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L'Agneau de Dieu d'une netteté jamais vue. grâce aux maths

En 2010, il y avait des indications que L'Adoration de l'Agneau Mystique, le tableau le plus célèbre des frères Jan et Hubert van Eyck de 1432, avait besoin d'être restauré. Des experts de l'Institut royal du patrimoine culturel (KIK) ont voulu déterminer quelles interventions étaient nécessaires. Pour ce faire, ils devaient déterminer l'état exact de la peinture. Ils ont décidé de visualiser numériquement le retable vieux de près de six siècles. Avec les dernières techniques, et jusque dans les moindres détails.

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Aujourd'hui, le projet de numérisation s'appelle Closer to Van Eyck. L'historien de l'art néerlandais Ron Spronk, qui a lancé et coordonne le projet, a fait appel à Ann Dooms. Elle dirige le groupe de recherche Mathématiques numériques à la VUB et se consacre depuis des années à l'analyse numérique des peintures. L'Agneau de Dieu physique mesure 350 sur 470 centimètres. Nous voulions visualiser numériquement cette gigantesque œuvre d'art dans la même haute résolution », dit-elle. "Parce que les panneaux varient considérablement en forme et en taille, nous avons photographié chaque panneau séparément en morceaux de 15 sur 20 centimètres."

L'imagerie cellulaire du KIK a pris des images macrophotographiques en lumière visible. Elle a également enregistré la macrophotographie infrarouge et la réflectographie infrarouge pour visualiser le dessin que Van Eycks a réalisé sous la surface de la peinture. Ils ont utilisé des rayons X pour éclairer tous les pigments métalliques qui étaient souvent utilisés comme sous-couche au temps des Van Eyck. "Aujourd'hui, c'est la procédure habituelle de prendre autant de types de photos différents", explique Bart Devolder, coordinateur de la restauration de l'Art Heritage.

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Vous pouvez les comparer aux étapes qu'un médecin doit suivre pour établir un diagnostic. Mais le fait qu'une si grande œuvre d'art ait été si largement représentée est unique. Habituellement, la procédure se limite à la prise de vue de quelques détails spécifiques.'

Peindre sur le peignoir

Fin 2012, la première phase de la restauration a débuté avec les huit panneaux du retable fermé. Cela s'est passé dans une salle d'exposition du Musée des Beaux-Arts (MSK) de Gand qui a été transformée en atelier. Les restaurateurs ont fait une découverte stupéfiante basée sur des observations et appuyée par l'imagerie scientifique. Ils ont déterminé que pas moins de 70 % de la peinture d'origine sur les panneaux du retable fermé avaient été cachés derrière de la peinture pendant des siècles.

"Les images infrarouges des robes de Joos Vijd (le client du tableau représenté en bas à gauche du panneau, ndlr) montrent entre autres clairement que la couche de peinture d'origine a été endommagée", explique Devolder. "Mais lorsque nous avons enlevé les couches de vernis et les retouches de la peinture, nous n'avons pas trouvé du tout ce dommage.

Jusqu'à 70 % de la couche de peinture d'origine du retable fermé a été cachée pendant des siècles

Pour comprendre pourquoi, nous avons prélevé des échantillons microscopiques d'une coupe transversale de la peinture et les avons fait analyser par les laboratoires du KIK. Cela montrait que non seulement les dégâts, mais aussi toute la robe de Vijd avaient été repeints.'

Comment une intervention aussi majeure a-t-elle pu échapper aux historiens de l'art pendant des siècles ? « Les surpeintures ont été appliquées très tôt et très habilement », explique Devolder. « Au début, nous pensions que Jan van Eyck les avait interprétés lui-même. Après tout, nous savons qu'Hubert van Eyck a commencé le tableau, mais est mort avant qu'il ne soit terminé. Son jeune frère l'a terminé. Mais l'analyse de la peinture dans le KIK-IRPA, les observations des restaurateurs et les analyses macro-XRF de l'Université d'Anvers ont infirmé cette hypothèse. Nous savons que certaines parties de la surpeinture ont dû être réalisées au plus tard au XVIe siècle, car une copie identique du tableau a été réalisée en 1558 et la surpeinture en a déjà été copiée.'

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Après cette découverte prometteuse, sur les conseils du comité international d'experts qui supervise le traitement, il a été décidé d'enlever toute surpeinture et ainsi de recréer le vrai Van Eyck en surface. Depuis fin 2016, les panneaux restaurés du retable fermé peuvent être admirés l'après-midi dans la cathédrale Saint-Bavon, où le retable est fermé tous les jours entre 12h et 13h.

Quatre oreilles

Les restaurateurs travaillent sur la deuxième phase du chantier depuis fin 2016, en travaillant sur les panneaux inférieurs du retable ouvert du MSK. Devolder est convaincu qu'ils trouveront également pas mal de repeints. "Nous avons déjà découvert que l'agneau sur le panneau central a été complètement repeint", dit-il. "Il n'y a pas de différences iconographiques avec l'original, comme des éléments adaptés à l'air du temps. La tête de l'agneau est un peu plus tournée et quelques millimètres plus large.'

Une drôle de conséquence du repeint de l'agneau est que l'animal a quatre oreilles depuis des années. Lorsque le restaurateur a retiré des morceaux de peinture ancienne en 1950, les oreilles d'origine étaient apparues. Jusque-là, ils étaient cachés sous une couche supplémentaire d'herbe. Personne ne soupçonnait alors que beaucoup plus avait été repeint.

Les images pendant et après la première phase de restauration ont été récemment ajoutées au site Web du projet. Dans le passé, vous ne pouviez en trouver que des photos avant la restauration. Vous pouvez maintenant voir les panneaux restaurés dans toute leur splendeur et vous pouvez les agrandir jusqu'à dix fois. Le site Web n'est pas seulement utilisé par toutes les personnes impliquées dans la restauration, mais est principalement destiné à permettre au grand public d'apprécier l'œuvre d'art.

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Les frères Van Eyck sortent de la restauration comme des artistes bien plus grands que nous ne les qualifiions auparavant. Les couleurs sont plus impressionnantes que jamais. De nouveaux détails précédemment peints font également surface, tels que des toiles d'araignées ou des boucles dans la laine d'agneau. L'une des signatures les plus connues des Van Eyck est qu'ils ont peint une très fine bande claire entre les ombres les plus sombres et les plus claires. De cette façon, ils visualisaient encore mieux la forme des objets », explique Devolder. "Personne n'a jamais remis en question le fait que ces soi-disant reflets n'étaient souvent plus là après la peinture."

Puzzle numérique

Si vous visitez le site Web du projet, vous ne verrez pas à quel point les mathématiques ont été impliquées pour afficher le polyptyque de manière si nette et rendre les images si facilement accessibles.

Le fait que toute l'œuvre d'art ait été photographiée en morceaux de 15 sur 20 centimètres a non seulement rendu les images très nettes, mais a également signifié que l'équipe d'Ann Dooms a dû les recoller ensuite en une seule grande image, de telle sorte que personne ne puisse voir.

"Ce puzzle de photos n'a pas été aussi facile à assembler que prévu", déclare Dooms. « Nous avons utilisé un trépied fixe avec un bras horizontal sur lequel une caméra pouvait se déplacer de gauche à droite et de haut en bas. Bien qu'il ait été prévu de maintenir la stabilité de l'appareil photo, nous devions déplacer manuellement l'appareil photo après chaque prise de vue, il y avait donc de légers décalages dans les images et elles ne se connectaient pas de manière transparente.'

Pour les images détaillées, les chercheurs ont utilisé une technique mathématique qu'Ingrid Daubechies a développée il y a 30 ans

Pour corriger ces décalages, Dooms s'est assuré que les photos successives se chevauchaient de 20 à 30 %. "Au départ, nous pensions que nous allions ouvrir les images dans Photoshop et les faire glisser les unes sur les autres jusqu'à ce que nous ayons la correspondance idéale", dit-elle. "Le gros problème avec cela était que chaque image avait une taille de 250 mégaoctets. Même avec un ordinateur très proxénète, on ne pourrait jamais ouvrir toutes les images d'un panneau en même temps.'

Ce problème a incité Dooms à impliquer Frederik Temmermans du département Electronique et Informatique (ETRO) de la VUB dans le projet. Il a converti toutes les images en images en noir et blanc et les a traduites en tableaux de nombres, dépouillés de toute information superflue. Les chercheurs pouvaient désormais traiter les tableaux séparément pour rechercher des similitudes, puis les réassembler en une seule image.

Même si ce n'était pas aussi facile qu'il n'y paraissait. "Une infime différence d'éclairage, qui se produit déjà lorsque la caméra se déplace de quelques centimètres, a suffi à faire dévier légèrement les chiffres", explique Dooms. "Et il est très difficile de faire en sorte qu'un ordinateur recherche des numéros qui se ressemblent, mais qui ne sont pas tout à fait les mêmes."

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Pour résoudre ce problème, Temmermans a utilisé des algorithmes de traitement d'image avec lesquels il a recherché dans les tables des soi-disant «points caractéristiques», des piles de nombres avec un motif fort. "Sur la photo, ils correspondaient souvent à un grand changement dans l'image, comme le tranchant d'une épée", explique-t-il. "En reliant les points caractéristiques dans le chevauchement, nous avons pu fusionner presque parfaitement deux photos consécutives."

Fissures

La technique fonctionnait parfaitement pour les zones de la peinture qui avaient beaucoup à voir, comme les chevaux avec des bijoux ou des personnes avec des accessoires. C'était moins utile pour les photos avec principalement un arrière-plan, comme le ciel. Les points caractéristiques étaient beaucoup plus difficiles à trouver là-bas. «Nous avons fait quelque chose à ce sujet en incluant les images radiographiques. Ils montrent très bien les fissures dans la couche de peinture blanche sous-jacente », explique Dooms. "Si nous recherchions des points caractéristiques dans ces fissures, nous pourrions également faire en sorte que ces images s'imbriquent les unes dans les autres."

Sur le site, l'œuvre peut être visualisée simultanément en macrophotographie, infrarouge, réflectographie infrarouge et radiographie. De plus, des images du retable fermé pendant et après la restauration peuvent être vues. Pour rendre cela possible, les chercheurs ont dû faire correspondre parfaitement les différents types d'images. Étant donné que les photos montrent des détails différents, il était inutile d'utiliser des points caractéristiques qui ne font que rechercher des similitudes. Ici aussi, les chercheurs se sont concentrés sur les fissures de la peinture.

Pour zoomer sur les détails en haute résolution, les chercheurs ont utilisé la transformation en ondelettes, une technique que la mathématicienne belge Ingrid Daubechies a développée dans les années 1980 et 1990 pour l'industrie cinématographique numérique. Cela garantit que vous pouvez diviser les images en informations grossières et détaillées, et que vous n'obtenez jamais plus de données que ce que votre écran peut gérer. Si vous affichez l'œuvre dans son intégralité, vous ne téléchargez que les informations approximatives. Si vous zoomez sur un détail, les informations grossières du reste disparaissent et vous obtenez de plus en plus d'informations sur cette pièce. Et cela dans une résolution particulièrement élevée.

Selon Devolder, le fait que vous puissiez agrandir les images jusqu'à dix fois sur le site Web présente également un inconvénient. « Notre travail de restaurateur est bien fait tant que personne ne le voit », dit-il. « Mais nos retouches ont été faites pour les voir à une distance de vision normale, pas pour les étudier en détail sur un écran. Lors des retouches, nous travaillons avec un optivisor, une sorte de pré-lunettes qui peut grossir notre travail jusqu'à huit fois. Mais si vous agrandissez dix fois nos retouches, il est clair que nous n'avons pas la maîtrise exceptionnelle des frères Van Eyck."

Pour plus d'informations sur le projet de restauration et des images détaillées :closetovaneyck.kikirpa.be


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