvement de la science ouverte s'est d'abord manifesté en archéologie par l'ouverture des publications, avant de progressivement mettre en œuvre des solutions pour le partage des données. Actuellement, l'utilisation de logiciels libres reste avant tout opportuniste, principalement par manque de moyens financiers, mais nous pouvons espérer que des initiatives comme celles des consortiums MASA et 3D-SHS permettent à des outils spécialisés et largement partagés de voir le jour.

Après avoir clarifié les notions qui gravitent autour de ce mouvement, il nous semble important d'introduire un document en lien avec les questions d'ouverture des données scientifiques : le Plan de Gestion de Données. Il s'agit d'un type de document conçu pour renseigner le cycle de vie complet d'un jeu de données, dans l'optique de faciliter sa réutilisation. Il apparaît donc comme un dispositif déterminant pour la mise en place d'une démarche numérique ouverte et intégrée telle que celle ambitionnée par la communauté archéologique au sens large et au projet Bibracte Numérique en particulier.
## 2.3. Plan de Gestion de Données

### 2.3.1. État de l'art

Dans un article très complet qui retrace l'histoire des Plans de Gestion de Données (PGD), des chercheurs australiens démontrent que l'outil n'est pas nouveau (Smale et al. 2018). Il remonte même au début de l'informatique, dans les années 1960. Sans grande surprise, les premiers utilisateurs de PGD sont les sciences de l'aéronautique et de l'ingénierie, qui produisent très tôt des données numériques complexes en grande quantité. Gérer et exploiter ces données demande de l'organisation, particulièrement à une époque où les résultats de calculs informatiques sont enregistrés sur des cartes perforées. Les premiers PGD sont donc produits par des chercheurs qui maîtrisent parfaitement leur objet d'étude. Ils mettent alors en place des routines pour optimiser l'acquisition, le traitement et le stockage de données à court terme, afin de faciliter l'exploitation des résultats. Ainsi, les auteurs définissent les années 1960-2000 comme une période de "développement organique" du PGD : il est informel, personnel et n'a pas vocation à être partagé.

Cette période prend fin dans les années 1990 avec le développement d'internet et la prise de conscience générale du potentiel scientifique et économique des données de la recherche. Le cas du *National Environment Research Council* (NERC), un organisme de financement du Royaume-Uni, illustre bien le phénomène. La première version de leur guide pour le déploiement de politiques de gestion de données, publiée en 1996, résume la situation ainsi :

"[...] la science en général et la science environnementale en particulier impliquent la collecte de données [...]. Si les données sont effectivement manipulées par le chercheur pour fournir du matériel à publier, elles constituent une ressource à part entière. Correctement gérées et préservées, elles peuvent potentiellement être utilisées et réutilisées par de futurs chercheurs, et exploitées à des fins commerciales ou éducatives" (NERC 1996, p. 1-2).

Ainsi, le NERC propose l'un des premiers modèles de PGD "générique", soit une série de 9 questions pour qualifier la valeur scientifique et économique des données, et anticiper les besoins logistiques pour leur exploitation sur le long terme (NERC 1996, p. 10-11). L'objectif du NERC, avec son modèle, n'est plus celui des chercheurs des années 60-80. Les "universitaires environnementalistes" ne sont d'ailleurs pas la cible de cette première version, ils ne seront rajoutés à la liste des destinataires que deux ans plus tard (NERC 1998, p. 1).
Le but initial est plutôt de documenter un corpus de données, pour en faciliter la diffusion et la réutilisation, afin de gagner en visibilité et de s'assurer le contrôle des retombées commerciales (brevets, produits dérivés, etc.). Le même phénomène est visible aux États-Unis. Par exemple, la déclaration sur le partage des données de la recherche du National Institut of Health, au début des années 2000<sup>74</sup>, impose que tout porteur de projet qui demande des subventions supérieures à 500 000 $ par an produise un "*plan pour le partage des données*".

Très rapidement, les instances gouvernementales et internationales réalisent aussi les en-
jeux de la gestion des données de la recherche, en même temps que le manque d'infrastruc-
tures et de moyens pour appréhender ces questions (Lord, Macdonald 2003, p. 71-72). Un
symbole fort de cette étape est la déclaration de l'OCDE pour l'ouverture des données (OECD
2004), qui marque le début des grandes politiques nationales pour la science ouverte. La ré-
ponse des gouvernements est de deux types.

D'abord sur la partie théorique, plusieurs grands audits sont lancés au Royaume-Uni et
aux États-Unis, entre 2005 et 2009, afin de dresser un état des lieux sur la gestion et le par-
tage des données de la recherche. Tous se donnent pour objectif d'harmoniser les pratiques
des institutions au niveau national. Parmi les recommandations on retrouve bien évidemment
le PGD. Sans donner de modèle formalisé, les rapports insistent sur le fait que les organisa-
tions de financement doivent dorénavant exiger systématiquement des PGD pour les projets
candidats aux subventions (NSB 2005, p. 47 ; DAC et al. 2005, p. 12 ; Lyon 2007, p. 6 ;
Jones 2009, p. 30 ; IWGDD 2009, p. 15).

Puis sur le manque d'infrastructures, plusieurs universités créent des services spécialisés
dans la gestion des données de la recherche, à partir de services d'archives déjà en place.
C'est le cas notamment, dès 2004, du Data Curation Center (DCC) en Écosse<sup>75</sup> et de l'UC
Libraries Digital Preservation Repository Program (CDL 2004) – qui deviendra le Univer-
sity of California Curation Center (UC3) – ou plus tard, en 2012, du UK Data Archive qui
fonde le UK Data Service<sup>76</sup>.

À la fin des années 2000, les plus grands organismes de financement suivent ces re-
commandations et réclament des PGD dans les dossiers de candidature (Smale et al. 2018,

<footnote n="74">74 https://grants.nih.gov/grants/guide/notice-files/NOT-OD-02-035.html ; https://grants.nih.gov/grants/guide/notice-files/NOT-OD-03-032.html ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="75">75 https://www.dcc.ac.uk/about/history-dcc ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="76">76 https://www.data-archive.ac.uk/about/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>
p. 6-8). Par exemple, une équipe a recensé qu'aux États-Unis, en 2012, parmi les 26 principales agences de financements de la recherche, 17 requerraient maintenant un PGD (Dietrich et al. 2012). Pourtant, si le document devient un prérequis pour obtenir des financements, les chercheurs non-initiés manquent encore d'informations sur la forme et le contenu à donner à ce dernier (Jones 2009, p. 27). Les nouvelles infrastructures de gestion vont répondre à ce manque en produisant des guides pour préciser la nature des PGD et, surtout, en expliquer l'intérêt aux chercheurs (Jones 2011, p. 2 ; Van den Eynden et al. 2011, p. 3). On y retrouve des valeurs comme la gestion et le partage simplifié des résultats de la recherche, la collaboration et l'émulation du débat scientifique.

Ils reprennent et standardisent aussi le concept du modèle, une suite de questions censée accompagner un auteur dans la description de son jeu de données. Le plus complet est la *checklist* du DCC, qui développe les mêmes notions que le modèle du NERC quinze ans plus tôt, mais en complétant largement les questions pour décrire l'ensemble du cycle de vie de la donnée (Donnelly, Jones 2009).

### 2.3.2. Création des plateformes de Plan de Gestion de Données

Parallèlement, en 2010, le Data Curation Center (DCC) lance la première plateforme d'assistance de création et de partage de PGD, nommée DMPonline<sup>77</sup> (Getler et al. 2014, p. 194). Pour la création, le site web héberge des modèles de PGD interactifs. Ainsi, il est possible de choisir son modèle, qui se présente comme un formulaire avec des onglets en fonction des thèmes abordés par le document. Des exemples et/ou recommandations sont donnés aux auteurs pour répondre à chaque question. Une fois le formulaire complété, DMPonline propose de télécharger le PGD finalisé, mais aussi de l'héberger et de le rendre accessible en tant que PGD public. Par conséquent, en centralisant et en facilitant la diffusion des PGD, le DCC souhaite offrir aux chercheurs un moyen de partager les modes d'emploi pour la réutilisation de données partagées.

La recette va fonctionner, car seulement deux années plus tard l'équipe du DCC assiste l'UC3 pour lancer DMPTool<sup>78</sup>, un outil similaire à DMPonline pour les États-Unis (CDL s. d.). Ils vont ensuite s'associer et construire DMPRoadmap<sup>79</sup>, une interface de programmation (API) ouverte et collaborative pour inciter d'autres institutions à reproduire l'outil. C'est

<footnote n="77">77 https://dmponline.dcc.ac.uk/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="78">78 https://dmptool.org/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="79">79 https://github.com/DMPRoadmap/roadmap ; consulté le 21/10/2023</footnote>
ainsi que vont naître, toujours sur le même modèle, des outils comme DMP OPIDOR<fnref n="80" /> en France et DMP Assistant<fnref n="81" /> au Canada. Attention toutefois, ces plateformes sont avant tout des outils de création. Par exemple, DMP OPIDOR ne se charge pas de l'archivage. Les PGD déposés sont conservés jusqu'à 5 ans après la dernière connexion d'un utilisateur<fnref n="82" />. Il est donc conseillé de les télécharger et de les héberger sur d'autres portails pour en assurer une diffusion à plus long terme.

### 2.3.3. Diffusion du Plan de Gestion de Données en Europe

La pratique du PGD s'étend au reste de l'Europe entre 2014 et 2016, là encore sous l'im-
pulsion d'un financement, le programme Horizon 2020 (H2020) de la Commission Euro-
péenne. En 2014, au lancement du programme, la Commission créée l'Open Research Data
Pilot (ORD pilot), qui se fixe les mêmes objectifs que les agences du Royaume-Uni et des
USA :

"Le projet ORD pilot vise à améliorer et à maximiser l'accès et la réutilisation des don-
nées de recherche générées par les projets Horizon 2020 et tient compte de la nécessité
de trouver un équilibre entre l'ouverture et la protection des informations scientifiques, la
commercialisation et les droits de propriété intellectuelle, les préoccupations en matière
de respect de la vie privée, la sécurité ainsi que les questions relatives à la gestion et à la
conservation des données" (European Commission 2016, p. 3).

Si l'ORD pilot était à la base réservé à certains secteurs, il s'étend à toutes les subventions
du programme H2020 à partir de 2017. Dès lors, toutes les demandes doivent être accom-
pagnées d'un PGD, que la Commission définit comme suit (European Commission 2016,
p. 4) :

<footnote n="80">80 https://dmp.opidor.fr/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="81">81 https://dmp-pgd.ca/ ; consulté le 21/10/2023</footnote>

<footnote n="82">82 https://opidor.fr/category/dmp-faq/ ; consulté le 21/10/2023. Voir la question " combien de temps
mes plans sont-ils conservés dans DMP OPIDOR ?"</footnote>
"Les plans de gestion des données (PGD) sont un élément clé d'une bonne gestion des données. Un DMP décrit le cycle de vie de la gestion des données pour les données à collecter, traiter et/ou générer par un projet Horizon 2020. Dans le cadre de l'objectif de rendre les données de recherche trouvables, accessibles, interopérables et réutilisables (FAIR), un DMP doit inclure des informations sur :

* le traitement des données de recherche pendant et après la fin du projet ;

* les données qui seront collectées, traitées et/ou générées ;

* la méthodologie et les normes qui seront appliquées ;

* si les données seront partagées/en libre accès ;

* comment les données seront-elles conservées et préservées (y compris après la fin du projet)"

La nouveauté repose surtout sur l'intégration des principes FAIR, publiés en 2016 (Wilkinson et al. 2016), directement dans la définition et dans le modèle de PGD proposé en an-nexe du document.

Enfin, le guide de l'H2020 met en avant une notion importante du PGD : la temporalité (European Commission 2016, p. 5). D'abord, le PGD doit être soumis au maximum dans les 6 mois qui suivent le début du projet. Ensuite, le PGD doit suivre l'évolution du projet et être mis à jour à chaque changement signifiant (nouvelles données, changement dans les règles de gouvernance ou la composition de l'équipe). Enfin, le PGD doit être actualisé périodiquement, selon un rythme préalablement déterminé (biannuel, annuel, etc.).

L'extension de l'ORD pilot en 2017 comprend aussi, par défaut, le programme de l'European Research Council (ERC). L'organisme publie donc l'année même un modèle relative-ment succinct, avec seulement 6 questions qui s'inspirent directement des principes FAIR ("rendre les données trouvables", "rendre les données ouvertement accessibles", etc.) (ERC 2017). Les concepts évoqués dans le modèle sont développés l'année suivante dans un guide sur la gestion des données ouvertes dans le cadre d'un projet ERC (ERC Scientific Council 2018).
### 2.3.4. Diffusion du Plan de Gestion de Données en France

En France, début 2018, une équipe de chercheurs d'universités parisiennes produit, elle aussi, un guide très complet pour répondre aux exigences de la Commission Européenne sur les PGD (Reymonet et al. 2018). Le document comprend une première partie qui explique en détail la nature du PGD et son intégration dans le mouvement de l'Open et les principes FAIR. Les auteurs y fournissent notamment une définition plus synthétique du PGD (Reymonet et al. 2018, p. 4) :

> "Un Data Management Plan (DMP) ou plan de gestion de données est un document formalisé explicitant la manière dont seront obtenues, documentées, analysées, disséminées et archivées les données produites au cours et à l'issue d'un processus ou d'un projet de recherche".

C'est la définition que nous retiendrons dans le cadre de notre travail, car selon nous, elle met en évidence l'aspect normé du document, tout en détaillant de manière concise la notion de cycle de vie de données de la recherche. La phrase qui suit est également intéressante :

> "Ce guide est conçu pour répondre aux exigences des financeurs, mais il est aussi un outil pour gérer les données tout au long du projet en intégrant la notion de cycle de vie".

Ici, les auteurs sont conscients que le PGD est une initiative qui émane des financeurs, mais ils soutiennent l'hypothèse que la communauté scientifique peut se l'approprier pour en faire un outil de gestion efficace, afin d'améliorer la qualité de la recherche.

La seconde partie est beaucoup plus pratique, car elle est construite comme un "guide de saisie". Il s'agit d'un modèle complet qui accompagne les chercheurs dans la rédaction d'un PGD pour les projets supportés par le programme H2020. Il est découpé en trois phases : contextualisation, gestion en cours de projet, archivage et diffusion à l'issue du projet. Pour chaque phase, les auteurs listent les points essentiels à prendre en compte, les explicitent et livrent des recommandations pour les remplir.

Également en 2018, le MESRI lance le Plan National pour la Science Ouverte. Comme pour les audits de la deuxième moitié des années 2000, ce plan invite à généraliser l'utilisation du PGD dans les appels à projets (MESRI 2018, p. 4-5). L'Agence Nationale de la Recherche (ANR) suit cette recommandation dès l'année suivante en imposant le rendu d'un PGD dans les mêmes conditions que le programme H2020 (ANR 2019b, p. 12). Elle dépose
en même temps un modèle de PGD sur DMP OPIDOR, très centré sur les moyens techniques et logistiques pour gérer le cycle de vie de la donnée, accompagné de recommandations fortement larges, mais explicites (ANR 2019a).

Il est intéressant de noter que dans les quatre modèles européens cités (H2020, ERC, universités parisiennes et ANR), aucun ne possède de questions sur la potentielle commercialisation des données de la recherche. Les aspects économiques peuvent être abordés par les auteurs dans les conditions de réutilisation et les droits juridiques qui protègent la donnée, mais contrairement aux modèles anglo-saxons, ils n'apparaissent jamais de manière explicite.

### 2.3.5. Plan de Gestion de Données en archéologie

La plupart des modèles de PGD que nous avons évoqué ont un point commun : ils sont commandités par des financeurs (agences de financement et services d'État) qui soutiennent de nombreux domaines scientifiques. Ces modèles se veulent donc par définition les plus génériques possibles. Les questions, comme les recommandations, sont le plus souvent très larges, pour englober le plus de types de données et de domaines de connaissances possibles.

C'est en tout cas le constat que nous avons fait en publiant le premier PGD en archéologie sur DMP OPIDOR en 2020, du PCR "La confluence Saône-Doubs à l'âge du Fer (VIe s. av. J.-C. au Ier s. ap.)" (Verriez 2020a). Initialement, une première ébauche de ce plan a été rédigée en utilisant le modèle de l'ANR, car le nombre élevé de questions semblait indiquer un modèle bien détaillé. Cependant, il est rapidement apparu que bon nombre de ces questions manquaient de précision et n'étaient pas adaptées à la discipline archéologique. Comme il n'existaient pas à ce moment là de modèle spécifique à l'archéologie, nous avons finalement préféré le modèle du programme H2020. Ce dernier présentait des questions moins nombreuses et plus ouvertes, pour un résultat plus souple d'utilisation.

Le consortium MASA a dressé le même constat bien avant nous. C'est pourquoi ses membres ont œuvré dès 2018 à la création d'un modèle de PGD pour l'archéologie. Malheureusement, le modèle MASA<fnref n="83" /> a été rendu public quelques jours après le dépôt du PGD du PCR Confluence. Le modèle est fondé sur une version créée par l'Inrap, combinée au modèle de l'ANR, qui propose des questions et recommandations adaptées à la discipline archéologique (Marlet et al. 2022, p. 10-11). Ce modèle a également été testé par des archéologues hors du consortium, afin d'en améliorer le contenu et de la faire valider auprès d'une

<footnote n="83">83 https://dmp.opidor.fr/template_export/942300517.pdf, consulté le 22/10/2023</footnote>
plus grande communauté. Toutefois, la démarche reste encore méconnue ou confidentielle, car, à notre connaissance, seuls deux PGD utilisant ce modèle sont diffusés publiquement sur DMP OPIDOR<fnref n="84" />. Enfin, des initiatives internationales autour des PGD en archéologie existent aussi, à l'image de la très récente boite à outils PGD du programme européen ARIADNEplus, qui présente trois nouveaux modèles<fnref n="85" />.

En résumé, les experts au sein de la communauté archéologique œuvrent pour démocra-
tiser la pratique du PGD, mais cette dernière reste pour le moment encore très peu répandue
dans notre discipline. Il semble pourtant qu'une bonne gestion des données de la recherche
peut avoir de nombreuses retombées bénéfiques pour les chercheurs comme pour les institu-
tions qui les accueillent. Particulièrement à une époque où la quantité de données générées
par les dispositifs numériques dépasse les capacités de traitement d'un être humain.

En effet, l'avantage principal de la science ouverte, soit le partage en masse de connais-
sances, représente également sa plus grande faiblesse. Toutes les données ne sont pas ap-
propriées pour la diffusion, et celles qui le sont doivent à tout prix respecter un ensemble
de règles. Sans ces règles, le risque d'une perte de l'information, d'une donnée redondante
ou de qualité insuffisante serait trop grande, alors même que les quantités de données
produites sont de plus en plus volumineuses. Cette observation s'applique particulièrement
à la discipline archéologique, qui se distingue par l'accumulation de corpus variés et abon-
dants. Le risque est aussi renforcé par la nature intangible des données numériques, car ce
type de documentation n'est pas "incarnée" dans une fiche papier, une minute de relevé ou
un objet archéologique. Le PGD permet donc d'anticiper les règles à adopter en amont d'un
projet de recherche. Il force les chercheurs à s'interroger sur l'utilité de produire, de conserver
et de diffuser des données numériques. Il les accompagne également dans la sélection des
standards (formats de fichiers, protocoles de partage et d'archivage) à adopter en fonction des
problématiques propres à leur domaine d'expertise.

Le manque de critique sur la qualité des données diffusées est un autre risque lié à la dy-
namique de la science ouverte. Si des solutions existent pour les publications traditionnelles

<footnote n="84">84 https://dmp.opidor.fr/plans/17977/export.pdf?export%5Bquestion_headings%5D=true ; consulté le 21/10/2023. PGD du projet "L'apport du numérique dans l'étude des sites et des objets archéologique au Haut-Empire romain" par A. Turgis. https://dmp.opidor.fr/plans/17763/export.pdf?export%5Bquestion_hea-dings%5D=true ; consulté le 21/10/2023. PGD du projet "Chronostratigraphie pléistocène des terrasses alluviales entre Pyrénées et Massif Central. Implications paléoenvironnementales et archéologiques pour les sites paléolithiques." par J. Vincent</footnote>

<footnote n="85">85 https://vast-lab.org/dmp/index.html ; consulté le 21/10/2023</footnote>
en libre accès, la question est tout aussi légitime pour les jeux de données publiés librement (cf. *supra* 2.2.1. *Open access*). Un PGD rédigé agit comme un véritable mode d'emploi pour un jeu de données. En décrivant les données et leur finalité, il permet également d'en évaluer la qualité. Par conséquent, le PGD représente une étape indispensable pour la validation des données par la communauté scientifique. Il apporte le formalisme nécessaire à la mise en place de *data papers*, des publications académiques à comité de lecture centrées sur la présentation des données plutôt que sur les résultats et les interprétations.

Enfin, le PGD est souvent vécu comme une contrainte imposée par les instances de finan-
cement, plutôt qu'un outil pour assurer la qualité et la pérennité des résultats d'une recherche.
Le résultat dressé par l'étude australienne précédemment citée est sans appel : sur les plus de
800 PGD consultés, les 3/4 n'étaient pas complètement rédigés, les descriptions n'étaient pas
claires et les données n'étaient pas accessibles (Smale et al. 2018, p. 16-20). Pour les auteurs,
ce constat s'explique par le manque de clarté derrière la démarche des PGD. Ils mettent en
avant que si les organismes de financement encouragent le partage de données, ils ne livrent
pas les informations suffisantes pour le mettre en œuvre. La tâche est d'ailleurs probablement
impossible, car ils visent un public trop large. Aussi, les rédacteurs ne perçoivent pas les bé-
néfices qu'ils peuvent tirer du document, tant les questions semblent vagues et les éléments
pour y répondre peu nombreux. Pour être fonctionnel et pertinent, chaque PGD devrait au
contraire différer en fonction de la discipline, de l'objet d'étude, mais aussi de l'objectif du
document lui-même. En effet, les attentes ne sont pas les mêmes si le PGD doit aider à la
gestion d'un projet de recherche, sa documentation en vue d'une réexploitation des résultats
ou sa valorisation auprès de différents publics. Selon nous, en France, cette incompréhension
peut-être aussi une conséquence de l'évolution actuelle du modèle de financement de la re-
cherche européenne, qui s'inspire de plus en plus du modèle anglo-saxon. Malgré toutes les
nobles intentions qu'on lui attribue, le PGD symbolise aussi la transformation en cours de
nos institutions, qui s'orientent de plus en plus vers la recherche thématique et le modèle de
financement sur appel à projet.

Pour conclure avec cette partie, nous avons souhaité démontrer ici l'intérêt de la science
ouverte pour l'archéologie. Certes, la diffusion à large échelle de ce mouvement reste rela-
tivement récente, et des risques existent face à l'ouverture massive de la connaissance, en
archéologie comme dans les autres domaines. Toutefois, le soutien offert par l'État et l'Eu-
rope à la science ouverte a permis d'apporter plusieurs réponses proportionnées. Elles se
sont d'abord concrétisées sur les aspects techniques, avec la mise en place d'infrastructures
adaptées à la gestion d'importants flux d'informations. Puis elles ont permit de faire émerger
des communautés de spécialistes capables s'emparer de problématiques autour du cycle de
vie de la donnée.

En archéologie, de nombreuses questions restent à préciser sur les pratiques numériques liées à la dynamique de la science ouverte, notamment sur la définition de standards communs pour l'échange des données. Cependant, il est déjà possible de mener une recherche en s'appuyant sur des outils libres sans faire de concession sur la qualité du travail scientifique. C'est en tout cas ce que nous avons souhaité illustrer dans cette thèse. Ainsi, à part quelques outils clairement mentionnées dans ce texte, tous les logiciels utilisés de notre recherche docторale sont libres. On parle ici du processus complet, depuis les premières expérimentations jusqu'à la rédaction de la thèse. Les rares fois ou nous avons été contraint d'utiliser des outils propriétaires sont dû soit à un manque de temps de formation pour passer du propriétaire au libre, soit à l'absence d'alternatives libres. C'est par exemple le cas pour la mise en forme du manuscrit. Nous avons abandonner le logiciel de publication assistée par ordinateur (PAO) libre Scribus au profit de Adobe InDesign, car il n'est pas encore au point pour la création de publications académiques. Aussi, les publications et les données qui découlent directement de ce travail sont et seront diffusés au maximum en formats ouverts, autant que possible gratuitement, tout en recherchant à respecter une procédure de validation par les pairs.

En conséquence, la partie suivante présente un protocole d'enregistrement archéologique
numérique pour les chantiers de Bibracte qui repose largement sur l'utilisation de logiciels
libres. Notre volonté était d'établir des processus clairs, transparents et reproductibles, de-
puis l'acquisition jusqu'au partage des données, tout en proposant à chaque étape une évalua-
tion critique des outils mis en œuvre.
# TROISIÈME PARTIE

## Un chantier archéologique numérique à Bibracte
**3.1. Drones : nouveaux vecteurs, nouvelles échelles**

**3.1.1. Objectifs**

Les drones sont des aéronefs pilotés à distance dont l'usage et la technologie se sont largement développés depuis les années 2010, particulièrement ceux de la catégorie des "multirotors". Ce type d'appareil est en effet capable d'embarquer des capteurs pour des vols libres et stationnaires de plusieurs dizaines de minutes. Il présentait ainsi plusieurs intérêts pour les fouilles de Bibracte, et pour les opérations archéologiques en général. En effet, un drone permet d'obtenir des clichés verticaux des sites en cours de fouille, au lieu des traditionnelles photographies obliques prises, le plus souvent, depuis une nacelle. Outre le fait d'améliorer grandement la qualité des vues d'ensembles des sites archéologiques, cette solution permet, une fois l'équipement acquis, de réduire les coûts induits par les locations récurrentes d'équipement (assez importants dans le cas des nacelles). Ensuite, un drone peut évoluer dans l'espace aérien au-dessus des chantiers, à des altitudes interdites aux avions, ouvrant les potentialités de prises de vue verticales et multiscalaires sur les sites archéologiques. Enfin, la facilité et la rapidité de mise en œuvre de ces missions, associées à la précision de navigation offerte par les drones, permettent d'envisager la réalisation de couvertures systématiques régulières des sites archéologiques fouillés. Les drones permettent ainsi de systématiser le relevé des données de terrain sous un format inédit, avec des rendues variés hautement fidèle à la réalité (orthophotographie, Modèle Numérique de Terrain, modèle 3D) et qui résulte d'opérations mathématiques qualifiables. Dans un objectif d'amélioration de la méthode scientifique archéologique, une telle approche permet d'apporter de nouveaux éléments pour justifier les observations de terrain une fois les vestiges détruits par la fouille.

**3.1.2. Choix des équipements**

Les premiers vols de drone effectués à Bibracte dans le cadre d'une opération archéologique ont eu lieu en 2013 et 2014, pour photographier le chantier de la terrasse PC15. Ils ont été réalisés par B.-N. Chagny, de la société Kap-archéo, après le départ des équipes de fouille. N'ayant accès qu'aux images finales, nous avons peu d'informations sur le déroulement de ces missions. Toutefois, la page web de la société livre une description détaillée du
matériel utilisé<sup>86</sup>. Au début des années 2010, la technologie des drones multirotors n'était pas encore standardisée sur le marché européen. Les drones en circulation étaient assemblés "sur mesure" par des entreprises spécialisées ou les propriétaires eux-mêmes. Ainsi, le drone déployé sur le chantier de PC15 comportait un châssis à 8 hélices Beetec X8, contrôlé par l'électronique de vol DJI Wookong M et alimenté par une batterie au Lithium Polymère (LiPo) de 12Ah. L'ensemble embarquait une caméra de type Reflex numérique, avec un émetteur vidéo permettant de visualiser le retour vidéo, en temps réel, sur un écran porté par le pilote à l'épaule. La capture était déclenchée à distance, mais les réglages de la caméra devaient être définis avant le début de la mission, car ils ne pouvaient pas être modifiés une fois l'appareil en vol. Le drone affichait un poids total à charge de 4,5 kg et une autonomie de vol de 9 minutes. En prenant en compte le temps de navigation et le cadrage, cela offrait un temps de captation active d'environ 5 minutes, soit au maximum une vingtaine de clichés. Finalement, ces interventions ont livré deux orthophotographies de la fin du chantier, non géoréférencées et exploitées essentiellement à des fins de valorisation.

En 2015, la plateforme technologique de la MSHE C.-N. Ledoux (Besançon) s'est dotée d'un drone, grâce à une dotation de la Région Franche-Comté. Elle s'est ainsi inscrite parmi les premières institutions de recherche en France à devenir autonome pour des missions de drone multirotors en archéologie. L'objectif était d'acquérir une machine polyvalente, capable d'emporter plusieurs capteurs, dont la technologie LiDAR, réservée jusqu'alors à l'aviation. Le choix s'est porté sur l'OnyxStar FOX-C8HD, un imposant octocoptère (8 hélices) de 5 kg pouvant accueillir plusieurs types de nacelles et capable d'embarquer jusqu'à 6 kg d'instruments (fig. 43). Cette charge utile permet de supporter des APN haut de gamme avec objectif interchangeable, les plus lourds utilisés sur les chantiers de fouille. L'OnyxStar permet donc de produire des images zénithales larges et très détaillées, de moins de 5 mm par pixel, en volant à 20 m d'altitude. À ce niveau de précision, tous les indices archéologiques au sol, depuis les éléments architecturaux jusqu'aux petits objets, sont visibles sur les photos. Le drone possède également un retour vidéo, assuré par une petite caméra installée sur son châssis. Le retour sur l'écran au sol est dégradé et légèrement décalé dans le temps par rapport à la capture réelle de l'APN, mais la qualité reste largement suffisante pour effectuer la plupart des missions (fig. 44). Le signal du retour vidéo est stable sur une portée de 200 à 400 m, quand les conditions optimales sont rassemblées : un terrain plat et dégagé, sans élévation ni

<footnote n="86">86 le service d'hébergement d'Orange, sur lequel était accueilli le site en question, a été stoppé le 05 septembre 2023. Malgré nos recherches, il semblerait que l'auteur n'est pas déplacé le site vers une nouvelle solution d'hébergement (anciennement https://kap-chagny.pagesperso-orange.fr/index_fichiers/Page38.htm)</footnote>
<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>43. Le drone OnyxStar FOX-C8HD de la MSHE Ledoux (cliché A. Maillier)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_50.png" /><figcaption>44. La télécommande et le système de retour vidéo de l'OnyxStar FOX-C8HD (cliché A. Maillier)</figcaption></figure>
végétation haute, sans vent ou de faible intensité. L'appareil est aussi équipé d'une puce GPS et d'une carte électronique lui permettant de réaliser des vols autonomes. Toutefois, cette fonction requiert une programmation minutieuse du plan de vol en amont de la mission. Le matériel électronique Mikrokopter embarquée propose en effet une solution logicielle libre très complète, mais qui offre peu d'aide à l'utilisateur pour les réglages des paramètres de navigation. Il est donc nécessaire de calculer de nombreux aspects du vol, comme l'placement des points de navigation et de contrôle, l'altitude et la vitesse de vol du drone, ou encore le déclenchement programmé du capteur. L'alimentation est assurée par deux batteries LiPo de 10 000 mA/h, qui fournissent une autonomie de vol de 15 minutes environ, en fonction du poids embarqué et de la force du vent. Les capacités offertes par l'OnyxStar ont donc permis de réaliser les premières couvertures photographiques systématiques en haute définition de la fouille de PC15. En tout, six vols ont été effectués entre 2015 et 2016. Les missions se sont réparties selon le même programme durant les deux années : une acquisition d'images couvrant l'intégralité du chantier juste après le décapage, une seconde en milieu de campagne et la dernière en post-fouille, lorsque l'équipe avait quitté le terrain. Ces vols ont livré des données spatiales et graphiques qui retracent les étapes crucales de la fouille avec un niveau de détail jusqu'alors inédit à l'échelle du site. Les archives ont ensuite servi de support pour la plupart des analyses chronospatiales de l'édifice monumental de PC15, permettant de produire une documentation graphique synthétique riche et détaillée pour les rapports et publications (fig. 45).

Face aux premiers résultats encourageants, L'EPCC Bibracte a également fait l'acquisition d'un drone en 2017. L'objectif prioritaire des missions de drones était la production d'images et de vidéos, pour les recherches archéologiques et la valorisation du site. Ainsi, le choix s'est porté vers une solution intégrée drone et capteur (la caméra ne peut pas être séparée du drone), avec le DJI Phantom 4 Pro (fig. 46). Il affichait alors parmi les meilleures caractéristiques techniques de sa gamme, pour un prix bien inférieur à la concurrence. Du fait de sa construction en série, seuls les accessoires propriétaires DJI sont compatibles (batterie, radiocommande, hélice, etc.) avec le drone et la gestion est assurée par les applications DJI GO et DJI GS Pro, qui ne fonctionnent que sur la tablette iPad ou le smartphone iPhone d'Apple. Cependant, l'ensemble présente une conception très ergonomique, avec une prise en main vraiment simplifiée, notamment pour le calcul de plans de vol. Le drone en lui-même est très léger (moins de 1,4 kg) et la taille de la caméra associée est, de fait, inférieure aux APN utilisés avec l'OnyxStar. Toutefois, il suffit de réduire l'altitude de vol entre 10 et 15m pour obtenir une qualité d'image clairement suffisante pour une utilisation archéologique. Le
<figure><img src="image_51.png" /><figcaption>Etat I</figcaption></figure>

<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Etat II</figcaption></figure>

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>Etat III</figcaption></figure>

<figure><img src="image_54.png" /><figcaption>Etat IV-V</figcaption></figure>

45. Évolution chronologique du bâtiment monumental de la terrasse PC15.
Plans dessinés sur l'orthomosaïque de fin de chantier de 2015 (extrait de Hantrais 2017)
<figure><img src="image_55.png" /><figcaption>46. Le drone Dji Phantom 4 Pro de la MSHE Ledoux</figcaption></figure>

poids permet en revanche d'offrir une bonne autonomie de vol, de 20 à 25 minutes selon les conditions de vent. Pour le pilotage, le Phantom 4 Pro est très maniable et accompagné de toute une série de capteurs infrarouges pour effectuer des vols en sécurité. Le retour vidéo, qui provient de la caméra, est intégré aux applications, et un système de fixation est prévu sur la radiocommande pour accueillir la tablette, permettant de centraliser toutes les fonctions de contrôle. Il est également possible d'agir sur les paramètres de la caméra durant le vol, et de les ajuster en fonction des conditions réelles de luminosité, de vitesse, de déplacement ou d'altitude. De plus, la qualité du positionnement GPS est remarquable, permettant à l'appareil de rester stable même en cas de rafales de vent. Enfin, le drone, les batteries, la télécommande et l'iPad tiennent dans un sac à dos. Sa facilité de transport et de mise en œuvre en a fait un instrument d'utilisation quotidienne pour la capture d'images sur les chantiers, contrairement à l'OnyxStar qui intervenait pour des missions spécifiques et planifiées.
3.1.3. Acquis des expérimentations

Lorsque le contexte le permet, les drones multirotors avec capteur embarqué sont des
instruments particulièrement adaptés aux travaux archéologiques de terrain. Ils remplacent
et démultiplient les possibilités autrefois offertes par les cerfs-volants, les ballons ou les
nacelles, en permettant d'évoluer rapidement et avec régularité au-dessus des chantiers.
Les drones participent ainsi au renouveau de la documentation archéologique de terrain, et
livrent des supports graphiques et des modèles 3D à l'échelle de sites entiers, selon un niveau
de précision inédit pour la discipline.

Le niveau de précision atteint par l'équipement embarqué sur l'OnyxStar s'est d'ailleurs
révélé disproportionné par rapport aux besoins réels des archéologues. En effet, l'avantage
principal des drones en contexte archéologique est la prise de recul rapide par rapport aux
vestiges. Les prises de vue sont de deux types : les vues générales, pour mettre en évidence
la distribution spatiale des niveaux archéologiques et éventuellement la structuration interne
de certains aménagements (pierre à pierre) ; les prises de vues détaillées pour des structures
complexes, telles que les dépôts de mobilier, les sépultures ou les mosaïques. Dans la pra-
tique, les images produites avec l'OnyxStar associent une échelle large à un niveau de détail
suffisamment précis pour réunir les deux types. Pourtant, il est apparu à l'utilisation que ces
images n'étaient pas forcément pertinentes pour l'interprétation des vestiges archéologiques.
Les images produites par drone servent essentiellement de support pour la création des rele-
vés archéologiques. Or produire des plans qui associent des éléments interprétés à l'échelle
du site avec des points de vue détaillés risque, dans le meilleur des cas, de mettre en parallèle
des éléments qui ne sont pas comparables. Dans le pire des cas, l'excès d'informations peut
nuire à l'interprétation générale des vestiges.

Par conséquent, l'OnyxStar apparaît surdimensionné pour l'enregistrement photogra-
phique systématique d'un chantier de fouille. Il fournit des archives de très grande qualité,
mais scientifiquement sous-exploitées et très gourmandes en ressources informatiques, tant
en matière d'espace que de puissance de calcul. En effet, le traitement des orthophotographies
générales des chantiers archéologiques comme PC15 nécessite l'utilisation d'ordinateurs de
calcul spécifiques, qui exploite des composants informatiques largement supérieurs à ceux
présents dans les ordinateurs personnels classiques. Même dans ces conditions, les calculs
peuvent prendre plusieurs heures et produire des modèles qu'il faut impérativement traiter
à nouveau pour les alléger avant une quelconque exploitation. À l'inverse, le Phantom 4 Pro
offre une solution légère, ergonomique et adaptée aux besoins en matière de qualité d'enregistrement. Sa taille et sa simplicité de mise en œuvre permettent de le faire intervenir de manière quotidienne sur des acquisitions à l'échelle du site. Les modèles obtenus permettent de documenter la distribution des niveaux archéologiques, tout en conservant des tailles de fichier raisonnables. Pour les mêmes raisons, il s'avère aussi plus efficace qu'une perche, si les conditions le permettent le vol à faible altitude (moins de 10 m).

Quel que soit l'aéronef déployé, plusieurs aspects sont à prendre en compte pour opérer une mission au drone :

* L'utilisation des drones est soumise à des règles strictes sur le territoire français. L'opérateur doit maîtriser le pilotage d'aéronef sans personne à bord, les règles de navigation dans l'espace aérien et le scénario dans lequel s'effectue une mission, afin d'appliquer les règles de sécurité adéquates. Tous ces points sont soumis au contrôle de la Direction générale de l'aviation civile (DGAC).

* Les avancées sur les batteries LiPo ont été déterminante pour le développement des drones, car elles offrent désormais un ratio poids/puissance/autonomie suffisant pour faire décoller un appareil de plusieurs kilos pendant plusieurs dizaines de minutes. Le lithium est toutefois un élément très réactif. Il est donc important de se référer aux recommandations d'utilisation des constructeurs, afin de prévenir une détérioration irrémédiable du matériel et d'effectuer des vols en toute sécurité (fig. 47).

* Quel que soit le drone utilisé, son utilisation est à privilégier dans les conditions suivantes (fig. 48) : sur un terrain plat, étendu et dégagé, sans élévation ni végétation haute (ou alors avec une très bonne visibilité sur l'appareil durant tout le temps de vol), sans vent ou de faible intensité. Dans d'autres d'autres conditions, la sécurité, le temps de déroulement de la mission et la qualité des résultats ne permettent généralement pas de justifier l'utilisation de ce type d'équipement. On parle ici par exemple de vols sous couvert forestier, sous abris de chantier ou encore en milieu urbain. Une exception peut être faite pour l'archéologie du bâti, si le bâtiment étudié est isolé. Toutefois ce type de prise de vue est réservé à des pilotes expérimentés, capables de faire voler les drones en sécurité dans des espaces souvent restreints.
<figure><img src="image_56.png" /><figcaption>47. Conditionnement des batteries LiPo dans sacs ignifugés</figcaption></figure>

Finalement, l'intégration des drones dans les chantiers archéologiques de Bibracte a considérablement augmenté le nombre d'images capturées et a ouvert de nouvelles possibilités d'utilisation. Cette abondance d'images a incité les archéologues à repenser le rôle de l'image dans leurs analyses et dans la documentation archéologique. En effet, les images aériennes offrent une perspective globale et détaillée du site, permettant de mettre en évidence des structures, des motifs et des éléments parfois complexes a appréhender à l'œil nu. De plus, les technologies de traitement d'images et de modélisation 3D permettent désormais de créer des représentations virtuelles réalistes des vestiges, offrant ainsi de nouvelles opportunités pour la conservation et la transmission des résultats. Cependant, cette profusion d'images soulève également des questions sur la sélection, l'analyse et l'interprétation appropriées de ces données visuelles. C'est pourquoi il nous a semblé essentiel de revenir aux principes fondamentaux de la photographie en archéologie, afin d'intégrer efficacement ces images numériques dans les recherches archéologiques, en tenant compte de leur potentiel, mais aussi de leurs limites en tant que source d'information.
## Conditions recommandées

<figure><img src="image_57.png" /></figure>

## Conditions déconseillées

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

48. Conditions pour le survol de site archéologiques par drone
## 3.2. Appareils photo numériques : nouveaux capteurs, nouvelles résolutions

### 3.2.1. Objectifs

l'archéologie se distingue par le fait que la méthode d'investigation, en l'occurrence la fouille, entraîne inévitablement la destruction de son propre objet d'étude, à savoir le site archéologique. Une part importante du travail de l'archéologue sur le terrain consiste donc à collecter les objets et enregistrer ses observations, afin de pouvoir revenir sur les différents éléments durant la phase d'interprétation, d'analyse et de synthèse. Cette phase intervient généralement à posteriori, avec la rédaction du rapport d'opération. La photographie tient donc une place de choix parmi la documentation produite, car elle permet de conserver une trace visuelle des différentes étapes du chantier.

La photographie est "l'ensemble des techniques permettant d'obtenir des images permanentes grâce à un dispositif optique produisant une image réelle sur une surface photosensible<sup>87</sup>". Par extension, elle désigne aussi les images produites à partir de ce procédé. Le lien entre archéologie et photographie a été formalisé très tôt, dès son invention à la fin des années 1830. Dans son discours de présentation de la photographie à l'Académie des Sciences le 19 août 1839, F. Arago démontre l'utilité de ce procédé à travers l'exemple de l'étude des hiéroglyphes découverts sur les monuments de l'Égypte antique (Chéné et al. 1999, p. 8). Se-lon lui, la photographie allait permettre la copie de "millions de hiéroglyphes" par une seule personne, là ou auparavant la tâche aurait nécessité "des vingtaines d'années et des légions de dessinateurs". Dès lors, Ph. Collet, photographe de l'École Française d'Athène (EFA), re-late les différentes expéditions qui ont eu lieux dans les années 1850, tout autour de la méditer-ranée, pour photographier des monuments antiques (Collet 1996, p. 325-326). Si cela semble anecdotique aujourd'hui, il faut bien comprendre qu'a l'époque la photographie n'était ni par-faitement maîtrisée, ni simple à mettre en œuvre : entre les optiques et la chimie nécessaire, les bagages pouvaient dépasser la tonne de matériel à transporter. Comme le souligne Ph. Collet, ce n'était donc pas l'aspect pratique de la photographie qui a "séduit les premiers archéologues, mais sa précision et sa fidélité scientifique", contrairement aux autres méthodes de représenta-tion alors en vigueur, le dessin alors jugé trop "subjectif" et la peinture "approximative".

<footnote n="87">87 https://www.cnrtl.fr/definition/photographie ; consulté le 21/10/2023. Définition du CNRTL</footnote>
Plus d'un siècle et demi plus tard, la photographie est devenue une pratique courante en archéologie, toujours vantée pour ses capacités à reproduire de manière factuelle la réalité. Pourtant, la plupart des spécialistes de la photographie d'archéologie s'accordent à dire que l'image n'est pas neutre. Dans sa préface du manuel de M. B. Cookson, M. Wheeler parlait même de la technique photographique comme d'une "affreuse menteuse" qui à travers un "œil inhumain [...] falsifie le plus simple des sujets" (Cookson 1954). Pour Ph. Collet, "la photographie normalisée [...] est une illusion", car chaque image s'intègre dans la culture scientifique et "l'environnement d'image" propre à son époque (Collet 1996, p. 337).

L'archéologie n'est pas la seule discipline scientifique à avoir envisager la photographie comme un système d'enregistrement objectif du monde. L. Daston et P. Galison ont démontré, à travers l'évolution des atlas scientifiques, que l'objectivité est une construction intellectuelle qui a émergé en même temps que l'invention de la photographie, particulièrement autour des sciences naturalistes, dans la deuxième moitié du XVIIIème s. (Daston, Galison 2012, p. 26-27). Avant cette période, les moyens techniques à la disposition des scientifiques pour représenter leurs observations étaient largement manuels : le dessin et la peinture. La rigueur scientifique d'une image reposait alors sur la capacité de l'auteur, et de son illustrateur le cas échéant, à représenter les qualités essentielles de son sujet (nombre, forme, proportion, position), sans se laisser perturber par les caractéristiques accidentelles pouvant varier d'une itération à l'autre (comme la couleur) (Daston, Galison 2012, p. 69-78). Seul le scientifique, par son expérience et ses observations assidues, était capable de déceler ces qualités constantes, certaines. Il intervenait ainsi directement dans la production de l'image pour créer des représentations "typiques, caractéristiques, idéales ou moyennes", parfois soutenues par des modèles mathématiques, comme le célèbre Homme de Vitruve de L. da Vinci. Les auteurs nomment cette pratique "active" de la production d'images scientifiques la "vérité d'après nature".

L'invention de la photographie s'accompagne alors d'un nouveau courant de pensée. Certains savants ont commencé à considérer la part faillible de l'être humain, car il pouvait commettre des erreurs ou appliquer ses propres projections à ses observations. Si les scientifiques n'étaient pas capables de retranscrire sans simplifier, théoriser ou même embellir, les machines devaient prendre le relais pour créer mécaniquement. C'est ce que L. Daston et P. Galison décrivent comme "l'objectivité mécanique", soit le "désir impérieux de réprimer toute intervention volontaire de l'artiste-auteur en mettant en place des méthodes capables d'imprimer la nature sur la page suivant un protocole strict, voir automatique" (Daston,
Galison 2012, p. 137-148). Ce concept sera d'ailleurs élargi à la photographie, puisqu'un débat aura lieu dans les années 1860, qui opposera la photographie mécanique, scientifique et objective, à la photographie esthétique, artistique et subjective (Daston, Galison 2012, p. 157-163). Le terme mécanique sous-entend deux significations. Il renvoie d'abord à la production de l'image, qui doit être automatique, sans intervention direct de l'auteur sur celle-ci. Mais il renseigne également la capacité de reproduction de la photo, avec la multiplication automatique et à l'identique d'une même image. À l'inverse de la vérité d'après nature, le principe de l'objectivité mécanique était d'effacer la volonté du scientifique dans la création d'images en employant des instruments à la fois observateurs et artistes, ces derniers ne comportant pas de biais interprétatifs ou ethnocentristes.

Pourtant les auteurs remarquent que le débat entre photographie scientifique et esthétique était surtout d'ordre rhétorique. La plupart des utilisateurs de la photographie de la fin du XVIIIème s. étaient conscients de l'importance du savoir-faire et du jugement dans la création d'une photo, en plus de la possibilité de trafiquer une photo (Daston, Galison 2012, p. 157). Pour illustrer ce propos, le même exemple revient à plus de 50 ans d'intervalle chez M. Wheeler et les auteurs de l'ouvrage *La pratique de la photographie en archéologie* (Cookson 1954 ; Chéné et al. 1999, p. 16). Pour le même sujet, avec le même niveau de compétence et le même équipement, chaque photographe produira une image différente. Il est alors difficile de dissocier la technique de l'humain, et de qualifier la photographie d'objective et de mécanique. Les auteurs du second manuel avertissent d'ailleurs le lecteur : la photographie peut devenir "un instrument dangereux, car il est d'autant plus falsificateur qu'on ne le soupçonne pas d'induire en erreur". L'objectivité mécanique est donc plutôt un "idéal régulateur" qu'une finalité en soi, "un point de repère inatteignable, mais qui tend à avoir une pratique éthique de la science" en réduisant l'interprétation au minimum (Daston, Galison 2012, p. 144-145).

Pour A. Chéné et al., cette recherche de l'objectivité à travers les photographies d'archéologie passe par deux points essentiels : la maîtrise technique de la photographie et la connaissance de la destination de l'image. Pour la maîtrise technique, ils défendent à juste titre le fait qu'il est impossible de s'approcher d'une quelconque objectivité sans être conscient des limites du procédé photographique (Chéné et al. 1999, p. 16-20). Cette remarque, qui dépasse largement le champs de la photographie pour s'appliquer à l'ensemble des techniques,
est détaillée ici selon trois aspects. Le premier est le choix du point de vue et la nature du sujet à photographier, qui détermine le choix de l'objectif à employer avec l'appareil photo, afin de limiter les déformations optiques (cf. infra 3.3. Photogrammétrie).

Le second aspect, et non des moindres, est le choix de l'éclairage. Le terme photographie signifie littéralement "écrire avec la lumière", ce qui laisse entendre les enjeux de la bonne gestion de l'éclairage pour retranscrire une image fidèle. Les auteurs dévoilent un exemple assez parlant pour expliquer le rôle de la lumière en photographie : dans un portrait réalisé avec un éclairage en contre-plongé, nous avons tellement l'habitude des visages éclairés par le haut que la personne est généralement méconnaissable. Il en va de même pour les vestiges archéologiques, pour lesquels les reliefs et les couleurs peuvent radicalement changer d'une photo à l'autre, en fonction de l'angle et de l'intensité de la source de lumière. Il est vrai que sur le terrain, les archéologues ont rarement le choix, puisque que la luminosité est bien souvent liée au conditions météorologiques. La qualité du photographe ne s'exprime pas alors dans son choix de l'orientation et l'intensité de l'éclairage, mais plutôt dans sa capacité à saisir la lumière optimale en fonction du sujet, en portant une attention particulière à la position du soleil et à la couverture nuageuses (Cookson 1954, p. 13).

Enfin, A. Chéné *et al.* rappellent dans un troisième point que les mires couramment employées en photographie d'archéologie sont uniquement là pour indiquer un ordre de grandeur. En effet, la photographie produit des perspectives, et non des projections en plan. Ainsi, d'après eux, la taille de certains objets peut varier de prêt de 20 % sur l'image, selon leur position dans l'espace par rapport à l'échelle. Il est intéressant de noter que si à l'époque de la publication les auteurs employaient des appareils photo argentiques, tous les points évoqués restent valables avec les appareils photo numériques actuels (Djindjian 2017, p. 169-170).

Sur la question de la finalité de la photo de terrain, la plupart des guides méthodologiques en archéologie s'accordent à dire que tous les éléments jugés pertinents doivent être photographiés (Barker 1993, p. 128-134 ; Greene, Moore 2010, p. 137 ; Djindjian 2017, p. 169-170). Pour juger, il est donc indispensable que le photographe possède une culture archéologique poussée, afin de saisir les problématiques qui justifient la prise de vue. Puisqu'il ne s'agit pas d'enregistrer factuellement des éléments de la réalité, le principal objectif de la photographie d'archéologie est de "servir un discours qui se veut scientifique, celui qui naît et s'élabore au cours de la recherche archéologique" (Chéné et al. 1999, p. 12-14). Les photos se classent alors selon trois catégories fonctionnelles, qui peuvent se recouper :
* la "pièce à conviction" (montrer) : quelle que soit la destination des photos, toutes ont "en commun un rôle de témoignage de l'existence d'un objet (ou d'un groupe d'objets)", ou d'une situation "à un moment donnée". Ce rôle est indispensable en archéologie puisque que les originaux sont par nature éphémères (processus de fouille, érosion, restauration ou destruction des élévations, problème de conservation des objets, etc.);

* la "photo démonstrative" (démontrer) : elle est construite comme un élément du discours scientifique et appuie les observations et interprétations des archéologues. C'est ce rôle particulièrement qui requiert une bonne connaissance de la finalité de l'image. Ce pose alors le même défi qu'à l'époque de la vérité d'après nature : si l'archéologue n'est pas le photographe, la création du cliché doit se faire à partir d'un véritable dialogue entre les deux individus ;

* la "photo d'illustration" : certaines images sont principalement dans une démarche esthétique, pour alléger visuellement le contenu des publications scientifiques ou dans une démarche de valorisation ("photo de couverture", poster, etc.).

Avant les années 2000, lorsque la technologie argentique prévalaient, le photographe devait maîtriser les moyens techniques (choix équipement, réglages) à employer en fonction des problématiques liés aux vestiges étudiés, de leur nature (conservation, superficie, etc.) et des conditions d'acquisition, tout en modérant le nombre de clichés. Un tel savoir-faire permettait d'identifier et comprendre les sujets à photographier, afin de produire une documentation visuelle "parlante" et "lisible" par la communauté archéologique, mais également de limiter les coûts et le temps de développement des images, relativement élevés à l'époque. C'est pourquoi les photographes capables de réaliser des photographies d'archéologie étaient, plus naturellement qu'aujourd'hui, reconnus comme des spécialistes, tels que qu'A. Maillier, l'archéologue-photographe de Bibracte EPCC, ou Ph. Collet de l'EFA, déjà évoqué plus haut.

Mais à la fin du XXe s., début du XIXe s., la pratique de la photographie d'archéologie à progressivement évoluée, comme nous l'avons déjà mentionné pour le cas de Bibracte (cf. *supra* 1.2.1. Prog. de recherche européen). Cette période correspond à une large démocratisation de photographie, d'abord avec l'apparition des appareils photographiques jetables, ou prêt-à-photographier, dans les années 1980. Mais c'est surtout avec l'avènement de la photographie numérique dans les années 2000 que cette tendance s'est concrétisée, pour deux raisons. Premièrement, le développement des photographies s'est retrouvé grandement facilité. En effet, une fois le matériel acquis – un APN, des cartes mémoires et un ordinateur pour
la visualisation –, et tant que les images restent au format numérique, le développement est quasi-instantané et sans frais supplémentaire. Deuxièmement, les APN ont aussi proposés les premiers modes de réglage automatiques ou semi-automatiques. Jusqu'alors, les appareils photo haut de gamme, généralement utilisés en photographie d'archéologie, étaient réservés à des utilisateurs confirmés qui maîtrisaient les nombreux paramètres à régler manuellement. Grâce à l'ajout de cartes mères, les APN se sont progressivement dotés de logiciels internes capables de déterminer automatiquement les réglages adaptés en fonction de l'exposition de la scène. Cette fonction a permit d'élargir la base d'utilisateurs des APN haut de gamme, même si elle a tendance a opacifier la gestion des paramètres essentiels de la photographie.

La facilité de production apportée par les APN a donc entraînée un changement de pratique généralisé, dont la photographie d'archéologie de terrain n'a pas été exempté. Avec le numérique, il devenait possible de multiplier les clichés pour enregistrer visuellement, en série, chaque étape, chaque scène du chantier sans se soucier des contraintes de création, de développement ou de conservation. La fonction de l'image en archéologie de terrain s'est donc progressivement transformée, en même temps que les contraintes techniques semblaient se lever. C'est en tout cas ce qui ressort de l'étude menée par un groupe de recherche sur les pratiques photographiques en chantier archéologique (Desprès-Lonnet 2013). Ils ont notamment travaillé pendant trois ans sur les photographies d'archéologie produites à Bibracte, en lien direct avec les archéologues. D'après l'autrice de l'article, M. Desprès-Lonnet, les chercheurs avec qui le groupe a eu l'occasion d'échanger classent eux-mêmes leurs clichés selon deux catégories, là encore en fonction de leur destination :

* Les "photos de travail" : relevant d'une pratique plus "amateur", il s'agit de photographies prisent sans porter une attention particulière à la technique, qui s'apparente à des "prise de note visuelle". Il peut s'agir de simples penses-bêtes, dont seul l'auteur possède les éléments pour comprendre le contenu de la photo. Leur utilité est généralement pensée sur le court terme, pour se souvenir d'éléments particuliers jusqu'à la rédaction du rapport par exemple. Dans ce cas là, l'avantage de la photographie est de réaliser une prise de vue instantanée, sans effet sur le déroulement du chantier. Les photos de travail peuvent aussi comprendre des images plus abouties, comme dans le cadre d'un enregistrement visuelle systématique des US, où les mêmes éléments normatifs sont repris pour chaque unité. L'objectif est ici d'inventorier et de conserver une trace des éléments fouillés.
* Les "bonnes photos" : ces images sont pensées dès leur création comme des documents visuels, qui répondent à un cadre normatif et affichent les attributs nécessaires pour être comprises par un public spécialiste. Les archéologues consultés indiquent qu'elles ont pour objectif de "montrer", "d'informer", mais on retrouve en réalité le rôle de "démontrer" déjà définit par A. Chéné et al. . Il est question ici d'anticiper l'image et d'identifier les paramètres adaptés pour montrer ce que l'on voit, ou plus exactement, ce que l'on souhaite que l'Autre, le lecteur, voit. Pour le public interrogé, les bonnes photos doivent comme toujours conserver par l'image des éléments voués à disparaître, principalement pour l'Autre qui ne pourra donc pas revenir "à la source". Mais tous les éléments présents sur le chantier ne peuvent pas ou ne requiert pas de faire l'objet d'un tel traitement photographique. Cette prise de décision est à la discrétion du fouilleur, qui connaît les problématiques qui motive l'opération de terrain.

Dans l'utilisation de l'image, l'autrice note que la frontière entre les deux catégories reste floue. Par exemple, des photos produites dans le cadre d'un enregistrement systématique peuvent très bien être considérées comme de bonnes photos. De même, une photo de travail, même si elle n'est pas d'une grande qualité technique, peut finalement s'avérer être le témoin le plus représentatif d'un élément que l'archéologue aurait compris a posteriori, et devenir une démonstration type "la preuve par l'image" dans son discours.

Ainsi, avec l'introduction du numérique, les usages des photos se sont diversifiés et intensifiés sur les chantiers archéologiques. Cependant, quelles que soient la technique ou la pratique envisagée, il apparaît que la photographie d'archéologie n'est pas une action d'enregistrement neutre et automatique. Elle ne fabrique pas des reproductions véridiques de scènes de fouilles archéologiques en série. Il s'agit au contraire d'une démarche scientifique, qui repose sur la capacité du photographe à questionner une situation observée pour en rendre compte à travers une image. Dans les faits, même s'il est souvent admis que les photos doivent être réalisées sous une lumière diffuse, sans ombre portée, centrées sur le sujet, avec un environnement propre sans éléments perturbateurs, sur un axe vertical pour les photos en plan et un axe horizontal pour les photos d'élévation ou de coupe, en réalité chaque archéologue est conscient qu'une photo de terrain est avant tout affaire de compromis. La capacité du photographe est donc intimement liée à sa capacité à lire le terrain, en fonction de sa culture scientifique, et à retranscrire ce qu'il comprend de la scène à travers une image. Il n'est d'ailleurs pas rare de prendre plusieurs clichés d'une scène avant de sélectionner le "bon", ce qui correspond plus à une expérimentation pour produire un résultat qu'à l'enregistrement d'un fait objectif.
Par conséquent, nous considérons que la photographie d'archéologie de terrain est bien un témoignage, dans le sens où une photo ne se contente pas d'attester, mais plutôt de transmettre ce que l'auteur perçoit du site qu'il est entrain de fouiller. L'archéologue construit une archive de fouille. L'image photographique est donc un élément constitutif du discours scientifique du chercheur qui interprète le site fouillé. Le passage aux technologie numérique permet techniquement d'améliorer la qualité de ces archives, car le développement instANTANÉ et immatériel facilite grandement le contrôle des images. Pourtant, dans le cas de de Bibracte, l'évolution des pratiques vers les équipements numériques a entraîné une baisse de qualité de la majorité des photographies d'archéologie. Elles étaient auparavant effectuées par un professionnel de la photographie avec un équipement haut de gamme qui maîtrisait les problématiques de la prise de vue en contexte de chantier archéologique. Depuis, les images sont dans leur grande majorité effectuées par des personnes peu au fait des enjeux de la photographie d'archéologie, qui travaillent avec du matériel grand public ne répondant pas forcement aux standards de l'image archéologique.C'est pourquoi il nous semble important de revenir sur les notions techniques essentielles de la photographie et son utilisation en archéologie de terrain.

### 3.2.2. Choix des équipements

Les éléments décrits par la suite sont issus de nos lectures, ainsi que d'expérimentations sur trois capteurs différents : le Sony Alpha 7, le Canon EOS 6D et le capteur intégré du drone Dji Phantom 4 Pro.

En photographie comme dans beaucoup d'autres techniques, le choix de l'équipement est déterminé par le résultat souhaité. Hors nous l'avons vu, les usages de la photographie se sont multipliés en archéologie avec l'introduction de la photographie numérique. De plus, ce qui relève de la "bonne" photographie d'archéologie de terrain est plutôt variable, et dépend essentiellement des problématiques qui ont motivées la fouille du site et de l'aptitude des archéologues photographes à illustrer un cheminement scientifique à travers une image. Dans ces conditions, il semble difficile de recommander l'usage d'un type de matériel en particulier.

Il est toutefois possible de considérer que quels que soient les choix de l'auteur, une photographie d'archéologie de terrain doit toujours chercher à produire, sur le plan technique, des images nettes et bien exposées, afin de maximiser leur lisibilité. Dans les faits, avec les
progrès réalisés ces dernières années sur les capteurs et les systèmes optiques, il existe au-
jourd'hui tout une panoplie d'équipements capable de produire ce type de résultats, allant des
APN professionnels haut de gamme jusqu'à certains smartphones.

La plupart de ces appareils permettent également de modifier les paramètres d'acquisition
manuellement, avec des modes prédéfinis ou complètement automatisés. Les paramètres
principaux à prendre en compte sont la sensibilité du capteur, l'ouverture du diaphragme
de l'objectif, la vitesse d'obturation du capteur et la balance des blancs (cf. infra 3.3.1.
Contraintes photographiques). Comme nous l'avons déjà évoqué, il est impossible de norma-
liser l'usage de ces paramètres, car les conditions de prise de vue changent à chaque situation.
N'étant pas nous même photographe de formation, nous renvoyons le lecteur vers les publi-
cations spécialisées pour appréhender les caractéristiques techniques à maîtriser en fonction
du sujet à photographier, de son environnement et de la finalité de l'image (Cookson 1954 ;
Matthews 1968 ; Simmons 1969 ; Conlon 1973 ; Chéné et al. 1999). Parmi nos lectures, une
publication se démarque par la clarté et le niveau de détail du discours : le chapitre de G.
Verhoeven dans l'ouvrage *3D Recording, Documentation and Management of Cultural He-
ritage*, intitulé *Basics of Photography for Cultural Heritage Imaging* (Verhoeven 2016). En
une centaine de pages, l'auteur reprend toutes les bases de la technique photographique pour
la prise de vue de sujets patrimoniaux. Il passe en revue les procédés physiques théoriques,
les caractéristiques matérielles des différents équipements et jusqu'aux formats d'export des
photos numériques. L'objectif n'est pas d'anticiper une situation, mais au contraire de décrire
de la manière la plus exhaustive possible tous les mécanismes de la photographie, ainsi que
leurs limites, afin d'exploiter pleinement le potentiel de cette technique.

La formation prime donc sur le choix de l'équipement. Dans la pratique, un spécialiste de
la photographie d'archéologie de terrain équipé d'un APN compact milieu de gamme obtien-
dra probablement de meilleurs résultats qu'un archéologue ayant une pratique "amateur" de
la photographie avec une APN reflex haut de gamme (fig. 49). En poussant cet argumentaire
plus loin, même le choix de la technologie n'est pas réellement contraignant, puisque que
déjà à la fin des années 1990, il pouvait être difficile de faire la différence entre une image
nativement numérique ou issue d'une pellicule argentique numérisée (Collet 1996, p. 339).
Nous souhaitons cependant apporter ici une nuance pragmatique : si la maîtrise du matériel
permet de produire des images de grande qualité, le mode automatique des APN actuels
permet dans la plupart des cas de réaliser des photographies lisibles et convenables pour une
exploitation scientifique.
<figure><img src="image_59.png" /><figcaption>Compact
Sony DSC-HX99</figcaption></figure>

<figure><img src="image_60.png" /><figcaption>Hybride
Sony Alpha 7 II</figcaption></figure>

<figure><img src="image_61.png" /><figcaption>Reflex
Canon Eos 6D</figcaption></figure>

## 49. Types d'appareils photo numérique

Maintenant que ces aspects sont évoqués, nous pouvons néanmoins fournir quelques conseils. L'ambition est simplement ici de partager un savoir empirique, basé sur notre propre expérience de terrain ou celle de collègues proches.

Dans le cadre d'une opération de fouille archéologique, un des aspects les plus importants à prendre en compte est la polyvalence de l'APN. Les archéologues sont amenés à réaliser des clichés de sujets très diverses, qui vont de la photo de détail d'un objet de quelques centimètres aux images générales du site. Pour résumer grossièrement, les APN d'entrée de gamme, tous types confondus, vont généralement se retrouver rapidement limités pour les photos de sujets très proches, très éloignés ou en basse lumière. Ils peuvent aussi parfois afficher une définition trop basse et produire des image "pixelisées", même si les développements récents des capteurs tendent à infirmer ce dernier point. À l'inverse, les APN haut de gamme sont beaucoup plus polyvalents, particulièrement ceux avec un objectif interchangeable, afin d'adapter la prise de vue à toutes les situations.

Si les possibilités de prise de vue offertes par le changement d'objectif sont démultipliées, les objectifs à focale variable standards permettent de réaliser la grande majorité des photos de terrain (sur les types d'objectif, cf. infra 3.3.1. Objectif photographique). Un modèle classique, tel qu'un objectif zoom 24-70mm équivalent 35mm, produit en général des clichés de sujets centimétriques à plusieurs dizaines de mètres, sans entraîner d'effets optiques très marqués, comme l'effet *fish-eye* des objectifs ultra grand-angles (fig. 50). De plus, le fait d'emporter un seul objectif peut être un avantage dans le cas de missions où le transport est contraignant, sur des sites difficiles d'accès ou lors de décapages extensifs très étendus par exemple. En effet, le poids d'un objectif peut varier d'une centaine de grammes à plus d'un
<figure><img src="image_62.png" /><figcaption>50. Exemple d'objectif interchangeable polyvalent : le Canon EF 24-70mm f/4L IS USM</figcaption></figure>

kilo. Sachant qu'il s'agit d'un équipement fragile, à conserver de préférence dans un contenant adapté, à l'abri des chocs et de la poussière, le matériel photographique peut rapidement devenir lourd et/ou volumineux, donc problématique à déplacer.

La possibilité de changer d'objectif reste malgré tout très appréciable, car les APN sont utilisés dans de nombreuses autres tâches que la photographie de terrain en archéologie, cha-cune avec leurs besoins techniques spécifiques. Il s'agit par exemple de l'étude de détails cen-timétriques à subcentimétriques sur des objets, à l'aide d'objectifs macro, ou encore d'acqui-sitions photogrammétriques, pour lesquelles un objectif à focale fixe est conseillé (cf. infra 3.3.1. Objectif photographique). Selon la qualité de l'appareil, les objectifs interchangeables permettent donc de faire évoluer un APN pour répondre à tous les besoins des archéologues en terme de photographie, sans faire de compromis sur la qualité des images.

Enfin, un dernier point évident, mais qu'il nous semble utile de rappeler tant il peut être source de frustration, est le cas des batteries. Nous conseillons de privilégier les APN avec batterie indépendante, et de posséder plusieurs batteries de rechange, afin de ne jamais se retrouver bloqué par une batterie épuisée ou hors d'usage.

Pour toutes les raisons évoquées et selon notre expérience, notre préférence pour la pho-tographie d'archéologie de terrain se porte sur les APN hybrides milieu ou haut de gamme, équipés d'un objectif à focale variable standard (24-70mm équivalent 35mm). Ce type de kit associe un appareil compact et performant avec un objectif permettant de prendre des photos de détail comme des vues d'ensemble. Lorsque le transport n'est pas un problème, les APN
reflex, plus larges, offrent aussi un véritable confort de prise de vue, avec une prise en main
ergonomique et la possibilité de choisir entre le viseur optique ou le retour numérique pour
cadrer la photo.

3.2.3. Acquis des expérimentations

Finalement, la photographie d'archéologie de terrain relève autant de la maîtrise tech-
nique de l'équipement que de la sensibilité du photographe face à la nature des vestiges et
le discours qu'il souhaite en dégager. Il est nécessaire que ce dernier maîtrise les probléma-
tiques archéologiques à l'origine de la fouille pour :

* identifier quels éléments nécessites d'être photographiés et selon quels paramètres afin de transmettre, par l'image, une vision fidèle à celle développé par les chercheurs sur le terrain ;

* intervenir en fonction de l'avancée des travaux, être capable d'évaluer à quelle étape du processus de fouille la photo sera la plus "parlante", tout en limitant l'impact de la prise de vue sur le déroulement du chantier ;

* repérer les conditions idéales d'acquisition, naturelles (luminosité et hydrométrie) et logistiques (accessibilité du site).

C'est en étant capable de "calculer" le compromis optimal entre le quoi, le comment et le quand que l'archéologue photographe produit une image pertinente et de qualité scientifique.

D'après notre expérience, plusieurs points méritent d'être abordés pour faciliter la re-
cherche de ce compromis. Avec les automatismes apportés par les APN, la prise de vue est
techniquement facilitée. Ils devrait en toute logique conduire à l'amélioration globale des
clichés. Pourtant, les photos réalisées par les équipes de fouilles ont tendances à être de
qualités très variable. C'est en tout cas ce que nous avons pu constater sur les chantiers aux-
quels nous avons participé durant la période de cette recherche doctorale. Par exemple, sur
la fouille de la *domus* PC2, malgré un temps de formation accordé à tous les fouilleurs sur
l'importance de l'image pour l'enregistrement archéologique, plusieurs photos sont à la limite
de l'exploitable. Certaines images sont floues ou mal cadrées, d'autres affichent un mauvais
éclairage ou la présence d'éléments perturbateurs (des outils, des tas de terre ou les pieds du
photographe).
Selon nous, deux raisons principales peuvent être envisagées pour expliquer cet état de fait. La première peut-être lié à l'apparente facilité de production des images depuis l'arrivée des APN sur les chantiers archéologiques. Les appareils ont atteint depuis quelques années un niveau de performance et d'automatisme élevé, qui a largement contribué à démocratiser l'usage de la photographie. Mais cette recherche de maîtrise "intuitive" des aspects techniques de la part des constructeurs a dans le même temps limité les interrogations des photographes amateurs sur les modalités de création d'une photo. Pour la génération d'archéologues formée depuis la fin des années 2000 – dont nous faisons partie –, il suffit d'appuyer sur un bouton pour produire des dizaines d'image, sans se soucier de leur développement, de leur intérêt ou de leur conservation. Le phénomène s'est possiblement renforcé avec l'intégration d'APN directement dans les smartphones, permettant à une grande majorité de la population de manipuler la photographie quotidiennement.

Il est probable que pour cette génération, le statut de l'image ait évolué avec les progrès techniques récents, ce qui a entraîner des répercussions sur la qualité des photographies d'archéologie de terrain. Les personnes de cette génération sont prédisposées à photographier chaque unité stratigraphique, chaque détail du chantier, simplement parce qu'il en ont la possibilité. Mais la multiplication des images semble s'accompagner d'une perte d'intérêt pour des questions essentielles, que les archéologues se posaient peut être plus naturellement à l'époque de la photographie argentique : quel est le sujet de la photo, pourquoi le photographier et comment ? La photographie d'archéologie est ainsi passée d'un objet réfléchie à une production de masse, qui s'accompagne généralement d'une baisse de qualité du résultat final et traduit peut-être une peur de ne plus se souvenir, de ne pas comprendre. Plus large-ment, ces questions traduisent aussi un problème de réflexion scientifique, avec l'incapacité à savoir quand produire une archive destinée à la communauté archéologique. L'argument de la fracture générationnelle autour des nouvelles technologies est aussi à relativiser : il est probable que les archéologues non formés aux enjeux de la photographie à l'époque des appareils argentiques soient tombés dans les mêmes dérives méthodologique lorsque que les APN ont fait leur apparition.

De plus, il nous semble que cette production en série tend à renforcer l'idée de la photographie de terrain comme un système d'enregistrement visuelle "objectif" de la réalité. Si l'archéologue n'est ni sensibilisé par sa formation, ni contraint par le matériel à s'interroger sur les raisons de la prise de vue, il est alors tenté d'agir par automatisme méthodologique (prendre un cliché pour prendre un cliché). Pourtant, il est pourtant nécessaire de questionner
en amont l'action elle-même pour respecter le caractère de témoignage de l'image : qu'est-ce que je veux "montrer", ou plutôt "démontrer", avec cette photo ? Une telle démarche conduit à auto-évaluer le résultat, à considérer si les détails visibles sur la photo sont conformes à notre propre compréhension de la fouille. D'un point de vue pratique, il est d'ailleurs conseillé de vérifier le plus rapidement possible les clichés sur un grand écran, car très souvent les défauts sont peu visibles sur l'écran de l'APN. C'est particulièrement le cas de l'auto-focus, qui a tendance à créé des légers flous difficiles à visualiser sur l'écran de l'APN, mais qui gênent effectivement la lecture de l'image en plus grand format.

La recherche d'objectivité à travers la photographie d'archéologie de terrain comporte selon nous une autre limite. Comme l'ont démontrés L. Daston et P. Galison avec l'objectivité mécanique, la régularité avec laquelle sont effectuées les prises de vue sur les chantiers appuie l'impression d'une démarche systématique (Daston, Galison 2012, p. 137-148). L'automatisme de la pratique serait gage de sa scientificité. Mais, paradoxalement, elle restreint aussi la capacité de mémoire visuelle de la photographie sur un chantier. Souvent, tous ce qui n'est pas une photo de couches archéologiques ou d'objets est considéré comme une photo d'ambiance, non scientifique. Pourtant, la documentation par l'image des méthodes et des instruments mis en œuvre lors de la fouille à une véritable valeur scientifique, car elle permet aux chercheurs extérieurs de comprendre comment ont été produites les données. On parle ici d'images qui illustrent des outils ou des techniques de fouille spécifiques. Elles sont particulièrement utiles, notamment pour accompagner des parties méthodologique dans les rapports ou les publications. Ce type de prise de vue, en plus de constituer des archives précieuses sur nos pratiques, encourage la critique et la reproductibilité des processus de fouille, et renforce donc leur caractère scientifique.

D'une manière plus générale, nous insistons sur l'importance de réaliser des photos sur un chantier, même si d'autres moyens de représentation visuelle sont mis en œuvre (dessins, photogrammétrie, lasergrammétrie, etc.). Lorsque les archéologues sont formés à l'utilisation du matériel et aux objectifs de la photographie d'archéologie de terrain, l'image reste un moyen rapide, efficace et particulièrement accessible pour retranscrire une perception du site.

Attention toutefois à ne pas tomber dans l'extrême opposé. La photographie d'archéologie revêt un caractère plus subjectif que ce que les archéologues souhaitent communément lui attribuer. Mais accepter ce caractère subjectif ne constitue pas pour autant un argument suffisant pour se passer des normes existantes dans la disciplines. Si la fonction principale
de la photographie est de transmettre une vision du site, la personne réceptrice de l'image doit pouvoir comprendre et interpréter ce regard. Le respect des codes et des attributs photographiques classiquement utilisés par les archéologues constitue la base d'un langage visuel commun, sans lequel l'échange d'informations serait grandement complexifiés. Par codes, nous comprenons par exemple le fait de réaliser des prises de vue à la verticale pour les éléments en plan, à l'horizontale pour les éléments en coupe ou en élévation, de centrer la photo sur le sujet et son contexte proche, d'évacuer toute personne, objets ou matériaux qui pourrait obstruer la lecture des couches stratigraphiques et de limiter au maximum les ombres portées. Les attributs traditionnellement utilisés sont le panneau lettreur, pour renseigner le contenu de l'image, les échelles photographiques et la flèche qui indique la direction du Nord pour les photos en plan.

Pour les aspects plus techniques, propres à la photographie numérique, nous conseillons tout d'abord d'être attentif au réglage de la définition des photos. Si l'on prend l'exemple de l'APN Canon EOS 6D utilisé sur le chantier de la *domus* PC2, il capture à sa définition maximum des clichés au format JPEG de 5472 x 3648 pixels, d'un poids moyen de 8 Mo (fig. 51). En considérant la résolution minimale généralement recommandée par les éditeurs, soit 300 dpi, la taille recommandée pour l'impression de la photo est de 46,33 x 30,88 cm. À 600 dpi, la taille d'impression est logiquement divisée par deux, soit 23,16 x 15,44 cm. Lorsque l'on prend les mêmes clichés, mais avec une définition divisée par deux, soit 2736 x 1824 pixels, on obtient à 300 dpi une image imprimable de 23,16 x 15,44 cm et à 600 dpi de 11,58 x 7,72 cm, d'un poids de 2 à 3 Mo.

La question est alors de savoir s'il est utile de produire et de conserver toutes les photos dans un format plus grand qu'un A3. Dans notre exemple, en diminuant la définition par 2, le fichier reste dans les normes recommandées aux auteurs de nombreuses publications, mais permet de conserver une fichier presque trois fois plus léger. Ce type de définition est en général suffisant pour les photos d'inventaire, réalisées avant et après fouille d'une couche. Nous incitons donc à maîtriser la définition en fonction de l'usage de la photo, et à réserver les hautes définitions au images destinées à de l'impression sur des formats au-delà du A3. Si la modification des réglages de l'APN se révèle problématique en cours de fouille, il est possible de prendre toutes les photos à la définition maximum, puis d'effectuer un traitement par lot pour les sous-dimensionnées en fin de campagne, avec le plugin BIMP du logiciel GIMP
8 Mo

300 dpi

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

15,44 cm : taille d'impression

3648 px : définition

300 dpi : résolution

600 dpi

<figure><img src="image_64.png" /></figure>

2,5 Mo

300 dpi

<figure><img src="image_65.png" /></figure>

600 dpi

<figure><img src="image_66.png" /><figcaption>51. La différence entre la définition, la résolution et la taille d'impression d'une photographie</figcaption></figure>
par exemple (Francesconi 2023). Cette aspect technique n'est d'ailleurs pas suffisant. Le tri n'est pas neutre. Le choix des images à conserver participe à la construction du discours scientifique, et s'en abstraire revient à construire un "bruit" dans les informations archéologiques.

À propos des formats d'export, certains appareils permettent de créer les images dans un format numérique brut, généralement désigné par le terme générique RAW. Il s'agit de fichiers au format propriétaire, contenant les informations brutes du capteur. Ils sont lourds et nécessitent une étape de développement numérique pour être exploités, à l'aide de logiciels de traitement d'images numériques brutes, type Darktable. Il n'est donc pas utile de les produire sans justification préalable. Le format le plus adapté à la création et a manipulation d'image reste le JPEG, un format standard et libre et internationalement reconnu depuis les années 1990. Mais le JPEG n'est pas qu'un format de fichier. C'est également une norme de compression d'image qui peut mener à une dégradation de sa qualité. C'est pourquoi il est recommandé d'opérer une sélection sur les photos à conserver en fin de campagne et de les convertir en format TIFF, un autre standard libre plus lourd, mais stable et adapté à l'archivage numérique

Parmi les nouvelles méthodes d'imagerie récemment déployer sur les chantiers archéologiques figure une technique en apparence proche de la photographie d'archéologie de terrain : la photogrammétrie. Cette dernière utilise des photos comme données primaires pour produire des images plus complexes, mais se supplante pas la photographie pour autant. Il s'agit de deux méthodes complémentaires. À la différence de la photographie qui retranscrit la perception du photographe, la photogrammétrie permet de reproduire une surface en 3D à partir d'images 2D. Le résultat est issu d'un calcul mathématique, reproductible, dont les produits peuvent être jugée de manière logique et systématique. Elle offre donc une nouvelle opportunité de produire les "enregistrements visuels objectifs" tant désirée par la communauté archéologique. Mais comme pour toute technique, la photogrammétrie nécessite de maîtriser un certain nombre de notions et d'appréhender leurs limites, sans quoi, comme pour la photographie, la valeur scientifique du résultat peut rapidement être remise en question.
## 3.3. Photogrammétrie : nouvelle technique, nouveaux (re)levés

### 3.3.1. Objectifs

Le relevé, ou levé, est une notion qui vient des techniques de la topographie et de la to-
pométrie. Selon l'École Nationale Supérieure des Travaux Publics (ENSTP), elle comprend
d'abord "l'ensemble des opérations destinées à recueillir sur le terrain les éléments néces-
saires à l'établissement d'un plan ou d'une carte" (Ngouajio M. 2015, p. 5). Par extension,
le relevé désigne également le support créé par l'action de relever, soit le plan lui même.

En archéologie, plusieurs types de relevés sont produits, classés selon la technique em-
ployée, tels que les relevés manuels, les relevés topographiques ou plus récemment les rele-
vés LiDAR ou photogrammétriques (Esnault 2019). Toutes ces techniques aspirent au même
objectif : prendre les mesures de points dans l'espace, en 2 ou 3 dimensions (X, Y ou X, Y,
Z), pour représenter les indices archéologiques (mobiliers, couches, élévations), selon des
niveaux de détail plus ou moins élevés (de la silhouette à la représentation fidèle) et des
échelles variables (de l'objet au territoire).

Selon la technique employée, relever peut revenir à la fois à enregistrer et interpréter les
vestiges. Dans le cas d'un relevé manuel par exemple, le but est de retranscrire, à une étape
de la fouille, la localisation et l'organisation des couches archéologiques selon un cadre gra-
phique normalisé. Mais pour représenter les différents éléments, l'archéologue fait appel à
sa capacité à lire les indices archéologiques. Cette capacité est nécessairement influencée
par sa formation initiale, son expérience professionnelle et ses usages méthodologiques en
archéologie. Il n'est d'ailleurs pas rare que l'existence ou l'emplacement exact de limites
de couche soit sujet à discussion durant l'élaboration d'une minute. Avec le relevé manuel,
l'action consiste donc autant à enregistrer factuellement une trace archéologique qu'à en pro-
poser une première interprétation. C'est également le cas des relevés topographiques, car
l'emplacement de la mesure d'un point est à la discrétion de l'archéologue.

À l'inverse, dans certaines situations l'enregistrement et l'interprétation sont séparés. Il
s'agit des relevés réalisés à l'aide de scanner tridimensionnels ou de la photogrammétrie.
Dans ces cas là, quel que soit la méthode, l'instrument opère une multitude de mesures sur
une surface donnée. Il en résulte un ensemble de points qui modélisent la surface en 3D,
appelé communément nuage de points. Divers traitements peuvent ensuite être appliqués sur
les nuages de points, pour produire par exemples des profils, des modèles de profondeur ou
des images orthonormées. C'est en conjuguant leurs observations directes et l'analyse de ce
type de support, que les archéologues peuvent formuler des interprétations.

Nous proposons alors de faire une distinction, pour l'archéologie, entre les concepts de
lever et relever. Le relevé correspond à la première situation, lorsque que les mesures sont
opérées conjointement à l'interprétation. Le levé, quand à lui, regroupe l'ensemble des ac-
tions où les mesures et les interprétations sont formalisées sur des temps différents. Autre-
ment dit, nous parlons de relevé manuel et topographique, et de levé LiDAR, au scanner 3D
ou photogrammétrique.

Contrairement aux autres techniques de levé qui exploitent des instrument de mesure di-
recte, la photogrammétrie a recourt aux photographies en 2D pour reconstituer des scènes en
3D (Kasser, Egels 2001, p. 19). Si la technique est connue et utilisée en archéologie depuis
la fin du XIXème s., c'est grâce au développement simultané de la photographie numérique
et de la puissance de calcul des ordinateurs personnels qu'elle a pu récemment se démocra-
tiser parmi les archéologues (Ebrahim 2003, p. 4-6 ; Egels 2011, p. 42 ; Djindjian 2016,
p. 4-5). Cette situation a mené au remplacement progressif de tout ou partie de nos relevés
de terrain traditionnels (à la main, sur support papier millimétré) par des levés produits par
photogrammétrie. Les images de vestiges archéologiques deviennent alors de véritables sup-
ports aux relevés techniques et scientifiques. Or la bonne pratique de ce procédé implique la
maîtrise d'un ensemble de connaissances et de technique lors des phases d'acquisition et de
traitement que de nombreux utilisateurs ont tendance à négliger, tant les interfaces des logi-
ciels actuels en simplifient l'usage. Cette impression, qui n'en est clairement qu'une, conduit
même parfois à caricaturer son usage en une démarche “presse boutons” alors qu'en réalité
sa mise en œuvre relève de processus pourtant hautement scientifiques.

Si les applications de la photogrammétrie sont nombreuses et variées, l'emploi qu'en
fait l'archéologie est aujourd'hui bien standardisé dans la grande majorité de ces usages. Il
s'agit principalement de remplacer les traditionnels relevés en plan, en coupe et en élévation
des vestiges archéologiques, par la production d'ortho-images, dites orthomosaïques, et de
modèles numériques de surfaces.

C'est pourquoi la partie qui suit est issue d'un guide de photogrammétrie à destination de
la communauté archéologique, que nous avons récemment publié avec nos collègues A. To-
masinelli et M. Thivet (Verriez *et al.* 2023). L'idée de cette publication a été formulée après
huit années d'expérimentation et de développement méthodologique au cours desquelles
nous avons pu tester de multiples logiciels et équipements dédiés, des plus coûteux à la
solution libre retenue, en passant par les systèmes les plus couramment utilisés dans notre
discipline. Une grande partie de ces développements méthodologiques ont été réalisés dans
le cadre des projets de recherches archéologiques de l'UMR 6249 Chrono-environnement,
et tout particulièrement celles menées sur le site de Bibracte et nos travaux de thèse. Toutes
ces années d'expérimentation et d'observations ont conduis à plusieurs constats : une grande
diversité dans la mise en œuvre de ces techniques sur le terrain (des attendus du levé au choix
des équipements) ; la formation autodidacte de très nombreux archéologues ; le recours qua-
si-systématique à des logiciels qui privilégient la simplicité d'utilisation à la reproductibilité
des résultats ; l'hétérogénéité notable dans la façon de qualifier (qualité, précision) les don-
nées photogrammétriques publiées.

Par conséquent, le premier objectif de ce guide est de permettre à tous d'avoir recours à
ces outils, dans la pratique quotidienne de sa discipline, par le recours à des équipements
commun et par l'usage d'un logiciel libre et gratuit, issus des recherches scientifiques menées
par les principales unités de recherches françaises en photogrammétrie. Le second objectif
est de proposer un processus complet et ciblé aboutissant à la production d'orthomosaïque à
partir de plusieurs photographies numériques. En effet, les principes de la photogrammétrie
permettent également la production de nuages de points décrivant la scène capturée sous une
forme tridimensionnelle, mais cet aspect de la méthode et son utilisation ne seront pas ou
quasiment pas abordés dans cet ouvrage.

Nous proposons donc ici un protocole de photogrammétrie complet, basé sur des exemples
concrets et éprouvés, directement issus de contextes archéologiques et respectant les recom-
mandations récentes du Consortium 3D SHS (Huma-Num) (Granier et al. 2019). L'objectif
est de fournir aux archéologues les informations essentielles pour produire des orthomo-
saïques pertinentes et critiquables par la communauté scientifique.
# L'imagerie verticale en archéologie : définitions

Avant tout, il est important de faire un point sur les différentes notions qui cohabitent lorsque l'on parle d'images verticales en archéologie.

## Photographie zénithale

Il s'agit d'une photo dont le plan de l'image est positionné le plus parallèlement possible du plan à relever, pour limiter les effets de déformation liés à l'axe de prise de vue. Elle se veut complémentaire des relevés techniques : la photographie offre une vision “objective” d'une surface, alors que le dessin propose déjà une première interprétation. Mais si les photos numériques sont précieuses pour contextualiser les observations du fouilleur, elles comportent malgré tout plusieurs contraintes techniques pour une exploitation scientifique poussée.

## La définition

La définition correspond aux dimensions d'une photo numérique, exprimées en pixels (cf. *supra* 2.1.2. Images matrcielles). En photographie, il est classiquement représenté par un petit carré associé à une couleur. C'est l'association de millions de pixels de couleurs différentes qui crée une image. Plus la définition d'une image est élevée, plus elle est composée de pixels "52. une photo archéologique à deux définitions différentes. Verdun-sur-le-Doubs, le Petit Chauvort, Saône-et-Loire, 2021 (cliché E. Hammon)" (fig. 52). Par exemple, une photo d'une définition de 4 000 x 3 000 possède 4 000 pixels de large pour 3 000 pixels de haut. La définition dépend donc d'une part de la dimension du capteur de l'APN, mais également du nombre de pixels (ou photosites) que le capteur comporte. Dans l'exemple présenté, la photo correspond bien à la dimension du capteur, on parle alors d'un APN 12 Méga pixels, car 4 000 x 3 000 = 12 000 000.

Pour la plupart des APN destinés aux amateurs, le couple boîtier (donc capteur) et objectif (qui détermine la longueur focale) ne permet que rarement de prendre une photo d'un sujet très large (plusieurs dizaines de mètres) avec une définition suffisante pour en apprécier les détails centimétriques, qui apparaissent alors trop “pixelisés”.

Attention aussi à ne pas confondre la définition et la résolution. La résolution indique la densité de pixels dans l'image, notée en Points Par Pouce (DPI, Dots Per Inch) ou Pixels Par Pouce (PPP), soit le nombre de pixels par 2,54 cm². En effet la taille d'un pixel n'est pas
<figure><img src="image_67.png" /><figcaption>52. Une photo archéologique à deux définitions différentes. Verdun-sur-le-Doubs, le Petit Chauvort, Saône-et-Loire, 2021 (cliché E. Hamon)</figcaption></figure>

fixe. Leur dimension varie en fonction de la taille d'impression de l'image. Plus l'image est agrandie, plus les pixels sont larges et susceptibles d'être visibles à l'œil nu.

## Les déformations d'images ou aberrations géométriques

Les principales déformations rencontrées lors des prises de vue en archéologie proviennent de la difficulté pour les appareils photos à restituer la totalité des détails de l'image dans toute sa profondeur. Dans la pratique cela se traduit par du flou ou par des distorsions optiques par exemple. Nous présentons ici les deux principales aberrations géométriques rencontrées lors de captations d'images destinées à la photogrammétrie en contexte archéologique.

Les distorsions optiques se traduisent par des lignes normalement droites apparaissant légèrement courbées sur les clichés (fig. 53). Tous les objectifs, même les plus hauts de gamme, présentent cette déformation. Elles peuvent être de trois types (Egels 2011, p. 44-45) :

* **Distorsion en barillet** : la photo semble être posée sur une surface convexe, une sphère ou un baril. Les lignes directrices se courbent du centre vers l'extérieur de la photo. Elle est caractéristique des objectifs grand angle ;

* **Distorsion en coussinet** : La photo semble être posée sur une surface concave, comme enfoncée dans un creux. Les lignes directrices se resserrent vers le centre de l'image. Elle est particulièrement visible avec les objectifs de longue focale, ou téléobjectifs ;

* **Distorsion en moustache** : identique à la distorsion en barillet, sauf que les lignes se redressent légèrement sur les bords de la photo.
La déformation de volume, ou anamorphose, est caractérisée par un effet d'étirement des sujets au bord de la photo. Elle est particulièrement visible avec les objectifs grand angle et lorsque la distance entre l'APN et le sujet est courte. Sur les photographies aériennes, les bâtiments semblent parfois "couchés" à cause de l'anamorphose. On parle alors d'effet de déplacement, ou de dévers (Smith 1995).

<figure><img src="image_68.png" /><figcaption>53. Les déformations optiques courantes. Bibracte, domus PC2, Nièvre, 2017</figcaption></figure>

## Photographie redressée

Pour réaliser ce type d'image, le fouilleur installe des cibles (de 3 à n, en fonction de la précision souhaitée) réparties de manière régulière sur la zone à photographier. Les coordonnées géographiques des cibles sont relevées par un outil de mesure topographique (GNSS, tachéomètre, station totale, etc.) ou positionnées dans un système relatif orthonormé (carroyage). Le principe consiste ensuite à faire coïncider manuellement sur la photo le pixel du centre de chaque cible avec son repère topographique à l'aide d'un logiciel type SIG. La photo est dite redressée, car elle est contrainte (ou transformée) par certains points dans un
Système de Coordonnées de Référence (SCR). Le résultat offre une photo avec un positionnement dans l'espace relativement précis, mais qui conserve néanmoins plusieurs défauts (fig. 54) :

<figure><img src="image_69.png" /><figcaption>54. Photos redressées de la pièce XX de domus PC2, à Bibracte. Bibracte, la domus PC2, Nièvre, 2017</figcaption></figure>

* Cette méthode ne corrige pas les déformations optiques. Au contraire, si le type de transformation le permet, la manipulation va de nouveau déformer l'image pour compenser les distorsions. De telle manière que certaines lignes droites peuvent apparaître courbes ou en "S" ;

* Il est généralement compliqué d'assembler plusieurs photos redressées. Il faut ajouter aux deux points précédents les problèmes de colorimétrie, de luminosité changeante et la superposition des clichés. L'image finale peut se révéler inutilisable à cause de toutes ces discontinuités entre les photos voisines.
* La photo redressée peut donc être un bon outil de travail pour visualiser et contextualiser rapidement des vestiges archéologiques sur un SIG. Mais, pour les raisons évoquées, elle ne peut pas être considérée comme un support de mesures géométriques fiable et en aucun cas elle ne saurait remplacer un plan.

## Photogrammétrie et orthophotographie

Depuis le passage à la photo numérique, les boîtiers se sont rapidement perfectionnés, rendant accessible au plus grand nombre la production d'image en haute définition (Egels 2011, p. 42). Il en va de même pour la micro-informatique, avec l'augmentation exponentielle de la puissance de calcul des ordinateurs personnels. Ces deux innovations technologiques sont à l'origine de la démocratisation de la photogrammétrie, une technique qui requerrait auparavant soit des compétences poussées, soit du matériel complexe et onéreux. Le phénomène a d'ailleurs profité de la mise en réseau de connaissances dans le domaine universitaire pour créer des outils libres et complets, à la portée de la communauté archéologique.

La photogrammétrie est une technique pour modéliser la forme et la position d'un objet ou d'une surface dans un espace tridimensionnel à partir de données en deux dimensions (Paul et al. 1997, p. 244). Les données 2D sont le plus souvent des images photographiques, mais elles peuvent être aussi radars, radiographiques, microscopiques ou provenant d'un appareil à balayage. Fondamentalement, " *le processus de photogrammétrie est indépendant du type d'image* " (Kasser, Egels 2001, p. 19). Pour la modélisation d'un objet ou d'une surface, deux méthodes existent (Egels 2011, p. 42) :

Avec une seule image. Il est alors nécessaire de l'associer avec un fichier qui renseigne la forme de l'objet ou de la surface (type MNT ou MNE) ;

Si le fichier de forme n'existe pas, ce qui est le plus souvent le cas en archéologie, il est possible d'utiliser plusieurs images comme plusieurs points de vue sur l'objet ou la surface pour calculer la profondeur. C'est le même principe que la vision stéréoscopique humaine, d'où son nom de stéréophotogrammétrie.

Si la pratique de la photogrammétrie s'accentue ces dernières années, son invention date pourtant du milieu du xixe siècle. Elle est utilisée pour la première fois en archéologie une vingtaine d'année plus tard seulement, sur les ruines du site de Persépolis, en Iran (Ebrahim 2003, p. 4 ; Djindjian 2016, p. 4-5). Depuis lors, elle n'a cessé d'être employée pour l'enre-
gistrement et la conservation du patrimoine culturel, et plus particulièrement le patrimoine
architectural. Si la photogrammétrie a trouvé un terrain d'application privilégié dans ce do-
maine, c'est parce qu'elle permet de produire, entre autres, des orthophotographies (fig. 55).

<figure><img src="image_70.png" /><figcaption>55. Orthophotographie de la pièce XX de domus PC2, à Bibracte. Bibracte, la domus PC2, Nièvre, 2017</figcaption></figure>

Une orthophotographie, ou ortho-image, est le résultat du traitement mathématique d'une photographie aérienne (Boldo 2003). Lors du processus de production, l'image de base est recomposée pixel par pixel et présente à la fin les caractéristiques suivantes :

* Les distorsions optiques de l'objectif sont corrigées ;

* Tous les pixels de l'image respectent un axe de vue à la verticale parfaite (comme au centre d'une photo classique) ;

* Chaque pixel est associé à des coordonnées (système local à mondial) ;

* Le relief du sol naturel et la courbure de la terre sont pris en compte.
Autrement dit, l'image est rectifiée pour être exploitée comme une carte plane, tout en affichant les caractéristiques réelles du terrain (Smith 1995). On peut alors calculer les distances au sol et modifier le facteur d'échelle du cliché.

Comme chaque orthophotographie est le résultat d'une opération mathématique, il est
possible de relancer un calcul pour les assembler. L'image issue de cette fusion, une ortho-
mosaïque (ou orthophotomosaïque), présente de nombreux avantages pour l'archéologue :

* Elle est entièrement rectifiée. Tous les éléments visibles sont mesurables. Il est alors possible de l'utiliser comme support de dessin technique ou pour mesurer des distances ;

* Elle est géolocalisée bien plus précisément qu'avec les solutions de positionnement GNSS fournies par les APN. De plus elle est nativement exploitable par des outils de cartographie, tels que les SIG ;

* Malgré sa grande taille, elle est en très haute définition, car elle conserve la définition native de chaque image assemblée. On peut ainsi naviguer du vestige de quelques centimètres à l'ensemble du site avec la même image.

***Orthomosaïque : processus théorique de production***

Nous présentons ici les grandes étapes du processus photogrammétrique pour produire
une orthomosaïque (fig. 56). L'ordre de ces étapes peut varier et dépend du logiciel de traî-
tement utilisé. La majorité des informations ici présentées sont synthétisées des thèses de
L. Girod et M. Samaan, adaptées pour un public d'archéologues (Samaan 2016, p. 29-70 ;
Girod 2018, p. 23-41).

Acquisition des photographies

Sur le principe, tous les éléments visibles sur les images d'un set de photos se retrouve-
ront dans la scène 3D. Mais il faut pour cela respecter quelques notions élémentaires lors
de l'acquisition des photos. D'abord, la qualité de la surface et la précision du modèle 3D
dépendent directement de la qualité des photos utilisées. Ainsi, une photographie pour un
usage photogrammétrique doit répondre à deux conditions, être nette et bien exposée. De
plus, les photos doivent recouvrir l'ensemble de la scène et tous les angles de vues souhai-
tés. Enfin, il faut toujours prévoir un recouvrement important entre les photos voisines, pour
retrouver les éléments communs qui permettront de les assembler.
<figure><img src="image_71.png" /><figcaption>1 - Découverte des points d'attachés
SIFT</figcaption></figure>

<figure><img src="image_72.png" /><figcaption>2 - Calibration et orientation des caméras
SfM</figcaption></figure>

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>3 - Calcul des points homologues (nuage peu dense)
Stéréoscopie</figcaption></figure>

<figure><img src="image_74.png" /><figcaption>4 - Géolocalisation du nuage de points
Transformation</figcaption></figure>

<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>5 - Densification du nuage (nuage dense)
Stéréoscopie</figcaption></figure>

<figure><img src="image_76.png" /><figcaption>6 - Calcul des orthophotographies
Orthorectification</figcaption></figure>

<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>7 - Composition de l'orthomosaïque</figcaption></figure>

Légende :

Étape du processus

Méthode

<caption>56. Processus théorique de production d'une orthomosaïque.</caption>
## Points homologues (Tie point)

La première étape logicielle consiste à recomposer le puzzle général de la scène, c'est-à-dire trouver les différentes liaisons des photos les unes par rapport aux autres. Pour les relier, le programme identifie sur chaque image des points communs avec les images voisines (fig. 57). Plusieurs techniques existent pour identifier automatiquement ces points homologues. Une des plus courantes est l'algorithme SIFT, qui discrimine des points entre des couples d'images le plus indépendamment possible de la résolution, du niveau de flou, de l'échelle de rotation, du point de vue et de la luminosité de chaque photo (Lowe 2004). Le processus est appliqué à l'ensemble des images pour déterminer tous les couples et obtenir la vue complète de la scène, projetée dans un système de coordonnées local en 2D (X et Y). Les couples d'images qui présentent les meilleurs scores de corrélation sont conservés comme points homologues.

<figure><img src="image_78.png" /><figcaption>57. Points homologues entre deux images voisines. Bibracte, plateforme PC14, Nièvre, 2021</figcaption></figure>
## Calibration et orientation des caméras

Une fois les photos assemblées, il faut estimer la position de chacune d'entre elles pour définir l'espace 3D théorique dans lequel la scène sera projetée. Pour cela, on utilise un algorithme dit “d'ajustement de faisceau”. Il détermine d'abord les caractéristiques intrinsèques de l'APN lors de l'acquisition (paramètres d'orientation interne). Puis le calcul détermine l'angle et la distance du capteur par rapport à la photo, c'est l'estimation des positions (l'orientation externe). Cette étape permet de rajouter la dimension Z au système de coordonnées local défini durant l'étape précédente. Si, dans la littérature, on retrouve principalement les termes d'orientation interne et externe, nous avons préféré, afin de limiter les possibilités de confusions, utiliser dans cet article le terme de calibration pour décrire les paramètres d'orientation interne et de limiter l'emploi du terme orientation aux paramètres d'orientation externe (Verhoeven 2016, p. 174 ; Girod 2018, p. 22-23).

## Nuage de points épars

Puisque le modèle géométrique des caméras (calibration + orientation) modélisant l'entreprise de la scène est maintenant connu, il est possible de projeter des points dans un espace 3D. Pour chaque point (homologue) visible sur chaque paire d'images, la position (coordonnées en X, Y et Z) de ces points est calculée et projetée dans un espace 3D (fig. 58). L'assemblage des points homologues constitue le premier nuage de points visualisable en 3D. S'il présente relativement peu de détails, le nuage dit “épars” sert avant tout de base pour vérifier la qualité de la projection 3D et l'emplacement des caméras.

<figure><img src="image_79.png" /><figcaption>58. Projection des points homologues dans un espace 3D. Bibracte, plateforme PC14, Nièvre, 2021</figcaption></figure>
## Géolocalisation

À ce stade, le nuage de points est toujours projeté dans un système de coordonnées local. C'est-à-dire que la géométrie qui le définit est celle tirée des caractéristiques des images, où l'unité de base est le pixel. Pour basculer dans un Système de Coordonnées de Référence (SCR), tel que le RGF93 en France, il faut renseigner les coordonnées géographiques de certains pixels. Dans la pratique, pour obtenir un modèle précis, cela se traduit par l'installation avant acquisition d'au minimum trois points de contrôle au sol (Ground Control Point ou GCP) sur la scène photographiée, chacun visible sur au minimum deux photos. Ils sont relevés sur le terrain dans le SCR de sortie souhaitée. Il faut ensuite les identifier sur les images pour que le logiciel transforme la position du nuage de points dans un espace géoréférencé 3D.

## Ajustement de la calibration et de l'orientation des caméras

Pour obtenir la géométrie finale du modèle, une dernière étape consiste à affiner la calibration et l'orientation des caméras en fonction du SCR défini, pour améliorer la précision du nuage de points.

C'est une étape dite de compensation, correspondant à un nouvel ajustement de faisceaux, et prenant en compte les contraintes spatiales induites par les points d'appuis (GCP). In fine cela permet d'améliorer la précision du nuage. Mais on peut également dire que cette étape ajuste ou affine la géométrie de la scène (camera et nuage épars) en prenant le SCR comme contrainte.

## Densification

Avec le nuage et les paramètres des caméras validés et optimisés, la construction du nuage de points dense peut commencer. Cette étape, dite de corrélation multi-stéréoscopique dense (3D dense matching), est basée sur la génération de cartes de profondeurs permettant de densifier le nuage selon un ensemble de résolutions allant en s'affinant (Samaan 2016, p. 39). Cette méthode, multi-échelle/multi-résolution, conduit d'une part à une meilleure robustesse dans le calcul de corrélation entre images et d'autre part à plus de rapidité.

La densification du nuage augmente le nombre de points proportionnellement à la résolution des images sources. La concentration est parfois telle qu'elle peut donner une impression de surface physique au nuage. Toutefois cette étape ne signifie pas nécessairement une amélioration de la précision du modèle.
## Orthorectification

Chaque point du nuage est alors associé à des coordonnées X, Y et Z précises, qu'il est possible de projeter sur une grille. L'image n'est donc pas la photo initiale déformée, mais bien le résultat d'un nouveau calcul où chaque pixel est une case de cette grille. On supprime ainsi les distorsions optiques pour obtenir des orthophotographies.

## Orthomosaïque

Il ne suffit pas de coller côte à côte les orthophotographies pour composer une orthomosaïque, sans quoi des limites grossières seraient visibles entre chaque image. La derrière étape consiste donc à fusionner les orthophotographies par un calcul d'égalisation radio-métrique destiné à homogénéiser au maximum les couleurs entre les images voisines.

### 3.3.2. Choix et réglages des équipements

Pour réaliser une bonne acquisition, le plus important est de bien identifier l'objet d'étude et de définir en amont les besoins pour le rendu final. En effet, en photogrammétrie, l'équipe-ment, les paramètres d'acquisitions et les propriétés de calcul varient en fonction du résultat souhaité. Nous proposons donc ici des recommandations génériques pour produire l'ortho-mosaïque d'un site archéologique, qu'il convient d'adapter en fonction des problématiques et du contexte d'intervention.

## Matériel photographique et topographique

Un des avantages du relevé photogrammétrique réside dans le fait que le matériel néces-saire pour réaliser une campagne d'acquisition fait partie des équipements classiques d'un chantier de fouille archéologique.

### Capteur

Le capteur est la partie sensible d'un APN, composée de millions de photosites qui re-çoivent et transforment la lumière en autant de signaux électriques analogiques, selon l'inten-sité lumineuse perçue. Ces signaux sont ensuite convertis en pixels qui recomposent l'image. Sans entrer dans les détails, les progrès technologiques réalisés sur les capteurs type CMOS ont participé à une baisse importante des prix des APN à partir de 2005, les rendant plus accessibles sur le marché (Verhoeven 2016, p. 145). Les constructeurs ont ainsi continué les développements, et proposent aujourd'hui des appareils haut de gamme qui répondent aux
exigences techniques de la photogrammétrie. Le premier aspect à prendre en compte est la taille du capteur, et par extension la taille des photosites (pixel size). Logiquement, plus la surface photosensible est importante, plus elle capte de lumière sur un temps donné, ce qui influe directement sur la qualité de l'image capturée (Granier et al. 2019, p. 62-63). Ainsi, les grands capteurs offrent plus de souplesse pour les acquisitions, notamment dans les zones de basse luminosité. Parmi les tailles standards proposées par les constructeurs, le capteur "plein format" ou "35 mm", qui calque ses dimensions sur celle des pellicules argentiques 24 x 36 mm, est donc le plus adapté pour la photogrammétrie (fig. 59). Toutefois, un capteur plus petit peut être employé quand des contraintes de poids et de taille de l'APN existent, notamment dans le cas de la photogrammétrie aéroportée par drone. Par exemple, avec de bonnes conditions de luminosité, la caméra du Dji Phantom 4 Pro, avec un capteur d'un pouce (13,2 x 8,8 mm), présente une qualité suffisante pour la production d'orthomosaïque de site archéologique. Une autre caractéristique technique importante est le nombre de photosites qui composent le capteur. Il correspond au niveau de détail de l'image finale, car un photosite sur le capteur est normalement égal à un pixel sur l'image, si l'APN est utilisé à sa définition maximum.

Cette valeur est généralement retranscrite en mégapixel (MP ou Mpx), équivalent à 1 million de pixels. La taille et le nombre de photosites sont donc intrinsèquement liés, car pour deux capteurs de 20 Mpx, la surface sensible de chaque photosite sera forcément plus restreinte pour un capteur APS-C (21,1 x 16,7 mm) que sur un capteur Plein format (24 x 36 mm). Ce critère peut être évalué par l'espacement en micro mètre entre le centre de deux photosites adjacents (pixel pitch) ou par la densité de photosites au micro mètre carré (pixel density). Lorsque le choix est possible, on privilégiera toujours la taille du capteur, pour une meilleure réception de la lumière, aux mégapixels, sans descendre sous la barre des 16 Mpx (Granier et al. 2019, p. 62-63).

## Objectif photographique

Dans le choix de l'équipement de photographie, la qualité de l'objectif est primordiale. Un boîtier haut de gamme avec un objectif d'entrée de gamme livre des résultats clairement insatisfaisants (Historic England 2017, p. 28-29). Dans tous les cas, le choix de l'objectif devra être priorisé avant celui du boîtier. Ce choix détermine notamment la longueur ou distance focale (souvent raccourcie en focale) qui correspond à la distance (en millimètres) entre le centre optique de l'objectif et le capteur du boîtier quand la mise au point est faite à l'infini (De Ferrières et al. 2015). Elle détermine l'angle de vue de l'image, en fonction de
<figure><img src="image_80.png" /><figcaption>59. Schéma de représentation des principales surfaces de capteur photographique disponible sur le marché</figcaption></figure>
la taille du capteur. Plus la distance focale est élevée, plus l'objectif "voit" loin, mais avec un cadrage serré. À l'inverse, une distance focale courte permet un cadrage large, mais nécessite d'être plus proche de la scène à capturer (fig. 60). La manière d'exprimer la distance focale est issue des normes définies initialement pour les boîtiers argentiques, pérennisée aujourd'hui au travers des capteurs plein format. Avec ce type de capteur, les objectifs affichent des distances focales de 15 mm (fish-eye, ultra grand angle) à plus de 300 mm (téléobjectif). Mais à distance focale identique, un capteur plus petit cadre plus serré, avec un angle de vue plus court. Ainsi, pour obtenir le même angle de vue qu'avec un capteur plein format, il faudra choisir un objectif d'une longueur focale nominale plus petite ou égale si elle est exprimée en "équivalent 35 mm" ou "équivalent plein format". Selon les préconisations du consortium 3D SHS, il est recommandé d'utiliser en photogrammétrie une plage focale située entre 20 mm et 85 mm en équivalent plein format soit entre 14 mm et 55 mm pour un capteur de type APS-C (Granier et al. 2019, p. 64).

<figure><img src="image_81.png" /><figcaption>60. Schéma de relation entre l'angle de champ d'une photographie et la longueur focale de l'objectif utilisé (au format 24 x 36 mm). (d'après Pamart et al. 2019)</figcaption></figure>

Plusieurs types d'objectifs existent, les plus couramment utilisés étant les objectifs zoom et les objectifs à focale fixe. Les objectifs zoom sont les plus polyvalents, car comme leur nom l'indique, il s'agit d'objectif à distance focale modulable, pour adapter l'angle de vue, ou le niveau d'agrandissement de la scène. Les objectifs à focale fixe, à l'inverse, sont verrouillés sur une distance focale. Il en résulte des objectifs généralement mieux optimisés et
de moindre coût, dont l'utilisation est à prioriser absolument pour une acquisition photogrammétrique. Par expérience, les objectifs à focale fixe 35 mm équivalent plein format se révèlent particulièrement adaptés pour le relevé de structures archéologiques.

Précisions également que lors de traitement photogrammétrique, les logiciels effectuent une nouvelle calibration (étape de calcul) à chaque changement de distance focale, car cela modifie les paramètres internes de la caméra. Pour éviter de multiplier les opérations de calibration, nous conseillons donc d'utiliser soit un objectif à focale fixe, soit de verrouiller la focale de l'objectif durant l'acquisition.

## Type de boîtier

Les APN sont classés selon plusieurs catégories (fig. 49). Les reflex (de l'anglais *Digital Single-Lens Reflex*) sont généralement les plus adaptés pour la photogrammétrie. La spécificité de ces appareils est le système de visée, qui se fait à l'œil nu par un jeu d'optiques, comme dans des jumelles. L'objectif est d'obtenir un rendu fidèle de l'image à capturer, sans conversion numérique sur un écran. Un miroir est donc positionné devant le capteur le temps de la visée, et se déplace au moment de l'acquisition. Si le miroir ne présente pas d'intérêt en photogrammétrie, les APN reflex sont aussi par tradition des APN haut de gamme avec des capteurs plein format, des objectifs interchangeables et la possibilité de régler manuellement un grand nombre de paramètres d'acquisition (Samaan 2016, p. 33). Aussi, les progrès récents sur les APN hybrides les rendent tout aussi pertinents pour la photogrammétrie. Cette catégorie associe les attributs techniques des APN compacts et reflex : un boîtier de taille réduite combiné à des objectifs interchangeables. La réduction de la dimension du boîtier est rendue possible par l'absence de miroir devant le capteur et en direction du viseur. L'image captée est retranscrite sur le viseur ou sur l'écran après conversion numérique. Depuis quelques années, plusieurs de ces APN embarquent des capteurs plein format. Plus légers et moins encombrants que les APN reflex, ils se révèlent particulièrement adaptés pour les missions de terrain, et constituent aujourd'hui la référence en termes de photographie numérique. Enfin, une carte mémoire avec un espace suffisant, à adapter en fonction des spécifications de l'équipement utilisé, est évidemment nécessaire.
Acquisition déportée

Avec du matériel plus spécifique, il est possible de surélever la caméra pendant l'acquisi-
tion pour augmenter significativement le champ de vision de chaque image. Deux solutions
existent pour cela : la perche et le drone. Pour le perches, nous recommandons une perche
de 4 à 10 m de long. En dessous, le gain d'angle de vue n'est pas vraiment significatif et
au-delà les perches deviennent difficilement maniables. Pour la gestion des prises de vue, de
nos jours la plupart des boîtiers hybride et reflex proposent des fonctions Bluetooth ou Wifi
associées à des applications sur smartphone, très pratiques pour avoir un retour d'image et
un déclenchement à distance. Il est également de plus en plus courant de faire intervenir des
télépilotes de drone sur les fouilles archéologiques. Nous n'entrerons pas dans les détails ici,
mais il faut savoir que l'utilisation de ces outils est très réglementée par les législations fran-
çaise et européenne<fnref n="88" />. En tenant compte du cadre légal et correctement paramétré, un drone
présente l'avantage de réaliser une campagne d'acquisition de manière quasi automatique
sans impacter le terrain. Les appareils sont souvent des solutions intégrées (aéronef + cap-
teur) et, à ce jour, seuls les drones semi-professionnels à professionnels présentent une taille
et une définition de capteur suffisante pour réaliser des orthomosaïques de qualité (ex : Dji
phantom 4 pro). Chaque constructeur accompagne ses machines de solutions logicielles pour
préparer et réaliser les vols (Granier et al. 2019, p. 70). Un ordinateur ou une tablette sont
donc généralement nécessaire sur le terrain pour gérer le bon déroulement de la mission.
Enfin, attention au contexte d'intervention avec ces deux outils. Si l'espace est généralement
bien dégagé au niveau du sol sur un chantier archéologique, ce n'est pas toujours le cas à
plusieurs mètres de hauteur (arbres, lampadaires, bâtiments, etc.).

Topographie

Pour le géoréférencement, des cibles sont requises pour représenter les GCP. En théorie, n'importe quel objet ou surface peut faire office de GCP, tant qu'il est bien visible et individualisé sur les images. Il est courant d'utiliser des cibles papier numérotées et plastifiées, maintenues par des clous. Pour relever la position des GCP, il faut être équipé d'au moins un des instruments classiques de relevé topographique (tachéomètre, station totale, GPS, etc.). Naturellement, plus la précision de l'instrument employé est bonne, plus le positionnement de l'orthomosaïque sera exact.

<footnote n="88">88 https://www.ecologie.gouv.fr/politiques/drones-uas</footnote>
## Photographie

### Contraintes photographiques

#### Régularité

Pour éviter de créer des erreurs ou des aberrations sur le modèle 3D, il est nécessaire de conserver les mêmes paramètres d'acquisition sur l'ensemble du lot de photos. Les réglages doivent donc être effectués avant de lancer une mission d'acquisition, en cherchant à obtenir des photos nettes et suffisamment lumineuses en tous points du chantier. Les parties les plus sombres et les plus irrégulières sont souvent à privilégier pour étalonner la caméra, tout en contrôlant que les paramètres fonctionnent aussi dans les zones lumineuses. Si une exposition équilibrée ne peut pas être trouvée, il est préférable de sous-exposer les images. En effet, la sous-exposition peut être corrigée à l'aide de logiciels de traitement d'image, comme Darktable, mais pas la sur-exposition. Attention toutefois dans ce cas à bien produire et utiliser le format brut des images.

#### Sensibilité

L'ISO contrôle la sensibilité du capteur de l'APN à la lumière. Une valeur haute augmente avec la sensibilité et rend le capteur plus réceptif au signal lumineux. Mais elle a aussi pour conséquence de faire apparaître des particules lumineuses sur la photo, comme du "bruit" numérique. Ce phénomène est problématique en photogrammétrie, car les particules créent des artefacts uniques d'une image à l'autre, ce qui perturbe toutes les étapes du processus photogrammétrique. Il convient donc de garder l'ISO au minimum (max. 400), en jouant en priorité sur l'ouverture et la vitesse d'obturation pour régler la luminosité de l'image.

#### Ouverture

Les détails flous d'une photo ne peuvent pas être modélisés. Or, un objectif ne permet, en théorie, de ne faire la mise au point (focus) que sur un seul élément de la scène. La profondeur de champ détermine alors la netteté des éléments placés à l'avant et à l'arrière de la cible de mise au point (Historic England 2017, p. 24-25) (fig. 61). Il faut donc rechercher la plus grande profondeur de champ possible, pour que tous les plans à relever apparaissent nets sur l'image. Dans la pratique, cela revient à refermer le diaphragme de l'objectif. Mais une ouverture trop faible laisse passer moins de lumière jusqu'au capteur. Le but est alors de trouver le bon équilibre pour produire des images nettes et suffisamment lumineuses. La
valeur de l'ouverture, notée f/n, correspond au facteur de division de la distance focale. Plus le facteur est petit, plus l'ouverture est grande. Prenons l'exemple d'un boîtier plein format (capteur 24 x 36mm) avec un objectif d'une distance focale de 35 mm :

* Si le terrain présente peu de reliefs (terrain plat, structures en creux peu profondes, élévations de deux ou trois assises, etc.), selon les conditions de luminosité, il est possible d'ouvrir à maximum f/4 (35/4 = 8,75 mm), ce qui correspond à un diamètre d'ouverture du diaphragme de 8,75 mm. Cette configuration est lumineuse, mais induit du flou sur les arrières plans, ce qui la rend peu adaptée aux environnements accidentés ;

* Par contre, si le terrain est irrégulier (site en pente, plusieurs paliers topographiques, sondages profonds, éléments verticaux, etc.), il est préférable de ne pas descendre en dessous de f/5.6 (35/5,6 = 6,25mm). Avec un diamètre d'ouverture réduit à 6,25 mm, on réduit la luminosité des clichés, mais on augmente la netteté des arrières plans.

Ces exemples sont adaptés à des prises de vue manuelles nécessitant une vitesse d'obturation élevée (cf. ci-dessous). S'il est possible d'utiliser un trépied associé à un déclencheur à distance pour augmenter la stabilité des acquisitions, alors il est recommandé d'utiliser la plus petite ouverture possible (f/8 à f/11), afin de maximiser la netteté des images sur la totalité de leur profondeur de champ.

## Vitesse d'obturation

La vitesse d'obturation représente le temps durant lequel le capteur de l'APN reste exposé pour capter la lumière. Elle se mesure en fraction de seconde. Un capteur exposé longtemps capte beaucoup de lumière. Mais il enregistre aussi tous les mouvements de l'appareil pendant cette période, ce qui crée du flou. Il faut donc privilégier une vitesse rapide pour figer une image nette, tout en captant assez de luminosité. C'est pourquoi il est préférable de ne pas descendre en dessous du centième de seconde (1/100) avec un APN maintenu à bout de bras ou par une perche.

## Balances des blancs

La balance des blancs doit être identique sur toutes les images d'une même acquisition. Il est recommandé de sélectionner celle qui correspond le plus à l'éclairage ambiant de la scène à relever, parmi les réglages préétablis de votre appareil (nuageux, ombragé, lumière du jour, artificiel, etc.). Bien entendu le mode automatique est à proscrire (C3DC 2011, p. 14).
<figure><img src="image_82.png" /><figcaption>61. Schéma de la relation entre profondeur de champ et nombre d'ouverture</figcaption></figure>
## Format de fichiers

Il est de toutes circonstances, en photographie, conseillé de procéder à un enregistrement en double format, JPEG et RAW (format brut du constructeur du boîtier). Ce dernier permet, si besoin, de compenser des défauts d'exposition, sans perte, lors du développement numérique des données brutes via des logiciels spécialisés comme darktable. Pour les traitements, le format JPEG en haute définition est préférable. Le format TIFF, trop lourd, est à proscrire des acquisitions photogrammétriques.

## Contraintes photogrammétriques

### Recouvrement

Nous recommandons un taux de recouvrement entre les clichés de 70 % minimum. C'est-à-dire que pour deux photos prises à la suite, seul un tiers de la deuxième photo doit illustrer des éléments inédits. Ce paramètre est valable pour les clichés d'une même ligne d'acquisition ainsi qu'entre les photos de lignes adjacentes. En dessous de 70 %, il existe un risque pour que les photos voisines ne présentent pas assez d'éléments similaires pour s'aligner correctement.

### Nombre de photographies

Le nombre de photos dépend de la surface à relever et de la résolution au sol visée. Pour être restitué en 3D, un point doit être vu sur un minimum de deux photos, et pour être reconstruit avec plus de précision, il doit être vu sur trois images. En pratique, nous conseillons de prendre quatre clichés de la scène au minimum. Si moins de quatre photos sont nécessaires, c'est probablement que la surface est réduite ou le niveau de détails requis faible. Dans ce cas, un relevé manuel sera sans doute plus rapide à mettre en œuvre, pour un enregistrement à un niveau de détails identique au relevé photogrammétrique. À l'inverse, si l'acquisition dépasse les 100 photos, c'est en général soit parce que la surface à relever est très importante (plusieurs hectares), soit parce que la résolution au sol dépasse largement les besoins réels.

### Lot de calibration (optionnel)

Pour l'essentiel des acquisitions photogrammétriques réalisées sur les chantiers archéologiques, le lot de photos initial est suffisant pour réaliser les étapes de calibration et d'orientation des caméras. Il s'agit en effet de scènes simples, sur un même plan (une surface générale plane ou une façade), requérant un nombre raisonnable de photos (moins de 50)
pour la numérisation. Dans le cas de scènes plus complexes, qui présentent une grande pro-
fondeur et de nombreux plans, il est nécessaire de multiplier les photos et les orientations
pour assurer une couverture efficace du sujet. Or le manque de convergence sur de trop
nombreuses prises de vue peut entraîner des erreurs de calcul de calibration de la caméra par
les logiciels. Nous rappelons toutefois au lecteur que ce type d'acquisition est généralement
destiné à la production de modèle 3D, alors que cette publication se concentre sur la produc-
tion d'orthomosaïques.

MicMac, le logiciel que nous proposons d'utiliser pour le traitement photogrammétrique, permet d'assurer une calibration de caméra (orientation interne) robuste en la calculant à partir d'une dizaine de prises de vue spécifiques avant d'en appliquer le résultat à l'ensemble des images de l'acquisition (Pierrot-Deseilligny et al. 2022, p. 53-54). Ce lot de calibration doit répondre aux caractéristiques suivantes :

Les images doivent toutes converger vers le même point, mais en étant prises de posi-
tions et d'angles de vue différents (différences d'altitude et d'angle de rotation de la camé-
ra), comme si l'appareil se déplaçait sur une sphère pour photographier son centre. Il doit
conserver une distance à la surface photographiée toujours identique, en "tournant autour"
de la portion, pour garder une image nette et bien exposée sans modifier les paramètres de
distance focale ou d'ouverture de la caméra ;

* Les photos de calibration doivent évidemment être produites avec les mêmes para-
mètres d'acquisition que le reste des photos, et respecter les prérequis de la photo-
grammétrie (des photos nettes et bien exposées) ;

* Toutes les images couvrent la même portion de la scène. La surface de cette portion n'a pas besoin d'être très large, 2 m2 sont suffisants ;

* Cette portion doit présenter une profondeur suffisante, avec un relief d'au minimum 20 cm. Par exemple, une portion parfaitement adaptée peut être la jonction de deux murs perpendiculaires, car elle illustre trois plans (les deux façades et le sol) ;

* Éviter les éléments trop complexes, avec beaucoup de petits détails sur des plans diffé-
rents (ex : arbres), qui complexifient grandement la recherche de points homologues.
Pour les mêmes raisons, les surfaces transparentes (ex : eau, vitre) ou monochromes
et lisses (ex : bâche noire ou blanche) sont également à proscire.
Contraintes contextuelles

Cheminement

Pour faciliter la recherche des couples d'images stéréoscopiques, il est conseillé de pré-
voir un cheminement régulier durant l'acquisition. Le plus souvent, la caméra se déplace sur
un axe parallèle à la longueur du chantier, en commençant par un angle de la fouille. Une
fois la ligne terminée, la caméra se déplace de quelques mètres à la perpendiculaire avant de
reprendre une nouvelle ligne parallèle au premier axe (fig. 62). Ce cheminement en "S" est
à répéter autant de fois que nécessaire pour couvrir la zone à modéliser. Il est aussi impor-
tant de couvrir toujours un peu plus de surface que la réelle zone d'intérêt, pour éviter les
manques d'information ou les erreurs géométriques sur les bords.

<figure><img src="image_83.png" /><figcaption>62. Principe d'un cheminement en "S", recommandé pour les acquisitions aéroportées (DAO. M. Thivet)</figcaption></figure>
## Luminosité

Le premier critère à prendre en compte lors d'une campagne d'acquisition est la luminosité ambiante du terrain. Comme sur des photos de terrains classiques, les zones d'ombre sont à proscire, car les surfaces de pixels noirs ne présentent pas assez d'éléments remarquables pour identifier les points d'attache. Il en va de même pour une luminosité changeante durant l'acquisition, comme par une journée avec des éclaircies ponctuelles. Là encore, la recherche de points d'attache va être limitée si une même surface présente des luminosités différentes selon les photos. La luminosité optimale est donc la même qu'habituellement sur un chantier archéologique : une lumière indirecte, diffuse et homogène sur l'ensemble de la surface à acquérir, tel qu'avec un ciel couvert par temps sec.

## Résolution au sol

La résolution au sol est une distance réelle au sol représentée par la distance entre les centres des pixels adjacents dans une image.

La résolution au sol ou résolution spatiale (en anglais *Ground Sample Distance* ou GSD) est une valeur calculée qui vise à représenter la distance physique entre deux pixels adjacents dans une image par son équivalent en distance réelle au sol. Par exemple, pour une image qui affiche une résolution au sol de 5 cm, la distance entre les centres des pixels correspond à 5 cm réels sur le terrain. Les pixels étant carrés, cela correspond à une résolution au sol de 5 cm/px, soit une emprise de 25 cm2/px. De ce fait, les éléments en dessous de 5 cm ne seront pas identifiables sur l'image. En toute logique, plus la valeur de la résolution au sol est élevée, plus les pixels sont larges et le niveau de détails de l'image diminue. La résolution au sol influe donc directement sur la lisibilité d'une orthomosaïque et doit être estimée avant le début de la mission. Pour les photographies perpendiculaires au plan de la scène photographiée, ce facteur évolue en effet en fonction de la taille des photosites sur le capteur (*pixel size*), de la distance focale utilisée et de la distance du capteur par rapport à la surface à numériser. Dans la pratique, il est difficile de connaître la taille exacte des photosites du capteur. Aussi, il est courant d'utiliser une valeur équivalente, qui peut être obtenue par le rapport entre la largeur du capteur et la définition maximale de l'image.
Pour calculer la résolution au sol en centimètres, la formule est $(D \times sensl \times 100) / (f \times imgl)$ (Neumann 2009), ce qui correspond à (fig. 63) :

* $D$ = distance de la caméra à la surface numérisée, exprimé en mètres ;

* $sensl$ = taille du capteur : largeur du capteur du boîtier de l'APN, exprimée en millimètres ;

* $f$ = distance focale, exprimée en millimètres ;

* $imgl$ = largeur de l'image, exprimée en pixels (la définition).

<figure><img src="image_84.png" /><figcaption>63. Calcul de la résolution au sol</figcaption></figure>

Il est important de souligner que la recherche de la plus faible résolution au sol est lourde de conséquence pour lors des étapes de traitement photogrammétrique. En effet, plusieurs possibilités existent pour diminuer la résolution au sol d'une image : allonger la distance focale ou rapprocher l'appareil du sujet. Dans les deux cas, cela revient à diminuer l'angle de vue de la caméra, et donc multiplier les photos à l'acquisition pour couvrir une zone identique. Or augmenter le nombre de photos impacte lourdement la puissance de calcul nécessaire pour le traitement photogrammétrique par les logiciels. Selon le nombre d'images et les ressources informatiques à disposition, le temps de calcul peut varier de quelques di-
zaines de minutes à plusieurs heures, voire ne pas fonctionner du tout. Il est donc primordial
de définir en amont de l'acquisition la résolution au sol souhaitée, afin d'optimiser le ratio
précision/temps/objectif scientifique de l'acquisition. Par exemple, un relevé d'inhumation
justifie, par un besoin de détail élevé, une résolution au sol basse (millimétrique : 0.1 cm/px)
puisqu'elle ne concerne qu'une surface très restreinte. À l'inverse, le levé de la totalité d'une
nécropole devra être réalisé à une résolution au sol beaucoup plus élevée (entre 1 et 5cm/px
selon la surface) et adapté à la localisation des structures funéraires, à la manière d'un plan
d'ensemble.

Topographie

Installation des GCP

Au minimum, 5 GCP suffisent, placer comme suit (Girod 2018, p. 31-32)(fig. 64)) :

* 4 GCP aux angles qui délimitent la zone réelle à modéliser (et non pas la surface complète photographiée) ;

* 1 GCP au centre de la zone ;

* D'autres cibles peuvent être installées à l'intérieur de la zone d'intérêt pour renseigner les paliers topographiques ;

* Quelle que soit la taille de la surface, il est déconseillé de dépasser une dizaine de GCP. Cela n'améliore pas le positionnement du modèle et ralentit l'étape de saisie des points lors du traitement.

Paramètres de levé topographique

Pour faciliter l'exploitation des données, il est recommandé d'utiliser le SCR de l'aire
géographique du chantier. Par exemple, pour la France métropolitaine, il s'agit du RGF93/
Lambert-93 (EPSG 2154). La précision du levé dépend essentiellement de l'équipement
utilisé (antenne GNSS, tachéomètre) et des conditions d'acquisitions (nombre de satellite,
ouverture du milieu, paramètre humain, etc.). Attention, une orthomosaïque avec une haute
résolution au sol ne signifie pas une position précise dans l'espace réel. En effet, rien n'exclut
dans le processus de traitement exploité ci-dessous la production d'une orthomosaïque sans
localisation ou avec une marge d'erreur importante entre chaque GCP.
## Export

Pour l'export, il est nécessaire d'utiliser un fichier au format CSV qui liste les noms des points et leurs coordonnées X, Y et Z.

<figure><img src="image_85.png" /><figcaption>64. Placement optimal des points de contrôle au sol. Couan, Saint-Aubin-des-Chaumes, Nièvre, 2021</figcaption></figure>

## Traitement pour la production d'orthophotographies en plan avec le logiciel MicMac

Pour le traitement, nous avons fait le choix d'utiliser un logiciel libre, afin que ce pro-
tocole soit reproductible par le plus grand nombre. Plusieurs logiciels de photogrammétrie
libres sont disponibles (Open-MVG, Visual SfM, COLMAP, etc.), mais étant orientés sur
le traitement d'informations graphiques plutôt que vers les sciences géographiques, ils s'ar-
rêtent pour la plupart à l'étape de la construction du nuage dense (Bartoš et al. 2014). Or,
notre objectif est d'exploiter le modèle 3D pour produire une orthomosaïque de site archéo-
logique. Le logiciel MicMac présente plusieurs avantages. Il est tout d'abord libre de droit
et gratuit, mais il est surtout l'aboutissement de nombreux travaux scientifiques portés par
une vaste communauté nationale de chercheurs en photogrammétrie. La rigueur scientifique
de ces travaux et des données produites par le logiciel justifie notre choix de son utilisation
comme d'autre chercheurs avant nous en Europe (voir notamment (Guimarães et al. 2020 ;
La Salandra et al. 2021)).

MicMac (ou "Multi Image Correspondance, Méthodes Automatiques de Corrélation") est un logiciel de photogrammétrie complet qui offre de nombreuses possibilités de création de modèles 3D et d'orthoimageries multi-échelles. Son architecture repose sur un ensemble d'outils, des "briques" autonomes, mais interdépendantes, diffusés sous licence libre (CE-CILL-B). L'auteur historique, M. Pierrot Deseilligny, a commencé le développement du logiciel en 2003 à l'IGN. Mais depuis, le projet s'est largement diffusé et recense maintenant une douzaine de partenaires nationaux et européens (Rupnik et al. 2017). La documentation officielle est centralisée sur un wiki géré par l'ENG<sup>89</sup>. Comme la solution est libre, son développement profite de multiples contributions. L'édition du wiki est également ouverte à tous. Cela permet de maintenir à jour une documentation relativement complète, même si la quantité d'informations fournies n'est pas toujours homogène d'une page à l'autre.

Une des particularités de MicMac est qu'il se gère, de base, sans interface graphique (fig. 65). Il se lance avec l' invite de commande sous Windows et le terminal sous Linux et Mac. Les instructions à opérer sont gérées directement en ligne de commande. Elles com- mencent systématiquement par “mm3d” (pour “MicMac 3D”), pour indiquer à l’ordinateur que la commande qui suit utilise les outils du logiciel. Vous trouverez toutes les informations nécessaires à l’installation sur la page suivante : https://micmac.ensg.eu/index.php/Install et dans le tutoriel vidéo suivant : https://www.youtube.com/watch?v=pMcohhH6aJU

Nous présentons dans le guide en ligne une chaîne de production complète<fnref n="90" />, tirée des travaux déjà publiés par les auteurs du logiciel et adaptée pour une utilisation dans un cadre archéologique (Pierrot-Deseilligny, Paparoditis 2006 ; Pierrot-Deseilligny, Clery 2011 ; Rupnik et al. 2017 ; Pierrot-Deseilligny et al. 2022 ; Verriez et al. 2023). Pour chaque commande décrite, il existe plusieurs arguments optionnels. Nous ne présentons que ceux sélectionnés sur la base de 5 ans d'expérimentations et invitons le lecteur à se référer au wiki pour plus d'information sur les autres possibilités<fnref n="91" />.

<footnote n="89">89 https://micmac.ensg.eu/index.php/Accueil ; consulté le 22/10/2023</footnote>

<footnote n="90">90 https://books.openedition.org/pufc/50723 ; consulté le 22/10/2023</footnote>

<footnote n="91">91 https://micmac.ensg.eu/index.php/MicMac_tools ; consulté le 22/10/2023</footnote>
<figure><img src="image_86.png" /></figure>

<figure><img src="image_87.png" /><figcaption>65. L'interface du logiciel MicMac, dans le terminal de Ubuntu, et sa première commande, pour lancer l'outil Tapioca</figcaption></figure>
### 3.3.3. Acquis des expérimentations

En définitif, c'est plus d'une centaine d'orthomosaïques qui ont été produites dans le cadre des nos travaux de recherche doctorale, d'abord avec des logiciels propriétaires comme Agisoft Metashape, puis dernièrement avec MicMac. Le corpus principal est issu de la fouille de la domus PC2, où nous avons expérimenté un protocole de levé photogrammétrique systématique de chaque unité stratigraphique, avant et après fouille. L'objectif de cette démarche était double.

En premier, nous voulions éprouver les limites d'un tel enregistrement, afin de déterminer s'il s'agissait d'une méthode effective et efficace pour reconstituer la totalité d'une fouille en 3D. Permettrait-elle aux archéologues de justifier l'intégralité de leurs observations et d'enfin "se déculpabiliser des méthodes destructrices de la fouille" (Djindjian 2016, p. 170) ?

Les nombreux tests effectués durant la campagne de 2017 ont rapidement mis en évidence les limites pratiques et logiciels de l'enregistrement 3D. À l'acquisition, un modèle 3D requiert plus de photos qu'une ortho-image, pour couvrir tous les angles de vue du sujet. Le temps dédié aux prises de vue est de fait plus important, particulièrement pour les archéologues ayant l'habitude des clichés face au sujet. De plus, il s'est avéré qu'il n'existait pas de logiciels pour exploiter convenablement les modèles 3D, ou en tout cas, pas avec un fichiers par couche à traiter. Les problèmes rencontrés sont divers et toujours d'actualité : les modèles sont souvent lourds, la manipulation est peu fluide, le géoréférencement natif du modèle n'est pas pris en compte (voire supprimé), les possibilités d'effectuer des mesures ou de superposer les couches sont limitées.

Cependant, les couches archéologiques sont bien des objets tridimensionnels. Comme l'a déjà noté B. Desachy, nous franchirons une nouvelle étape dans l'enregistrement des données de terrain archéologiques lorsque nous serons capables de relevé la stratigraphie en 3D (Desachy 2008, p. 88). Il mentionnait d'ailleurs à la fin des années 2000 plusieurs outils expérimentaux qu'il imaginait voir se développer rapidement, mais il faut bien admettre que 15 ans plus tard, les moyens techniques restent difficilement accessibles pour la communauté archéologique (Losier et al. 2007 ; Katsianis et al. 2008). Imposer un enregistrement 3D de chaque couche archéologique au détriment d'informations planimétriques, en plus d'être complexe à exploiter et lourd à conserver, peut aussi mener à une perte d'information si le public cible n'est pas formé à ce type de représentation. C'est pourquoi, à l'heure actuelle, le système de représentation en plan, horizontale ou verticale, reste le système le plus abouti
et le mieux maîtrisé par les archéologues. Ainsi, comme le reflète la partie précédente, nous
nous sommes concentrer sur la production d'informations en 2D, ou plutôt en 2,5D (ou pseu-
do 3D). Les orthomosaïques sont des représentations planimétriques, mais elles conservent
néanmoins les valeurs d'altitudes de chaque pixel.

Le second objectif de la mise en place d'un protocole de levé photogrammétrique systé-
matique s'inscrivait dans le cadre du projet 1 de Bibracte Numérique, qui visait la diffusion
des connaissances archéologiques auprès du grand public à travers des dispositifs de média-
tion innovants. Nous souhaitions évaluer les possibilités offertes par les modèles 3D et les
orthomosaïques pour valoriser les fouilles archéologiques, et particulièrement les méthodes
de travail des archéologues. Le but était d'offrir au grand public un point de vue inédit sur
les vestiges détruits par la travaux en cours, ou lors des campagnes précédentes. Nous sup-
posions que les images permettrait d'expliquer au public les choix qui ont motivé leurs des-
tructions, ainsi que les stratégies mises en œuvre.

Malheureusement, après plusieurs échanges avec l'agence Réciproque, sélectionnée
pour la conception de nouveaux services de médiation numérique, il est apparue que les
données photogrammétriques produites sur le chantier étaient difficilement exploitables
pour la valorisation des fouilles. Plusieurs points problématiques ont été identifiés : toutes
les couches n'étaient pas forcement pertinentes à présenter au public ; opérer une sélection
avant d'avoir finaliser la phase d'analyse et de synthèse de la stratigraphie s'est révéler com-
plexe ; les images avaient pourtant besoin d'être accompagnées d'interprétations détaillées,
qui sont rarement fixées dès les premières observations ; comme la précision et la lisibilité
prévalait sur le caractère harmonieux des images, la qualité esthétique des rendus n'était pas
homogène.

Pour toutes ces raisons, il s'est avérer complexe de mettre en place un flux de partage stan-
dardisé des levés photogrammétriques des archéologues vers les médiateurs scientifiques.
Nous sommes conscient que les orthomosaïques et les modèles 3D possèdent un réel poten-
tiel pour la valorisation des pratiques archéologiques. Contrairement au dessin technique,
les scènes modélisées avec fidélité dans un espace tridimensionnel sont intuitivement intel-
ligibles, même pour des non initiés. Cependant, le sujet mérite une réflexion à part entière,
qui devra déterminer les critères de sélection et de diffusion des données vers les services de
valorisation. Dans le cadre de cette recherche doctorale, nous avons préférer nous concentrer
sur les apports scientifiques de la photogrammétrie.
Cette pratique "intensive" de la photogrammétrie nous a par ailleurs permis de mettre en évidence plusieurs points critiques à maîtriser pour optimiser la production et l'usage d'images orthonormées en archéologie.

Le premier aspect est relatif à la nature d'une orthomosaïque et son usage en archéologie. Comme nous l'indiquions en début de partie, ce type d'image est issu d'un levé photogrammétrique et non d'un relevé, dans le sens où l'image n'est pas interprétée. Elle se "contente" d'illustrer et localiser une surface selon un système orthonormé. Dans ce sens, elle remplie un rôle de support, qui comporte plusieurs caractéristiques :

Les orthomosaïques représentent d'abord un support à l'enregistrement archéologique, qui propose un nouveau type de données graphiques, avec une précision et une fidélité de rendu jusqu'alors inédite pour les archéologues : chaque pixel de l'image est lié à des mesure, exprimées en coordonnées tridimensionnelles X, Y et Z.

Elles constituent également un support de relevé. En effet, créer une orthomosaïque revient à prélever un échantillon visuel du terrain à une étape de la fouille, alors que le dessin offre une première forme d'analyse. Par le dessin, les archéologues exercent un raisonnement interprétatif en déterminant l'agencement des éléments présents sur le site, en fonction de logiques chrono-stratigraphiques et taphonomiques. Les orthomosaïques ne permettent donc pas de supprimer l'étape du dessin, mais offrent un support idéal pour effectuer des relevés rapides et précis.

Selon la même logique, les orthomosaïques ne permettent pas non plus de remplacer des observations directes. Malgré toutes les précautions d'usage mises en œuvre dans la pratique de la photogrammétrie, une image n'est jamais le reflet exact de la réalité (cf. *supra* 3.2.1. APN). C'est pourquoi il est indispensable que les minutes de terrain réalisées à l'aide d'orthomosaïques soient crées en ayant un point de vue direct sur le sujet, sur le terrain.

Enfin, les images produites par photogrammétrie offrent un nouveau support de réflexion aux chercheurs, puisqu'il s'agit d'une donnée visuelle inédite pour revenir au terrain en phase d'analyse et de synthèse des résultats.

En second point, nous avons identifier des situations plus propices que d'autres au levé photogrammétrique. En effet, après avoir théorisé, mis en œuvre et éprouvé un usage systématique, le constat est pour nous sans appel : il n'est pas scientifiquement pertinent d'opérer un enregistrement photogrammétrique exhaustif des couches archéologiques mises au jour.
Une orthomosaïque permet de modéliser le terrain avec fidélité et précision, mais selon la nature et l'état de conservation des vestiges, le temps investie pour l'acquisition, le traitement et le relevé ne justifie pas toujours sa mise en œuvre. Par exemple, lever un trou de poteau, produire l'orthomosaïque et l'utiliser en support pour le relevé manuel prendra toujours plus de temps que la méthode classique du papier millimétré, pour une précision sensiblement comparable. Face au poids que représente les fichiers dans l'archivage des données de fouille, il est nécessaire d'évaluer les situations qui justifient l'emploi de la photogrammétrie. Notre expérience sur ce point peut se résumer ainsi :

* les relevés manuels classiques sur papier millimétré sont les plus adaptés pour les structures isolées, d'une surface de moins 5m de large et qui présentent peu de détails. Dans ces cas là, les dessins sont plus rapides à produire que les relevés à partir d'orthomosaïque, pour une marge de précision acceptable (moins de 5 cm). On comprend par exemple des structures en creux (TP, fossé, etc.) ou d'aménagements simples (lambeau de sol, foyer ouvert, etc.);

* la photogrammétrie se révèle particulièrement adaptée pour les structures complexes et/ou larges ou les surfaces étendues présentant de nombreuses structures. Pour les surfaces restreintes et détaillées, l'orthomosaïque remplace l'étape souvent fastidieuse des prises de mesures, comme c'est le cas pour les relevés d'inhumation ou certains pierre à pierre. Pour les surfaces plus larges, complexes ou non, elle permet d'éviter la mise en place de carroyages ou de limiter les erreurs dues à l'installation d'axes de références sur de grandes distances. De plus, à l'échelle d'un secteur ou du chantier, l'image offre un visuel inédit pour appréhender l'organisation spatiale des différents vestiges et facilite la prise de décision sur les stratégies de fouille à adopter.

Enfin, même si la nature du sujet est adaptée à la photogrammétrie, les conditions peuvent contraindre l'opérateur à préférer une autre méthode d'enregistrement. Une luminosité mauvaise ou changeante va par exemple compliquer la lecture de l'image. Le manque de recul entre la scène et l'APN, à cause de la configuration de la fouille, d'un abris ou de la végétation va souvent être compenser par de trop nombreuses prises de vues. Parfois encore, si le mauvais temps n'empêchera pas de réaliser une photogrammétrie, on peut s'interroger sur l'utilité d'enregistrer avec une telle fidélité des vestiges boueux et peu lisibles. Comme toujours, c'est donc à l'archéologue de maîtriser les apports et les limites de la photogrammétrie pour déterminer s'il s'agit d'une technique pertinente pour atteindre ses objectifs scientifiques.
Avec le levé photogrammétrique, il manquait dans notre démarche l'étape du relevé. Une
technique relativement simple à mettre en œuvre pour interpréter l'image consiste à l'impr-
mer, en respectant un facteur d'échelle standard (1/20, 1/50, 1/100, etc.), puis à effectuer le
relevé manuel, c'est à dire tracer les limites ou les détails des vestiges observés sur le terrain,
directement sur l'image ou par l'intermédiaire d'un papier calque. La méthode de relevé
manuel classique s'en retrouve facilitée, mais le passage au format papier supprime aussi
tous les avantages offerts par le numérique : le changement d'échelle (agrandir un détail de
l'image), le géoréférencement, la superposition précise et le jeu de transparence applicable
sur les vues. C'est pourquoi nous avons imaginé un module complémentaire de dessin tech-
nique numérique réalisable sur le terrain. L'objectif était d'allier la souplesse des logiciels de
dessin vectoriel avec la précision des outils cartographiques, solution que l'on retrouve dans
les SIG, déjà connu des archéologues.

3.4. Système d'Information Géographique : nouveau logiciel, nouveau relevé de l'US au plan de synthèse

3.4.1. Objectifs

La partie qui suit propose une présentation synthétique des SIG en archéologie selon l'objec-
tif initial de le rattacher à la mise en œuvre de relevé numérique à partir d'orthomosaïques.
Ainsi, nous nous concentrerons plutôt sur les capacités de gestion et de modélisation des SIG
que sur les fonctions d'analyse spatiale, pour le moment absentes du protocole.

Espace et SIG en archéologie

La notion d'espace est intrinsèquement liée à la discipline archéologique : "On peut consi-
dérer qu'existent les prémices d'une démarche archéologique dès lors que cette exploration
n'est plus une simple chasse à l'objet ancien recueilli (ou pillé) uniquement pour sa valeur
propre, mais qu'une certaine attention est accordée au contexte, c'est-à-dire aux propriétés
de l'espace dans lequel cet objet a été trouvé" (Costa, Desachy 2020, § 4). Ainsi, en fouille
comme en prospection, toutes les informations recueillis sont spatialisées. L'espace est pour
les archéologues un indice, un facteur d'explication qui nourrit leurs interprétations. Comme
le signale O. Barge et al., il est toujours question de "proximité ou de connectivité des objets
archéologiques, de relation de ces objets avec l'espace géographique, ou [...] de répartition"
(Barge et al. 2004, p. 16).
Par conséquent, les représentations spatialisées ont été réalisées très tôt en archéologie, ne serait-ce que pour pointer les vestiges découvert, donnant naissances aux premières carte archéologiques. Pour le terrain, l'évolution des méthodes de fouilles stratigraphiques dans la deuxième moitié du XXe s. a progressivement conduit au relevé systématique des unités d'enregistrement, en plan, en coupe ou en élévation (Wheeler 1954 ; Harris 1979). Ces minutes sont des abstractions d'une réalité observée, des représentation graphiques statiques qui permettent de localiser les vestiges mobiliers et immobiliers en symbolisant les interfaces et certains détails. Elles répondent à des normes qui permettent aux archéologues de représenter graphiquement ce qu'ils observent et comprennent des sites, mais aussi de partager ces observations. Ces visuels sont précieux tant pour l'analyse que l'archivage, mais ils sont aussi limités en matière de représentation. Les unités stratigraphiques ne se résument pas à leurs interfaces. Elles possèdent également des qualités intrinsèques qui ne peuvent pas toutes figurer sur le dessin, sous peine de le rendre illisible. Des descriptions textuelles détaillées sont donc enregistrées sur des fiches papiers, les fiches "US", ou directement dans des fichiers informatiques plus ou moins structurés.

Parmi les outils informatiques capables de gérer de l'information spatiale, les Systèmes d'Information Géographique tiennent une place de choix. Comme beaucoup de logiciels, les SIG ont émergés avec le développement de la micro-informatique dans les années 80. Plusieurs travaux se sont déjà intéressés à l'histoire de cet outil en archéologie (Wheatley, Gillings 2002, p. 1-21 ; Deweirdt 2010, p. 16-20 ; Rodier et al. 2011a, p. 14-20 ; Costa, Desachy 2020). Nous nous concentrerons donc ici sur son utilisation en archéologie de terrain. Dans le guide "Information spatiale et Archéologie", X. Rodier cite F. Pirot et A. Varet-Vitu, qui définissent ainsi le SIG : "Système informatisé permettant, à partir de diverses sources, de rassembler (collecter) et d'organiser, de gérer, de modéliser (modélisation spatiale, struc-turation spatiale), d'analyser et de combiner (analyse spatiale), de simuler (simulation spa-tiale, scénarii), d'élaborer et de présenter des informations localisées géographiquement afin de contribuer à la connaissance de l'espace. Un SIG est aussi un concept qui sous-tend la notion de modélisation selon une approche phénoménologique. Un système informatisé est défini comme l'ensemble des méthodes d'information et des logiciels d'application qui prennent appui sur le système informatique pour son exploitation alors qu'un système infor-matique est défini comme un ensemble de matériels et de logiciels." (Pirot, Varet-Vitu 2004, glossaire ; Rodier et al. 2011a, p. 14).

Cette définition est longue, mais elle a l'avantage, selon l'auteur, de mettre en évidence
deux notions distincts regroupées sous le terme de SIG. Elle désigne à la fois les aspects
techniques, les outils logiciels et les méthodes, et la finalité de leur utilisation en tant que
système d'information. Autrement dit, parler de SIG en archéologie peut revenir à parler des
outils informatiques qui les composent ; des données collectées, hébergées, gérées, transfor-
mée et présentées ; de la pratique que les archéologues ont de ce type de logiciel (Burrough
1986, p. 6-7).

Dans sa thèse, E. Deweirdt propose une synthèse du concept d'information géographique (Deweirdt 2010, p. 8-9). Elle comprend comme information une *"sélection de données pertinentes en vue d'une application ou d'un objectif particulier"*, une définition similaire à celles des spécialistes de l'information et de la communication (cf. *supra* 2.1.1. La donnée : définition). L'information géographique représente les phénomènes du monde réel à travers trois couches d'abstraction. Dans un SIG traditionnel en deux dimensions, elles correspondent à :

* la **composante géométrique**, qui renvoie à la localisation dans l'espace d'objets à partir d'un système de coordonnées de référence connu, exprimé le plus souvent sous forme alphanumérique en x,y. Elle comprend également la description morphologique surfacique de ces objets, soit la forme et la taille de chacun ;

* la **composante sémantique**, qui précise la signification et la propriété des objets. Elle renseigne les attributs qui ne sont pas liés à la position des objets, comme la couleur et la nature du sédiment d'une unité stratigraphique, ou les liens qu'ils entretiennent avec d'autres objets (liens stratigraphiques, présence d'un objet dans une US, etc.). On parle ici des données attributaires ;

* la **topologie**, qui offre la dimension graphique. Elle décrit, par des vecteurs et non par des valeurs alphanumériques, la forme, la structure et la cohérence des objets. Ces vecteurs sont calculables à partir des valeurs de la composante géométrique. La topologie renseigne ainsi la nature des relations spatiales d'un objet avec ses voisins, en illustrant la connectivité ou non des objets.

Techniquement, les SIG gèrent toutes ces dimensions puisque qu'ils associent, entres
autres, les fonctionnalités des Systèmes de Gestion de Base de Données (SGBD), des so-
lutions logicielles de cartographie automatique et de Dessin Assisté par Ordinateur (DAO)
(Rodier et al. 2011a, p. 14-16). Pour les SIG, l'espace représente le point d'entrée et le lien
principal pour afficher et comparer les données graphiques et textuelles interrogées. En
chantier, l'enregistrement archéologique est opéré de la même façon, car tous les objets d'études décrits sont *a minima* liés à une unité d'enregistrement, c'est-à-dire une surface définie et localisée. Ainsi, quelle que soit leur nature, les données archéologiques issues de fouilles répondent aux trois caractéristiques de l'information géographique. Les SIG intervenaient donc dans la continuité des plans, cartes et bases de données déjà intégrés aux méthodes des archéologues.

D. L. Clarke a défini en 1977 un système encore largement répandu pour l'étude spatiale de sites archéologiques (Clarke 1977, p. 11-15). Il comporte 3 fenêtres d'analyse, hiérarchisés selon leur résolution (fig. 66) :

* Système **inter-site**, échelle macro : il concerne l'étude des dynamiques de territoire et les interactions entre les sites archéologiques.

* Système **intra-site**, échelle méso : il s'intéresse à l'organisation spatiale interne d'un site archéologique, avec notamment la différentiation fonctionnelle, sociale et économique des différents espaces ou quartiers. F. Djindjian parle aussi de système inter-urbain (Djindjian 2017, p. 297).

* Système **intra-structure**, échelle micro : l'analyse se place au niveau des vestiges mobiliers, avec par exemple la répartition spatiale d'un type de mobilier qui permettant de définir une zone d'activité artisanale. Cette échelle permet également de documenter des micro-phénomènes, très localisés, comme l'érosion d'une partie d'une façade ou des indices tracéologiques sur des objets archéologiques (Conolly, Lake 2006, p. 12).

Les données produites par la fouille sont plus largement exploitées aux échelles méso et micro, même si certaines informations peuvent être exploitées à l'échelle macro dans des études de synthèses ultérieures.

Ce système pose aussi la question de la définition d'un site archéologique. Le site est souvent perçu comme un lieu rassemblant les vestiges mobiliers et immobiliers d'activités humaines passées (Barker 1993, p. 3 ; Renfrew, Bahn 2004, p. 54 ; Lehoërff 2009, p. 42 ; Djindjian 2017, p. 295-296). Selon cette définition, l'oppidum de Bibracte, en tant que capital du peuple Eduen au Ier s. av. n. e., peut évidemment être considéré comme un site archéologique, mais qu'en est-il des différents secteurs fouillés par des équipes séparées ? L'agglomération peut-elle être divisées en "sous-sites" ? Et les occupations ultérieures font-elles parties du même site ?
<figure><img src="image_88.png" /><figcaption>66. Les fenêtres d'analyse pour l'étude spatiale des sites archéologiques (extrait de Clarke 1977)</figcaption></figure>

Cette ambiguïté vient du fait que, comme le souligne F. Giligny, le concept de site peut
comporter plusieurs réalités spatiales, fonctionnelles et temporelles (Giligny 2009, p. 174).
Dans la pratique, le site correspond d'abord à une échelle d'analyse, avant d'incarner un lieu :
"cette analyse doit être orientée par des questions précises et des objectifs à atteindre consti-
tuant la problématique archéologique, ce qui permettra ensuite de définir les sites appro-
priés et d'aller chercher les informations nécessaires pour répondre à cette problématique".
Selon cette définition, la représentation spatiale de l'espace à Bibracte à l'aide d'un SIG peut
ainsi être considérée comme une analyse intra-site, qu'elle intervienne à l'échelle de l'agglo-
mération ou à celles des différents chantiers de fouille.

Les premières expérimentations françaises de SIG à l'échelle de fouilles archéologiques datent des années 1990 (Deweirdt 2010, p. 17-18 ; Rodier et al. 2011a, p. 16-17 ; Costa, Desachy 2020, § 18). Elles se sont essentiellement concentrées sur les fonctions d'édition cartographique et d'inventaire des SIG, pour produire des "bases de données graphiques". Il s'agit par exemple des objectifs fixés pour l'usage d'Arkéoplan à Bibracte, qui expérimentait la constitution d'une base de données à partir de dessins vectoriels référencés dans l'espace effectués sur une image numérique du terrain (Gruel, Buchsenschutz 1994).

Il est en effet possible de saisir et de rassembler sous une même interface un grand nombre
de données provenant de la fouille, tels que les fiches d'enregistrement, les inventaires et les
relevés manuels et topographiques. L'ensemble s'affiche sous forme de plans dynamiques,
projetés dans un espace normalisé, et/ou de tableurs de données en lien avec les entités vecto-
rielles. Toutes les informations, graphiques et textuelles, peuvent être éditées, faire l'objet de
requêtes pour modifier les paramètres de visualisation et assurer les liens logiques avec des
bases de données textuelles qui compilent les données archéologiques, comme le système de
conservation et d'archivage bdB à Bibracte (base de données Bibracte, cf. *supra* partie 1.2.1.
Prog. de recherche européen).

Les SIG ne se résument pourtant pas qu'à des outils de consultation et de gestion des ressources spatiales. Ils proposent aussi des fonctions avancées en matières d'analyse et de modélisation de l'espace pour étudier, par des traitements mathématiques ou logiques, les interactions entre les trois dimensions de l'information géographique (données attributaires, géométriques et topologiques) (Greene, Moore 2010, p. 80-82). Ils permettent ainsi d'explorer des hypothèses inédites sur l'organisation et les dynamiques spatiales qui régissaient les territoires, les sites et les objets archéologiques en confrontant les données de terrain à différentes caractéristiques spatiales (relief, distance, réseau, etc.).

C'est d'ailleurs en prenant en compte cette composante que les SIG vont se développer
en archéologie dans les années 2000, notamment autour d'actions comme le réseau Informa-
tion Spatiale et Archéologie (ISA) (Barge *et al.* 2004, p. 22-23). Dès sa création, ce réseau
se donnait pour objectif, entre autres, de valoriser l'usage de la géomatique (contraction de
géographie et informatique) dans la discipline archéologique. Les membres du réseau esti-
maient en effet que les outils, et principalement les SIG, étaient sous-exploité, alors qu'ils
répondaient aux besoins des archéologues, tant en termes d'enregistrement que d'analyse.

Au milieu des années 2000, L. Costa et B. Desachy considèrent que l'usage des SIG en
archéologie est entré dans une nouvelle dynamique (Costa, Desachy 2020, p. 17). Les pra-
tiques se sont progressivement stabilisées et les SIG sont devenus des outils courants des
archéologues. Néanmoins, cet usage se focalisait essentiellement sur des études inter-sites.
É. Deweirdt conclue par exemple en 2008 son historiographie ainsi : "malgré une recherche
active dans le domaine du SIG en archéologie, les applications à l'échelle du site sont quasi
absentes" (Deweirdt 2010, p. 20). C'est pour cette raison que l'Inrap, qui travaille en priorité
à l'échelle intra-site, a largement investi durant les années 2010 dans la formation le déve-
lopment des outils, afin d'intégrer le SIG dans les pratiques archéologiques de terrain (cf.
*supra* 1.1.2. Inrap). À Bibracte, la première analyse intra-site d'envergure à l'aide d'un SIG
date de 2017, avec le travail de Master de J. Hantrais (Hantrais 2017). Dans ce cadre, elle a
réalisé un SIG rassemblant les données de six années de fouilles sur la terrasse PC15 et ses abords, avec pour objectif de comprendre la fonction du bâtiment et les dynamiques spatio-temporelles au sein de l'édifice monumental mis au jour sur la plateforme (fig. 67).

<figure><img src="image_89.png" /><figcaption>67. SIG de PC15 réalisé par J. Hantrais</figcaption></figure>

## Un SIG sur le terrain

Nous avons donc identifié les SIG comme les outils les plus adaptés pour exploiter les orthomosaïques produites systématiquement sur le terrain. Ils respectaient la position, l'orientation et l'échelle des ortho-images tout en proposant des fonctionnalités de vectorisation similaires aux logiciels de DAO couramment utilisés en archéologie. L'enregistrement des données attributaires était géré par ailleurs, avec le test de deux outils de saisie de terrain numérique complémentaires du système de gestion et d'archivage de Bibracte, bdB (cf. infra 3.5. Outils de saisie). Si cette utilisation était bien en deçà des véritables capacités des SIG, elle répondait néanmoins parfaitement à nos besoins pour finaliser le protocole de relevé à partir de données photogrammétriques. De plus, même si les SIG se sont largement démocratisés en archéologie ces dernières années, notre objectif était que l'outil déployé soit accessible au plus grand nombre. Nous avons donc chercher à mettre en place les solutions les plus simples et les plus proches des habitudes de travail des archéologues.
Cette expérimentation a également été rendue possible par les évolutions matérielles récentes. Au moment de l'élaboration du sujet de recherche, la MSHE C.-N. Ledoux (UAR 3124) faisait l'acquisition des premiers modèles d'ordinateurs durcis fiables au format tablette, fonctionnant avec le système d'exploitation Windows. Nous pouvions alors envisager l'emport et l'utilisation des logiciels directement sur le terrain, face aux vestiges.

En revanche, la construction de SIG intra-site en chantier devait s'inscrire dans les pratiques déjà en place à Bibracte. Depuis la reprise des fouilles modernes en 1984, le site accueil des équipes de fouille internationales qui interviennent autour d'un projet de recherche commun. Durant presque 40 ans, un effort constant a été apporté pour définir, maintenir et faire évoluer les méthodes et les outils nécessaires à l'enregistrement, au partage et à l'archivage des données archéologiques. Par conséquent, notre outil ne devait pas supplanter les techniques de relevé déjà en place. Il devait au contraire agir comme un module complémentaire, capable d'exploiter les possibilités offertes par les othomosaïques tout en intégrant les relevés manuels traditionnels sur papier millimétré. La pratique du SIG devait également respecter la temporalité de la production et du traitement de l'information à Bibracte. Pour chaque équipe, la totalité des données primaires physiques et numériques devaient être inventoriées et archivées en fin de campagne, avant le départ des fouilleurs. La technique que nous souhaitions mettre en place ne devait donc pas alourdir la création et le traitement de l'information, ni minorer la qualité des données récoltées.

Enfin, au début de notre recherche, le mont Beuvray était aussi en grande majorité une "zone blanche", une zone géographique sans couverture réseau téléphonique ni internet. L'absence d'électricité sur le site ne permettait pas non plus d'envisager l'installation d'un réseau local. L'enregistrement sur plusieurs tablettes, utilisées simultanément par plusieurs fouilleurs, devait donc fonctionner sans la possibilité de synchroniser automatiquement les fichiers des différents terminaux sur un serveur distant. Notre démarche devait par conséquent anticiper le transfert de données par des supports physiques, type clé USB ou disque dur externe, tout en limitant au maximum les erreurs de saisie et les doublons.

Pour répondre aux enjeux scientifiques comme aux contraintes techniques, nous avons mis en place un protocole fortement inspiré de la méthode britannique du *Single-Layer Plan* (SLP), ou *Single Context Plan*. Il s'agit d'une méthode conçue dans les années 70, à partir des travaux de E. C. Harris sur l'enregistrement stratigraphique, pour documenter des fouilles en contexte urbain densément stratifiées (Harris 1989, p. 95-104 ; Desachy 2008, p. 87) (fig. 68). Les SLP sont des équivalent graphiques des fiches d'enregistrement textuelles des
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METHODO One unit of stratification ONLY on a sheet

Boundary contours of the unit are drawn

+ Some elevations placed directly on the plotted area

D One set of co-ordinates (as sheet is pre-orientated)

SW

IM

Scale 1:50

<caption>68. Principe de la méthode du Single-Layer Plan (extrait de Harris 1989)</caption>