Grand Musée égyptien : quand l’histoire rencontre la modélisation contemporaine de logiciels

• La construction du Grand Musée égyptien du Caire a nécessité de relever des défis complexes pour procéder à l’installation d’antiquités d’une valeur inestimable en toute sécurité.
• Le balayage laser et la modélisation 3D ont été utilisés pour documenter les quelque 100 000 artefacts du musée retraçant la civilisation égyptienne de la préhistoire à la période gréco-romaine.
• La conception d’un bâtiment complexe et respectueux de l’environnement est un exploit relevé grâce à la BIM, qui a permis de coordonner plus de 150 sous-traitants et 5 000 travailleurs sur le site.

En janvier 2018, des foules se sont rassemblées à Gizeh, en Égypte, pour voir une statue de granit de 83 tonnes et de 30 pieds de haut représentant Ramsès II être transportée sur deux remorques, depuis un bâtiment temporaire jusqu’à l’atrium imposant du nouveau Grand Musée égyptien. Son ouverture est prévue pour 2023, plus de vingt ans après que le défunt président égyptien Hosni Moubarak a posé la pierre angulaire de sa fondation.

La statue du pharaon, vieille de 3 200 ans et considérée comme l’une des plus puissantes de l’Égypte ancienne, a voyagé des carrières d’Assouan au temple de Ptah au 13e siècle avant Jésus-Christ, a disparu quelques siècles, jusqu’à être redécouverte archéologiquement en 1820 par l’égyptologue italien Giovanni Battista Caviglia. En 2006, la statue a été déplacée de la place Bab Al-Hadid au Caire vers le complexe du musée de Gizeh, où elle a été restaurée et hébergée jusqu’en 2018 avant de rejoindre la collection permanente du musée.

Un véritable défi technologique

Le transport et l’installation d’antiquités inestimables ont longtemps été un défi, mais les nouvelles technologies numériques ont rendu le processus beaucoup plus efficace et un peu moins risqué. Avant d’être introduit dans le musée, Ramsès II a été scanné au laser afin de générer un modèle 3D, tout comme un grand nombre des quelque 100 000 objets du musée retraçant la civilisation égyptienne de la préhistoire à la période gréco-romaine, y compris la collection complète d’objets provenant de la tombe du roi Toutankhamon.

La société Orascom, basée au Caire, a dirigé la construction du campus muséal de 1 milliard de dollars et de 5,4 millions de pieds carrés, qui est désormais le plus grand musée archéologique du monde. Orascom a travaillé en collaboration avec le ministère égyptien du tourisme et des antiquités et le groupe de construction Besix, basé à Bruxelles. Orascom a utilisé les scans laser pour générer un ensemble de minuscules points numériques (appelés nuage de points) de Ramsès II dans Autodesk ReCap Pro. Ce nuage de points a été importé dans Autodesk Revit pour reconstruire numériquement une superposition de mailles de la statue qui pouvait être placée dans le modèle d’information du bâtiment (BIM) plus étendu, décrivant l’ensemble du musée.

La modélisation de l’approche de la statue, en amont et à quelques centimètres près, a permis de la transporter en toute sécurité dans l’atrium, dans une cage métallique spécialement construite. Là, elle vivra dans une lumière en damier sous un coffrage spectaculaire de poutres d’acier en treillis et un toit en béton blanc à persiennes.

« Elle a des milliers d’années, c’est donc une pièce très délicate », explique Khaled El-Said, vice-président d’Orascom, qui dirige les départements ressources humaines et informatique de la société. « Disposer d’une maquette en place aide énormément en termes de manœuvrabilité et d’installation. De plus, disponible au milieu d’autres travaux, elle nous permet de nous assurer que nous ne bloquons pas d’autres aspects de l’expérience de l’exposition. »

Ramsès II n’est qu’un élément parmi d’autres de l’adoption de la technologie par le Grand Musée égyptien. L’utilisation d’un logiciel de modélisation de bâtiment du 21e siècle a été essentielle pour intégrer le musée – en termes de localisation, d’orientation, de géométrie spatiale, d’utilisation des matériaux, de sensibilité à l’environnement, et même d’échelle et de bombardement – dans le plateau de Gizeh, à 30 km du Caire et à un peu plus d’un kilomètre des anciennes pyramides des pharaons Khéops, Khéphren et Mykérinos.

Dans le but d’accueillir cinq millions de visiteurs par an et de relancer le tourisme régional, qui a décliné ces dernières années, le bâtiment accueillera des galeries d’exposition, des espaces pour enfants, un centre de conférence avec un cinéma 3D, des points de vente, une bibliothèque et dix restaurants. La plus grande partie du programme comprend des espaces en plein air qui incluent des piazzas, des expositions, et de nombreux parcs et jardins. Un espace d’exposition spécial contiendra un navire en bois, ou bateau solaire, vieux de 4 600 ans, qui, selon les experts, « pourrait avoir fait partie de la flotte du pharaon [Khéops] de son vivant » ou « avoir été conçu pour transporter le roi ressuscité dans les cieux après sa mort », selon le magazine Smithsonian.

« Le tourisme est le secteur qui a le plus grand potentiel de croissance et le plus grand impact sur l’économie », déclare Osama Bishai, PDG d’Orascom Construction, décrivant le projet dans une vidéo YouTube créée par Oxford Business Group. « Je pense qu’il est temps pour l’Égypte d’avoir une grande maison pour sa civilisation ».

Visualisation, analyse spatiale et fabrication

L’architecture tient généralement compte du contexte de son environnement, mais les enjeux sont plus élevés avec des monuments d’une telle importance historique et culturelle. Modélisée à l’aide d’Autodesk Revit et de BIM 360, l’orientation du musée relie visuellement le passé et le présent, en encadrant les lignes de vue depuis ses murs extérieurs jusqu’aux sommets des trois pyramides de Gizeh – presque comme si les bâtiments étaient nés de manière synchrone à partir d’un seul dessin en perspective avec un point de fuite commun.

Shehab Shenouda, directeur exécutif des méthodes et des contrôles de projet chez Orascom, décrit une galerie qui offre une vue des trois pyramides en « une image homogène », comme si elles étaient une extension lointaine du musée lui-même. Ce qui crée « une vue complète des trois pyramides, comme si elles faisaient partie du musée », ajoute Khaled El-Said. Il s’agit également d’une prouesse technique quasi impossible à réaliser avec les méthodes traditionnelles d’arpentage.

L’immense échelle et la forme triangulaire biseautée du musée, qui fait écho aux pyramides de Gizeh, ont été conçues par Henegan Peng Architects, sélectionné parmi 1 557 candidatures lors d’un concours international organisé par le ministère égyptien de la Culture et l’UNESCO. « Ce qui a motivé cette conception architecturale unique, c’est le choix d’un point de rayonnement : le musée », explique Shehab Shenouda. « Il se projette vers les trois pyramides à partir d’un certain point ; un rayon de lumière qui brille à travers le musée jusqu’à la pyramide. » Un toit massif en béton blanc, avec des dalles semblables à des branchages s’étendant jusqu’à 130 pieds de long, a nécessité des connexions sans faille entre les poutres en acier de la structure, les joints et les coffrages pour accueillir le béton spécialement mélangé du fabricant français LaFarge.

« Lorsque vous avez une forme triangulaire comme celle-ci en trois dimensions, vous n’avez pas une forme répétitive pour les dalles ; chacune a une géométrie différente », explique Shahib Shenouda. « Nous avons dû fabriquer le coffrage et les barres d’armature spécifiques, baie par baie. Rien n’est reproduit. »

À l’aide d’Autodesk Dynamo, l’équipe a composé des scripts personnalisés pour automatiser la modélisation des itérations fines de ces éléments. Plus de 10 millions de pieds cubes de béton coulé à chaud dans des coffrages asymétriques ont créé la ligne de toit en cascade, accentuée par des « talons aiguilles » de 100 pieds de haut, qui flanquent le grand escalier. Le toit et les façades ventilés en béton minimisent également la conductivité thermique, ce qui permet de maintenir naturellement les galeries à 73 degrés, même lorsque la température sur les surfaces extérieures atteint les 150 degrés au plus fort de la chaleur estivale. « Imaginez la quantité d’énergie dépensée en climatisation que cela permet d’économiser », dit Khaled El-Said. « Bien sûr, il y a la climatisation, mais on réduit beaucoup la charge électrique et tout ce qui va avec. C’est un élément clé de l’aspect protection de l’environnement avec la conception de ce projet. » Le complexe comporte une station de surveillance de la qualité de l’air, connectée au réseau national de contrôle des émissions industrielles de l’Agence pour l’environnement, qui recueille des données contribuant au processus de contrôle de la pollution conformément aux lois locales de protection de l’environnement. De nombreux éléments de construction sont fabriqués et achetés localement ; les équipements mécaniques et les dispositifs électriques ont été sélectionnés en fonction de leurs économies d’énergie pour répondre aux exigences de durabilité.

Coordination de projets BIM et 3D

Le coup de grâce du projet a peut-être été la coordination des informations au sein d’une équipe comprenant 150 sous-traitants et 5 000 travailleurs sur le site, sur un campus de près de 800 mètres de long. Le BIM 360, introduit en tant qu’environnement de données commun à mi-chemin de la construction, a permis d’améliorer l’efficacité d’un processus de cadrage fastidieux qui, selon Khaled El-Said, exigeait auparavant que les modèles des sous-traitants soient examinés et approuvés manuellement par l’équipe BIM interne de Besix-Orascom avant que les sous-traitants ne puissent produire des dessins de fabrication. Une interface accessible a permis d’accélérer un projet dont la réalisation a duré deux décennies et qui avait déjà été considérablement retardé par deux révolutions politiques et la pandémie de COVID-19.

En substance, l’environnement 3D servait de réplique virtuelle, ou de jumeau numérique, du paysage physique. En affichant des mises à jour en temps réel des conditions « telles que construites » dans une interface partagée, basée sur le cloud, BIM 360 a aidé des équipes disparates à accéder aux fichiers et à coordonner les flux de travail. Au total, le modèle partagé a enregistré plus de 1 000 demandes de modifications, 4 000 demandes de devis, et l’extraction de 12 000 demandes d’informations, de 45 000 dessins d’atelier et de 33 000 dessins d’exécution. Le BIM a également été utilisé pour signaler les conflits potentiels entre les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), d’électricité et de plomberie, ce qui a permis de réduire les commandes de reprise d’installation (MEP) à moins de 5% du total, avec un taux de conflit minimal.

« La modélisation aide à la construction cyclique », explique Shahib Shenouda. « Vous pouvez assurer l’approvisionnement manuellement, mais sur un projet de cette envergure, avec des changements qui se produisent quotidiennement, il y a forcément des erreurs. Le fait d’avoir une seule source de vérité derrière les données, et d’intégrer les modifications et les apports des sous-traitants, si possible en temps voulu, vous aide à exécuter efficacement. »