Archéologie : une immersion dans la préhistoire à Tautavel

2 juillet 2021alinareyes

Retour vers le futur ? Je suis allée sur les fouilles de Tautavel il y a une vingtaine d’années et me suis entretenue plusieurs fois avec Henry de Lumley sur cet humain très ancien, le plus ancien trouvé en France, qu’est l’homme de Tautavel ; je trouve beau et émouvant de pouvoir visualiser les paysages, avec leurs animaux et leur végétation, tels qu’ils ont été depuis les six cent mille dernières années. Je republie donc cet article paru dans The Conversation.

Archéologie : une immersion dans la préhistoire à Tautavel grâce à la réalité virtuelle et à l’intelligence artificielle

Une plate-forme permet de simuler l’environnement préhistorique de la vallée de Tautavel au cours d’un épisode glaciaire il y a 550 000 ans.
Auteurs, Fourni par l’auteur

Nicolas Boulbes, Université de Perpignan; Bernard Quinio, Université Paris Nanterre – Université Paris Lumières et Sophie Grégoire, Université de Perpignan

Pouvoir se promener dans une grotte habitée il y a plus de 500 000 ans, visualiser les restes d’une occupation humaine puis sortir dans la vallée qui la borde pour observer la faune et la flore de cette époque : voilà le rêve des archéologues du site de Tautavel, dans les Pyrénées-Orientales.

Aujourd’hui, ce rêve devient presque réalité avec le projet Schopper porté par l’Agence nationale de la recherche. Autour de celui-ci gravitent cinq partenaires français : trois laboratoires (CERP-HNHP, CEROS et LIX) et deux entreprises (Craft.AI et Immersion Tools) qui créent ensemble des solutions technologiques novatrices appliquées à la recherche en archéologie.

Ce projet nous a permis d’aboutir notamment à une technologie générant les paysages de la vallée de Tautavel fréquentée par les hommes préhistoriques au cours de périodes climatiques contrastées (glaciaire et interglaciaire), entre 600 000 ans et 90 000 ans avant le présent.

La simulation est alimentée par les paramètres climatiques (température, humidité) obtenus par des modèles de machine learning (apprentissage automatique) appliqués aux périodes passées. Elle permet de positionner les espèces végétales selon leurs aptitudes écologiques et les animaux qui se déplacent et se nourrissent en fonction des ressources disponibles et de leur éthologie.

Associé au développement de l’ensemble de la vallée en 3D immersif, le résultat offre aujourd’hui aux chercheurs archéologues la possibilité de se déplacer à l’échelle 1 :1 dans la vallée afin d’apprécier le relief du terrain et les distances, la densité du couvert végétal, les zones de franchissement de barrières naturelles, de regroupement et de passage des animaux. Autant de repères importants pour appréhender la mobilité des chasseurs-cueilleurs. Il est également possible d’observer des dispositions de flores dont les pollens ont été retrouvés fossilisés dans la grotte, ou encore de suivre l’évolution du paysage.

54 ans de fouilles

À l’origine de cette reconstitution virtuelle, on retrouve « Schopper », un simulateur qui permet de tester des hypothèses sur l’environnement et les comportements des hommes préhistoriques dans un environnement immersif reconstitué. Le principe est dans un premier temps d’apprendre des données archéologiques, pour ensuite formuler des hypothèses sur le comportement ou sur l’environnement, et enfin observer les mécanismes et impacts de ces hypothèses dans l’environnement reconstitué.

Ce simulateur est le résultat de deux plates-formes en interaction.

Deux plates-formes interagissent pour explorer la faune et la flore avoisinant la grotte de Tautavel. La vallée au cours d’un interglaciaire il y a 500 000 ans.
Auteurs, Fourni par l’auteur

La première repose sur la base de données du laboratoire de recherche en préhistoire situé à Tautavel, en charge de la fouille du site pilote du projet, la Caune de l’Arago. Ce gisement du paléolithique inférieur d’intérêt mondial a livré, entre autres, les plus vieux fossiles humains sur le territoire français.

Grâce aux travaux du préhistorien Henry de Lumley, le CERP a constitué une base de données qui mémorise 54 ans de fouilles avec une méthodologie structurée. Elle contient près de 500 000 objets (ossements d’animaux, industries lithiques…), correspondant à une cinquantaine de moments d’occupation de la grotte, ainsi que des prélèvements (sédiments, pollens…).

Pour exploiter cette base de données, Craft.AI, start-up spécialisée dans l’intelligence artificielle (IA), a développé pour Schopper un moteur qui permet de tester des hypothèses scientifiques. Il est ainsi possible d’interroger par exemple la durée des périodes d’occupation de la grotte, la fonction qu’elle avait pour les hommes du passé, mais aussi les conditions climatiques.

La deuxième plate-forme est réalisée par l’équipe d’Immersion Tools, spécialisée dans l’intégration d’outils de présentation visuelle innovants. Elle offre aux archéologues la possibilité d’interagir en réalité virtuelle, en immersion, avec la base de données dans la grotte modélisée en 3D comme le montre l’animation ci-dessous.

Chaque objet est matérialisé par un parallélépipède de couleur correspondant à sa nature. Leur position spatiale au moment de leur découverte à la fouille, leur orientation et leur inclinaison sont respectées. Les chercheurs ont accès à une palette d’outils leur permettant de mesurer les distances entre les objets, d’afficher des scans 3D ou le carroyage, ou encore de se déplacer en suivant les mouvements du corps ou par « téléportation ».

Deux approches pour entraîner l’IA

Pour fonctionner, un outil d’IA a besoin d’apprendre. Quand il s’agit d’un apprentissage supervisé, comme c’est le cas de Schopper, il faut lui donner des données « étiquetées », associant par exemple un ensemble de restes de flore et de faune avec un certain climat.

Deux difficultés majeures se présentent ici en archéologie. Tout d’abord, le volume de données est faible. Les données proviennent de plusieurs disciplines académiques et sont donc assez hétérogènes. Elles restent de plus difficiles à interpréter : comme personne n’était là il y a 400 000 ans pour savoir s’il faisait chaud ou froid, il paraît difficile de savoir dans quelles conditions climatiques se développait une plante dont nous retrouvons un fossile de pollen.

Nous avons donc dû adapter les modes d’entraînement de l’IA à ces contraintes spécifiques de l’archéologie. Le premier mode d’entraînement proposé dans Schopper repose ainsi sur l’« actualisme » : il s’agit d’admettre que ce qui se passe maintenant est similaire à ce qui se passait il y a longtemps (dans certains cas). Cela nous permet d’avoir accès à un plus grand volume de données en enrichissant les données préhistoriques avec des données actuelles.

On suppose par exemple que le renne chassé par l’homme de Tautavel il y a 450 000 ans possède la même écologie que le renne actuel. Cela revient à émettre l’hypothèse qu’il vivait sous un climat relativement froid dans des régions arctiques ou subarctiques. Le chêne vert, dont les grains de pollens sont prélevés dans certains niveaux de la Caune de l’Arago, devrait, lui, rester typique du cortège méditerranéen actuel, thermophile et résistant à la sécheresse.

Pour la faune, nous nous référons notamment à une importante base de données WWF listant les espèces de vertébrés de l’ensemble des écorégions du globe. Celles-ci représentent autant de points de données nourrissant l’apprentissage en associant aux animaux les caractéristiques de leur environnement. Ce peut être le biome terrestre, une valeur de température moyenne annuelle, ou encore un total des précipitations en millimètres sur l’année.

D’après l’IA, les thèses des experts ne reposent pas toujours exactement sur les arguments qu’ils énoncent.
Fourni par l’auteur

Le deuxième mode utilisé a pour point de départ des « dires d’experts ». Un archéologue selon sa spécialité va par exemple déduire d’un ensemble de données que les hommes à une certaine date n’avaient résidé que brièvement dans la grotte.

L’IA vient alors interroger les mêmes éléments pour identifier ceux qui ont poussé, d’après elle, le chercheur à donner cet avis. Il peut d’ailleurs arriver que l’algorithme déduise que les variables décisives dans la décision finale diffèrent de celles énoncées par l’expert dans ses articles.

Exploitation des modèles

Une fois ainsi les données préparées, débute une série d’aller-retour qui visent à identifier les paramètres optimaux. Elle est entrecoupée d’étapes de validation permettant de déterminer la qualité de l’apprentissage du modèle ainsi que son pouvoir de généralisation. En ce sens, le machine learning suit le principe du rasoir d’Ockham où une modélisation plus simple est préférée à une explication trop complexe.

Les modèles se voient enfin appliqués pour comprendre, dans la région de la Caune de l’Arago et à différentes époques, le biome, le type de climat, la température, la quantité de précipitations ou la durée d’occupation et la fonction du site.

Des algorithmes d’explication tels que SHAP sont par ailleurs utilisés afin de comprendre comment un modèle aboutit à une décision et pas une autre. Cela permet notamment aux archéologues qui ne sont pas experts en machine learning d’appréhender les processus décisionnels mis en œuvre dans les modèles qu’ils utilisent.

Reste maintenant à approfondir le traitement par le modèle de ce qui touche aux comportements de nos ancêtres. Cela se heurte malheureusement aux difficultés d’établir des référentiels solides d’apprentissage avec peu de données sur des périodes aussi anciennes. Le consortium du projet travaille néanmoins sur de nouvelles pistes techniques pour améliorer la performance de l’IA et ajouter de l’immersion par le son. Ce sera la suite des développements de Schopper.

Ce papier a été rédigé avec Philippe Carrez, fondateur d’Immersion-Tools, et Matthieu Boussard, ingénieur Recherche et Développement chez Craft.AI, deux partenaires du projet Schopper.

Nicolas Boulbes, Ingénieur d’études en paléontologie & archéozoologie, Université de Perpignan; Bernard Quinio, MCF en système d’information, Université Paris Nanterre – Université Paris Lumières et Sophie Grégoire, Maître de conférences en Préhistoire, Université de Perpignan

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

Opérations poétiques et mathématiques

26 avril 2021alinareyes

Dans son livre Les mythes d’Homère, Félix Buffière rappelle les incessantes attaques des philosophes, dès l’Antiquité, contre Homère. De ces attaques, celle qui retient le plus mon attention est celle d’Épicure et de sa secte qui, selon Plutarque, proscrivaient à la fois l’étude des mathématiques et celle de la poésie. J’en déduis d’une part qu’Épicure proscrivait l’étude du réel, d’autre part que la poésie réelle est celle dont la nature est comparable à celle des mathématiques. C’est bien ainsi que je l’entends, en tout cas. C’est d’ailleurs pourquoi, en poésie, la langue est comptée, par des pieds, des rimes, des strophes et tout autre système métrique. Mais surtout, comme la mathématique, la langue y est un univers en soi, qui ouvre un champ d’exploration infini. Ce que ne comprennent pas les philosophes, qui utilisent la langue comme les commerçants utilisent les chiffres, pour leurs affaires, de façon irrémédiablement finie.

Pour autant, il n’y a pas de philosophie plus puissante que celle de la grande poésie. Que beaucoup n’y entendent rien n’empêche pas que la réalité soit. Eppur si muove, comme aurait dit Galilée. Calme bloc ici bas chu, comme dit Mallarmé.

S’employer à démontrer ce qu’il faut démontrer, voilà une opération aussi poétique que mathématique. Je m’emploie tant que je peux, on verra bien.

Une réflexion sur la culture et l’identité

25 avril 2021alinareyes

Pénélope, par Domenico Beccafumi (wikimedia)

Ulysse vient d’embarquer sur le bateau qui va enfin le ramener directement chez lui, voilà où j’en suis, joyeusement, ce soir. Quand je traduisais la Genèse, j’avais été émerveillée de découvrir que le mot hébreu pour dire « pupille » était le mot qui signifie dans cette langue « petit homme », parce qu’on y voit le reflet de l’homme en petit. J’ai découvert aujourd’hui, pas dans Homère mais dans le dictionnaire de grec, que le mot qui signifie « jeune fille » en grec ancien signifie aussi « pupille », pour la même raison – sauf que les Grecs, plutôt qu’un homme, y voient une jeune fille.

Encore une perle sexiste de traducteur : il est un mot grec qui signifie « irréprochable » mais sans aucune valeur morale, c’est une épithète honorifique très fréquente, accordée aux héros ou aux dieux notamment. Et les traducteurs écrivent donc « irréprochable », sans y mettre de sens moral, comme il se doit, chaque fois que l’épithète est attribuée à un personnage masculin. Mais lorsque Ulysse, parlant de Pénélope, emploie la même épithète, un tel traduit l’épithète par « vertueuse », un autre par « sans tache »… Ma parole, ces mecs, jusqu’à récemment, sont obsédés par la chasteté des femmes ! Et ce ne sont pas des Méditerranéens traditionnels, ni des musulmans, mais bien des hommes de la culture des Lumières. Sans cesse en train de qualifier les femmes de l’Odyssée de chastes quand Homère les dit sensées, ou courageuses, etc., enfin douées de qualités diverses comme les hommes – où j’en suis de ma traduction, au début du Chant 13 (sur 24), je n’ai vu Homère employer l’épithète signifiant chaste que pour la déesse Artémis, en effet fameuse pour son refus des hommes et sa chasteté délibérée. Homère ne juge pas plus la sexualité des femmes que celle des hommes. La chasteté des femmes n’est pas une vertu vantée dans l’Odyssée, qui décrit certes un monde patriarcal, mais d’un autre patriarcat et d’une autre culture que la nôtre, même si la nôtre en découle en grande partie. Je n’ai pas vu précisé que Pénélope était restée chaste en l’absence d’Ulysse. C’est ce qui est sous-entendu, mais enfin il est aussi sous-entendu qu’elle a flirté, acceptant de temps en temps des cadeaux ou faisant des promesses à tel ou tel, voire plus, qui sait ? Ce n’est pas le souci d’Homère, c’est pourquoi il n’est pas plus précis. Elle est la reine, une femme de pouvoir et de responsabilité, elle ne veut pas céder le trône et le domaine qui doivent revenir à son fils sinon à Ulysse, voilà l’essentiel.

Le fait est que tous les traducteurs d’Homère dans nos contrées chrétiennes l’ont traduit à partir de leur culture chrétienne, de leur regard chrétien – même s’ils étaient athées, l’athéisme étant une des multiples formes du christianisme. C’est pourquoi nous n’avons pas encore lu vraiment Homère. Il est vrai que c’est un effort de déculturation colossal que de s’extraire de sa culture, du regard biaisé de sa culture, pour en contempler une autre, surtout si elle est éloignée dans le temps, sans représentants vivants. C’est un effort de nature scientifique, l’effort vers lequel tendent les scientifiques, l’effort du regard le moins subjectif possible. Mais c’est cela, l’arrachement à la prison culturelle. À l’heure où nous parlons tant de culture et d’identité, prendre et faire prendre conscience que la culture et l’identité libèrent autant par l’effort de s’en extraire que par l’effort de les trouver, et jamais uniquement par l’un ou l’autre effort.

La leçon de Tantale

17 avril 2021alinareyes

Finissant de traduire le chant XI, une visite aux enfers très antérieure à celle de Dante mais non moins puissante ni moins belle – plus, même, à mon sens, ne serait-ce que par son caractère originel – j’arrive au supplice de Tantale et j’ai pitié de lui qui, debout dans un lac, de l’eau jusqu’au menton, et assoiffé, ne peut boire, car dès qu’il se penche, l’eau se tarit, « et la terre noire apparaît autour de ses pieds » ; une multitude de beaux fruits pendent au-dessus de sa tête, mais dès qu’il tend la main pour les cueillir, le vent les emporte jusqu’aux « sombres nuages ».

Tantales en tous genres, que ne sortez-vous tout simplement de tel funeste lieu ? À pied, à la nage, comme vous voulez, partez, au lieu de vous obstiner à essayer de saisir ce qui est insaisissable. Ailleurs l’eau et les fruits sont encore meilleurs, et vous pourrez boire, cueillir et manger.

Tantale est supplicié pour avoir donné son enfant à manger aux dieux, par ruse. Pour sortir du supplice il faudrait qu’il soit capable de reconnaître son crime mais il ne l’est pas, voilà ce qui le paralyse et le supplicie.

Le progrès, la croyance, les morts

14 avril 2021alinareyes

Certains croient au progrès, d’autres croient qu’il n’y a pas de progrès. Moi je ne crois rien, je me contente de progresser (à la course, par exemple). Comme toutes celles et tous ceux qui aiment progresser et font en sorte de progresser, pendant que d’autres espèrent ou fustigent le progrès.

Le progrès ne peut être un bloc monolithique, ni pour l’humanité, ni pour l’individu. Il y a des progrès et il y a des régrès. Ainsi sont les flux de la vie.

Je ne crois à rien, je pratique, à ma façon, ou je ne pratique pas, c’est tout. Ce à quoi il faut croire pour que ça existe n’est qu’un fantasme. Ce qui est se pratique. Que ce soit le sport, l’art, la lecture, l’amour, Dieu, etc.,… si ce n’est pratiqué mais seulement fantasmé, c’est vain, inconsistant, faussé, nul. Comme les ombres dans la caverne de Platon. La vraie vie est dehors, le réel est vivant et se vit concrètement.

C’est la leçon que donne à Ulysse sa mère morte, quand il la rencontre aux Enfers. Il veut l’embrasser, mais il n’étreint rien. C’est que, lui dit-elle, quand les mortels sont morts, ils n’ont plus de muscles pour tenir les chairs et les os. Comme sa mère, Tirésias lui aussi ramène Ulysse au réel et lui recommande de bien retenir ce qu’il lui dit : que seuls lui parleront, et lui diront la vérité, les morts qu’il voudra faire parler. Inutile de se soucier des autres. Ils sont morts et retourneront là où ils sont déjà, à la mort.

Ayons soin de nos muscles, et de tout notre corps. Le mépriser, c’est se mettre avec les morts. Ayons soin de nos paroles, et de tout notre être. Fausser nos paroles, c’est détruire notre être.

C’est l’un de mes soins d’éviter aux gens que j’aime, et même aux autres, de détruire leur être, ou de continuer à le détruire.