Magazine Jeudi 30 août 2018 - 07:00

Comment la fabrication additive redonne-t-elle vie à des œuvres d'art ?

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La restauration du patrimoine peut impliquer l'usage de technologies actuelles : Mattia Mercante, restaurateur du patrimoine, nous explique comment la fabrication additive permet de redonner vie à des œuvres d'arts anciennes.

Mattia Mercante est restaurateur du patrimoine. Il travaille surtout avec l'Opificio delle Pietre Dure de Florence, en Italie. Il utilise des outils numériques modernes, tels que le scan 3D, la conception assistée par ordinateur (CAO) et la fabrication additive, pour restaurer des objets d’art réalisés par les plus brillants peintres et sculpteurs de la Renaissance, notamment des œuvres de Michel-Ange et de Léonard de Vinci. Ces outils numériques permettent aux restaurateurs d’égaler la virtuosité technique des grands maîtres et de pouvoir restaurer des détails complexes de leurs œuvres. Il serait impossible de réaliser ces pièces d’une autre manière. Plongez dans le monde mystérieux de la restauration d’objets d’art et découvrez comment les technologies modernes permettent de conserver notre patrimoine.

Les technologies numériques appliquées à des domaines traditionnels

Après un bref passage en architecture, Mattia Mercante a étudié la restauration d’objets d’art à l’Opificio, l’un des instituts les plus réputés dans ce domaine. Il s’est d’abord intéressé à la modélisation en 3D dans le domaine de la sculpture, puis au scan et enfin à la fabrication additive, en suivant l’engouement récent pour ces technologies, avant d’essayer de les appliquer à sa profession. « J’ai commencé à utiliser le scan et l’impression en 3D pour résoudre certains problèmes qui se posaient en documentation, valorisation et conservation du patrimoine. Nous avons commencé à utiliser des scanners 3D pour l’évaluation des objets d’art, puis nous avons ajouté à cette procédure un logiciel de modélisation numérique, et enfin, l’impression 3D », raconte-t-il. « Dès mes premières années d’études, mon objectif a été de démontrer aux personnes travaillant dans la restauration d’œuvres d’art qu’elles pouvaient utiliser les outils numériques actuellement disponibles, directement et de façon autonome, sans avoir recours à des professionnels externes. »

Les outils numériques permettent aux restaurateurs d'égaler la virtuosité des grands maîtres.

Les restaurateurs commencent un nouveau projet par un scan en 3D, qui va leur permettre d’analyser et de documenter cet objet d’art. La première étape de restauration est l’inspection technique de l’état et des conditions dans lesquelles se trouve l’objet. « Nous cherchons à répondre à trois types de problèmes : l’urgence, la prévention et l’amélioration. Nous donnons la priorité à l’urgence, lorsque l’objet doit être restauré rapidement pour être sauvé. Si nous estimons que son état va se détériorer rapidement, nous procédons à une restauration de prévention. Enfin, s’il doit être exposé ou qu’il va faire l’objet d’une étude, alors il faut le préparer à ces situations particulières, et nous appelons cette étape l’amélioration. » Ce n’est que dans le cas où l’intervention comporte des risques d’endommager l’objet et de nuire à son intégrité que la restauration est limitée ou écartée. Les interventions ne doivent être réalisées que si elles sont nécessaires à la conservation et à la pérennité de l’objet. 

Un élément essentiel du travail du restaurateur est le scan, qui aide à minimiser l’extrapolation des formes, par exemple en utilisant des parties existantes des sculptures comme base des restaurations ultérieures. « Le scan numérique et la modélisation garantissent un meilleur respect du style original de l’artiste. Les restaurateurs sont des techniciens, et non des peintres ou des sculpteurs. Les aspects de création et d’extrapolation ne doivent pas influencer notre travail », explique Mattia Mercante. Après le scan, les restaurateurs procèdent à l’étude des problèmes et évaluent l’opportunité d’éventuelles améliorations. La dernière étape est la réalisation, pendant laquelle ils élaborent la documentation, conçoivent les formes et effectuent la restauration. La fabrication additive sert à réaliser des prototypes pour contrôler la qualité et visualiser l’objet avant d’intervenir, mais aussi à la restauration de finitions. Une restauration comportant les phases de nettoyage, de consolidation, de restauration du matériel et de l’intégration chromatique peut durer cinq à six mois en moyenne, mais des projets plus complexes peuvent prendre plus d’une année.

Permettre des restaurations apparemment impossibles

La restauration peut concerner des objets datant d’époques archéologiques, mais aussi des œuvres plus récentes. Mattia Mercante s’est spécialisé dans la restauration de sculptures en terre cuite, en plâtre, en verre et en cire, mais la fabrication additive peut servir à restaurer bien d’autres types de créations artistiques. L’un des projets récents de Mercante a été la restauration d’un reliquaire composé de plusieurs matériaux (verre, tissu, métal, cristal de roche, roches calcaires et coquillages) pour le musée Tesoro dei Granduchi du Palazzo Pitti, à Florence. Le reliquaire représente la crucifixion du Christ au centre et le cadre en bois est divisé en plusieurs petites niches, chacune représentant une scène du rosaire (figure 1).

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Restauration d’un reliquaire représentant la crucifixion du Christ. Des décorations qui manquaient au reliquaire ont été imprimées en 3D. Elles ont ensuite été peintes et intégrées directement dans le cadre.

Le cadre est orné de décorations complexes en verre d’environ 1 à 1,5 mm de diamètre. Des bâtonnets de verre ont été recourbés à la flamme et modelés pour réaliser ces boucles. Le reliquaire avait déjà été restauré, mais en raison de la complexité des formes et de l’inexistence de techniques garantissant une restauration correcte, ces décorations n’avaient pas été remplacées. « Le travail des restaurateurs n’est pas seulement de préserver ce qui existe, mais aussi de permettre aux visiteurs de décrypter et d’interpréter l’objet d’art correctement. Grâce aux imprimantes 3D Formlabs du laboratoire de l’Opificio, j’ai pu fabriquer ces décorations qui manquaient sur le cadre, en les imprimant à l'aide d'une résine Formlabs blanche classique, puis en les peignant en doré avant de les placer sur l’objet. Les restaurations sont visibles aux UV, ce qui facilite leur identification et leur remplacement si nécessaire », explique Mercante.

« Disposer de technologies numériques sur place au laboratoire me permet de travailler plus rapidement, plus efficacement, et d’effectuer des modifications au fur et à mesure que les solutions me viennent à l’esprit. Auparavant, certains de nos projets s’avéraient impossibles en raison de contraintes de temps ou des coûts des services externes. Si je devais envisager certains projets sans les outils numériques, je pense que j’en aurais abandonné beaucoup. Par exemple, la reconstitution d’un objet en bois sculpté du XVIIe siècle n’a pu se réaliser qu’à l’aide d’un scanner et d’une imprimante 3D. »

Le Panneau de Cosme III, réalisé par le sculpteur sur bois anglais Grinling Gibbons, est un grand panneau dont les détails foisonnants et la virtuosité technique sont extrêmement difficiles à reproduire. L’œuvre a déjà subi plusieurs restaurations au cours du temps, mais les restaurateurs n’ont jamais essayé de remplacer l’une des décorations manquantes, en raison de la difficulté à égaler l’art de la gravure du grand maître de la cour du roi Charles II d’Angleterre. Plusieurs solutions avaient été proposées, mais aucune ne paraissait satisfaisante. En 2016, grâce au laboratoire de l’Opificio disposant de scanners et d’imprimantes 3D, Mercante et sa collègue Cristina Gigli ont réalisé un « moulage virtuel » à partir d’une décoration similaire de l’œuvre et l’ont minutieusement travaillé pour qu’il s’insère exactement là où l’autre manquait. « La pièce a été imprimée en 3D et peinte de la teinte du bois avant d’être placée sur l’objet. Cette solution a résolu le problème d’interprétation artistique de la pièce et celui des obstacles techniques posés par la difficulté de la gravure », ajoute Mercante (figure 2).

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Le Panneau de Cosme III, gravé sur bois et datant du XVIIe siècle, réalisé par Grinling Gibbons, a été restauré par un « moulage virtuel » à partir du scan d’une décoration similaire de l’objet (à droite), puis minutieusement travaillée pour l’insérer là où elle manquait.

Des outils polyvalents à la disposition du restaurateur

Les pièces imprimées en 3D par stéréolithographie présentent des surfaces de grande qualité et une finesse des détails qui permettent, après quelques finitions, de les utiliser directement pour les reconstructions. La fabrication additive peut aussi servir à fabriquer des moules pour couler le matériau original, et cela même s'il s'agit de métaux. Mercante a récemment terminé un projet pour un client privé, en collaboration avec ses collègues Acerina Garcia et Edoardo Radaelli : ce travail consistait à reconstituer les doigts d’une statue funéraire en marbre qui se trouvait dans une chapelle à Arcore, près de Milan.

À partir d’un scan en 3D de la main abîmée et d’un modèle en plâtre qui se trouvait dans un autre musée, l’équipe a reconstitué l’ensemble, en respectant au mieux les proportions et le style de l’artiste, Vincenzo Vela. « Nous avons imprimé en 3D les pièces reconstituées, nous les avons peintes de la couleur du marbre et fixées directement sur l’objet d’art de façon non invasive et réversive, à l’aide de petits aimants », explique Mercante (figure 3).

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Mercante a fabriqué les doigts qui manquaient à une statue funéraire en marbre à partir d’un scan 3D et d’une copie en plâtre de la main abîmée. Il a testé les pièces sur une main imprimée en 3D avant de les fixer sur la sculpture.

L’année dernière, Mercante a pris part à la documentation et à la restauration d’une cave artificielle, datant du XVIIe siècle, avec sa collègue Alice Maccoppi. Dans cette cave conçue à l’origine comme un lieu récréatif, les parois sont couvertes de coquillages et de décorations en calcaire. Pour reconstituer les décorations manquantes, Mercante a scanné des portions de la paroi où les coquilles étaient intactes puis les a isolées en les éditant en 3D. Il les a imprimées en grandeur réelle et Maccoppi a utilisé les impressions pour réaliser des moules et y couler des résines géopolymères (figure 4).

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Cave artificielle datant du XVIIe siècle. Les parois sont couvertes de coquillages et de décorations en calcaire. Certaines de ces décorations ayant disparu au cours du temps, elles ont été reconstituées par impression 3D.

L’avenir de la restauration d’objets d’art

Issus d’un domaine traditionnel, beaucoup de restaurateurs d’œuvres d’art hésitent à se servir de nouveaux outils pour leurs travaux, craignant que les scanners et les imprimantes 3D rendent leur métier stérile et mécanique. Mais le scepticisme perd du terrain lorsque l’on constate la qualité et le potentiel toujours croissant qu’offrent les nouvelles technologies. Selon Mercante, « le point le plus important est de préserver l’œuvre d’art. Si les techniques numériques améliorent la préservation, alors elles sont les bienvenues. La restauration d’œuvres d’art a tout à gagner et rien à perdre, tant d’un point de vue technique que théorique. Les imprimantes 3D ne doivent pas être une fin, mais un moyen. Ce sont des instruments dans les mains du restaurateur, lui apportant des solutions supplémentaires qu’il peut utiliser pour transférer ses connaissances, son savoir-faire et sa virtuosité, et les adapter aux besoins de restauration de l’œuvre. Avec l’aide des outils numériques, il est possible d’atteindre des niveaux d’excellence encore plus élevés, et j’encourage vraiment les restaurateurs à les utiliser. Le temps gagné et les économies qu’ils permettent en valent vraiment la peine. »

Mercante espère que les technologies numériques vont se généraliser et s’intégrer à la panoplie des restaurateurs. « Depuis 2015, je me suis engagé à travailler avec des instituts tels que l’Opificio delle Pietre Dure, pour y installer des scanners et des imprimantes 3D. J’espère que nous pourrons créer un département au sein de l’institut, qui deviendrait un fournisseur autonome de services de scan numérique, d’impression et de modélisation en 3D, spécialisé dans la restauration du patrimoine. »

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