Category Archives: Production

L’article “Quelques remarques sur les enceintes en pierre sèche des habitats traditionnels actuels de l’île de Sumba (Indonésie)” publié dans le volume “Les enceintes néolithiques du Nord-ouest de l’Europe”, EUD, Dijon.

Vue aérienne d’une maison royale et village au loin

Sumba, située au sud de l’archipel indonésien, est surtout connue des archéologues pour son mégalithisme funéraire. Ce n’est pas le seul aspect vivace des pratiques traditionnelles, nombreux étant encore aujourd’hui les habitants qui respectent la coutume. Cette île fait l’objet depuis 2015 de recherches ethnoarchéologiques par des chercheurs de l’Université de Strasbourg (i.e. Christian Jeunesse), auxquels se sont ajoutés depuis 2018 des chercheurs de l’Université de Bourgogne (Anthony Denaire). L’un des principaux objectifs de la mission 2019 était d’étudier l’organisation des habitats, la genèse des microrégions et les enceintes qui entourent les villages. Ces enceintes se présentent sous la forme de murs en pierre sèche à deux parements et hauts généralement d’environ 1,5 m. Toutefois, leur localisation généralement sur une rupture de pente, accentue leur caractère défensif. Les accès se font au travers de deux portes placées aux extrémités du village. Bien que leur fonction première n’ait plus lieu d’être, ces murs continuent d’être entretenus et reconstruits, ce qui témoigne parfaitement de leur rôle symbolique dans la définition du village sumbanais.

L’article “Machine learning and geometric morphometrics to predict obstructive sleep apnea from 3D craniofacial scans” publié dans Sleep Medicine

Production de l’atlas et projection sur la surface du modèle 3D

L’apnée obstructive du sommeil reste massivement sous-diagnostiquée, en raison d’un accès limité à la polysomnographie. Ici, la prédiction du niveau d’apnée des sujets est réalisée par intelligence artificielle sur la base de la géométrie 3D maxillo-faciale. Tous les participants ont subi une nuit de test de sommeil à domicile ou en laboratoire, et d’autre part une numérisation 3D de leur visage et de leur buste. Les scans 3D craniofaciaux sont traités par morphométrie géométrique, puis par 13 algorithmes d’intelligence artificielle. La combinaison morphométrie géométrique / intelligence artificielle s’avère être une solution rapide et efficace, qui fournit un outil de dépistage peu coûteux pour le syndrome d’apnée du sommeil.

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L’article “ERA: A new, fast, machine learning-based software to document rock paintings” publié dans Journal of Cultural Heritage

Le programme ERA sous Windows 11

Il s’agit d’un nouveau logiciel pour aider les chercheurs dans l’étude des peintures rupestres. A partir d’images numériques, ERA produit rapidement une documentation de haute qualité, selon une procédure conviviale. Les trois canaux de couleurs RVB de l’image numérique sont d’abord décorrélés puis étirés, une technique bien connue des spécialistes de télédétection depuis plus de trente ans. Contrairement aux approches développées précédemment pour l’art rupestre, plusieurs algorithmes de ‘blanchiment‘ des données sont utilisés à cette étape : analyse en composantes principales (régulière), analyse en composantes en phase zéro, décomposition de Cholesky et analyse en composantes indépendantes. Ces transformations produisent des arrangements différents de l’information portée par la couleur. Les données décorrélées, préalablement étirées et mises à l’échelle pour s’adapter à l’espace RVB, sont ensuite converties en différents espaces colorimétriques (sélectionnés parmi les plus populaires) : XYZ, HLS, HSV, LAB (CIELAB), Luv, CMY(K), YCrCb, et YUV. Les variations de couleurs les plus subtiles sont mieux perçues. Le chercheur peut alors profiter d’algorithmes d’intelligence artificielle pour isoler les figures peintes. Le logiciel, écrit en Python, est fourni sous la forme d’un programme exécutable pour Windows, pour une large diffusion , et sous forme de code open-source, qui peut donc être adapté aux besoins évolutifs de la communauté. Le logiciel est donc téléchargeable gratuitement à cette adresse: https://gitlab.huma-num.fr/fmonna/era-extraction-from-rock-art.

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L’article ‘Volumetric obscurance as a new tool to better visualize relief from Digital Elevation Models’ par Rolland et al. publié dans Remote Sensing

Identification d’un motif gravé grâce à la VO, en faisant varier l’exagération et le rayon d’influence (Shalabolino, Sibérie)
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Dans le cadre de son travail de doctorat Tanguy Rolland et collaborateurs ont développé une technique permettant de mettre en lumière les variations de relief d’une surface. Le concept est issu du monde des jeux vidéo. Il s’agit de l’occlusion ambiante, et plus particulièrement de la Volumetric Obscurance. Les modèles numériques de terrain, qu’ils intéressent une petite surface ou une grande, sont traités en quelques secondes, au pire quelques minutes, et les surfaces concaves et convexes sont identifiées très facilement. Un point fort de cette étude: elle est accompagnée d’un logiciel fonctionnant sous Windows, d’un plugin QGIS, et du code Python 3 (voir ici).

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L’article ‘Discrimination of wheel‑thrown pottery surface treatment by Deep Learning’ par Wilczek e al. publié dans Archaeological and Anthropological Sciences

Exemple de classification des traitements de surface obtenu avec un algorithme VGG19
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Josef Wilczek et collaborateurs étudient le traitement de surface de la poterie à l’aide d’une intelligence artificielle. Il s’agit de comprendre les techniques utilisées par les anciens potiers pour explorer l’organisation culturelle et économique des sociétés passées. La poterie est en effet l’un des matériaux les plus abondants trouvés dans les fouilles archéologiques, mais la classification des traitements de surface reste en général difficile. Dans cette étude, la géométrie obtenue à partir de modèles 3D est classée par Deep Learning. Trois algorithmes de réseau de neurones convolutifs sont évalués sur un ensemble de données expérimentales créés par un potier professionnel, spécifiquement pour la présente étude.

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L’article ‘Potential interactios between climate and prehistoric populations in Southern Morocco: Insights from archaeological and paleoclimatic evidence’ par Beraaouz M. publié dans Frontiers in Science and Engineering

Pétroglyphes aux alentours de Icht, non loin de la frontière algérienne
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Mohamed Beraaouz et collaborateurs étudient les liens entre l’enregistrement archéologique du Sud Maroc et l’évolution du climat. En effet, ce riche patrimoine préhistorique et protohistorique offre des informations précieuses sur l’histoire de l’environnement car les oscillations climatiques durant l’Holocène ont considérablement influencé les établissements humains dans la région. Les conditions les plus sèches ont probablement entraîné l’adoption d’un nouveau mode de vie caractérisé par l’élevage de bétail, l’agriculture, et la domestication des animaux…

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L’article ‘Compositional data analysis (CoDA) as a tool to evaluate a new low-cost settling-based PM10 sampling head in a desert dust source region’ par Xu-Yang et al. publié dans Atmospheric Measurement Techniques

Le dispositif installé en Tunisie (Photo Rémi Losno)
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Yangjunjie Xu-Yang, dans le cadre de son doctorat encadré par Rémi Losno, vient de publier dans Atmospheric Measurement Technique, un article qui présente un nouveau collecteur de PM10. L’utilisation de la technique statistique CoDA permet de démontrer que les collecteurs spécifiques (et chers), généralement utilisé pour ce type de prélèvement, peuvent être remplacés efficacement par la technique proposée. Aucun biais n’est à déplorer dans la composition chimique du matériel échantillonné. L’appareil est bon marché, et il est simple à construire, même dans des lieux où l’accès aux fournitures est délicat.

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L’article ‘Deep learning to detect built cultural heritage from satellite imagery. – Spatial distribution and size of vernacular houses in Sumba, Indonesia -‘ publié dans Journal of Cultural Heritage

Village traditionnel sur une colline entourée de rizières
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Ethno-archéologie sur l’île de Sumba – Indonésie. La présente étude entre dans le cadre d’un projet de recherche plus général sur les pratiques traditionnelles, dirigé par Anthony Denaire. Ici, l’implantation des maisons traditionnelles (avec une tour sur le toit) reflète les récentes transformations culturelles résultant de la mondialisation. Différents algorithmes sont testés pour détecter automatiquement ces bâtiments à partir d’images satellites. Les méthodes modernes de vision par ordinateur, basées sur du deep learning, sont particulièrement efficaces pour remplir cette tâche presque inenvisageable si elle était effectuée à la main. Une fois près de 15 000 maisons traditionnelles détectées, les Histogramme de Gradients Orientés (HOG) sont calculés et introduits dans plusieurs algorithmes d’apprentissage automatique afin d’évaluer la superficie des maisons; ce paramètre véhiculant des informations pertinentes sur la position économique et politique du propriétaire. L’analyse spatiale permet alors de tirer des conclusions anthropologiques. Plus généralement, ces techniques n’offrent pas seulement un simple accroissement des capacités d’enregistrement du patrimoine culturel matériel, elles ouvrent de nouvelles perspectives de recherche, et cela à plus grande échelle.

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L’article “Documenting carved stones from 3D models. Part II – Ambient occlusion to reveal carved parts” par Rolland, et al. vient d’être publié dans Journal of Cultural Heritage

Pierre à cerf sur le site de Tsatsyn Ereg – Mongolie

This image has an empty alt attribute; its file name is pdf.jpgTanguy Rolland complète, dans le cadre de ton travail de doctorat, la procédure précédemment publiée sur la documentation des gravures rupestres en y intégrant, cette fois, la possibilité de travailler directement sur les modèles 3D. La technique utilisée dérive de l’occlusion ambiante, une approche développée depuis quelques années par l’industrie du jeu vidéo. Les résultats sont spectaculaires, notamment lorsque l’algorithme sélectionné utilise la volumetric obscurance. Sur les pierres à cerf de Mongolie, des symboles gravés mais peu visibles apparaissent maintenant, alors qu’ils n’avaient pas été identifiés dans les études précédentes. Pour faciliter la diffusion de cette nouvelle approche auprès d’un large public, les fonctions écrites sur R, un logiciel libre, sont téléchargeables gratuitement (voir le lien dans l’article).

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L’article “A computer tool to identify best matches for pottery fragments” par Josef Wilczek vient d’être publié dans Journal of Archaeological Science: Reports

Le logiciel libre RACORD

This image has an empty alt attribute; its file name is pdf.jpgJosef Wilczek complète avec RACORD l’excellent logiciel permettant le positionnement de l’axe de symétrie et le dessin des poteries (DACORD) par un module permettant l’automatisation de la l’attribution typologique. Cette tache, pour le moins fastidieuse lorsqu’elle est réalisée à la main, devient facile et rapide, même pour un non-spécialiste. Le gain de temps permettra, à n’en pas douter, aux archéologues de se concentrer sur des problèmes plus intéressants concernant la production matérielle. 

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L’article ‘Anza palaeoichnological site, Late Cretaceous, Morocco. Part III: Comparison between traditional and photogrammetric records’ par Lkebir et al. vient d’être publié dans Journal of African Earth Sciences

Les traces de dinosaures sur la plage d’Anza – Maroc

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L’article “Anza palaeoichnological site, Late Cretaceous, Morocco. Part III: Comparison between traditional and photogrammetric records” par  Lkebir, N.; Rolland, T.; Monna, F.; Masrour, M.; Bouchaou, L.; Fara, E.; Navarro, N.; Wilczek, J.; Beraaouz, H.; Chateau-Smith, C.; Pérez-Lorente, F.   vient d’être publié dans Journal of African Earth Sciences. 172, 1-11, n° 103985.

La présente étude évalue un nouveau procédé capable d’identifier davantage de traces et de pistes de dinosaures à l’échelle d’un affleurement. L’approche décrite ici est basée à la fois sur la modélisation 3D par photogrammétrie à différentes résolutions, et sur le traitement judicieux de  modèles numériques d’élévation. L’ichnosite d’Anza, situé au Maroc près d’Agadir, a été choisi pour démontrer l’efficacité du pipeline méthodologique. Au total, 323 empreintes de dinosaures et de ptérosaures avaient déjà été découvertes sur ce site, et publiées dans des études antérieures. En combinant différents traitements, près de deux fois plus de traces sont désormais identifiées.

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L’article ‘Machine learning for rapid mapping of archaeological structures made of dry stones – Example of burial monuments from the Khirgisuur culture, Mongolia –’ vient d’être publié dans Journal of Cultural Heritage

Les images produites à partir de l’orthomosaïque et du DEM alimentant l’algorithme d’intelligence artificielle

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L’article “Machine learning for rapid mapping of archaeological structures made of dry stones – Example of burial monuments from the Khirgisuur culture, Mongolia –” par  Monna, F.; Magail, J.; Rolland, T.; Navarro, N.; Wilczek, J.; Gantulga, J.O.; Esin, Y.; Granjon, L.; Allard, A.-C. Chateau-Smith, C.  vient d’être publié dans Journal of Cultural Heritage. 43, 118-128.

La présente étude, menée dans le cadre du projet ROSAS, propose un workflow pour extraire des orthomosaïques l’énorme quantité de pierres sèches utilisées pour construire les complexes funéraires des steppes mongoles. Plusieurs algorithmes d’apprentissage automatique pour la classification binaire des pixels (c.-à-d. Pierres vs Non pierres) ont été évalués. Les données utilisées en entrée ont été extraites d’orthomosaïques haute résolution et de modèles numériques d’élévation (tous deux dérivés de l’imagerie aérienne par drone). L’analyse comparative a utilisé deux espaces colorimétriques (RVB et HSV), des caractéristiques de texture (cartes matricielles de contraste, d’homogénéité et d’entropie) et l’indice de position topographique, combinés à neuf algorithmes d’apprentissage supervisé (centroïde le plus proche, Bayes naïfs, k voisins les plus proches, régression logistique , analyses discriminantes linéaires et quadratiques, machine à vecteurs de support, forêt aléatoire et réseau neuronal artificiel). Lorsque les entités sont traitées ensemble, d’excellentes cartes de sortie, très proches ou surpassant les normes actuelles en archéologie, sont observées pour presque tous les modèles.

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L’article ‘La collection historique d’échantillons de sols de l’essai patrimonial des ‘42 parcelles’ (INRAE, Versailles) : une machine à remonter le temps… Etude et Gestion des Sols’ par van Oort et al. vient d’être publié dans Etude et Gestion des Sols.

La collection de sols de près de 100 ans possédée par l’INRAE

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L’article “La collection historique d’échantillons de sols de l’essai patrimonial des ‘42 parcelles’ (INRAE, Versailles) : une machine à remonter le temps…” par  van Oort, F.; Paradelo, R.; Monna, F.; Chenu, C.; Baize, D.; Guérin, A.; Breuil, S.; Delarue, G.; Trouvé, A.; Thoisy, J.-C.; Proix, N  vient d’être publié dans Etude et Gestion des Sols. 27, 321-350.

A la suite de travaux précédents sur les états pédogéochimiques (resp. Folkert van Oort – INRAE Versailles), les bilans géochimiques et les impacts de la fertilisation dans les horizons profonds du NEOLUVISOL de lœss du dispositif des 42 parcelles d’INRAE, nous examinons ici des aspects chronologiques d’évolutions intervenues en surface des sols depuis 1928. Pour cela, des séries d’une quinzaine d’échantillons de la collection historique ont été analysées pour une dizaine de traitements représentatifs : engrais à effet acidifiant (sulfate et phosphate d’ammonium), engrais à effet dispersant (nitrate de sodium, sylvinite, chlorure de potassium), superphosphate, amendements à effet alcalinisant (scories de déphosphoration, carbonate de calcium), fumier de cheval, ainsi que deux parcelles témoins’, et parcelles sans apport (i.e. témoins).

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L’article ‘En direct de l’essai patrimonial des 42 parcelles d’INRAE à Versailles – Impacts de fertilisations centenaires en profondeur du Néoluvisol de lœss’ par van Oort et al. vient d’être publié dans Etude et Gestion des Sols

Plan d’expérience de l’essai des 42 parcelles

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L’article “En direct de l’essai patrimonial des 42 parcelles d’INRAE à Versailles – Impacts de fertilisations centenaires en profondeur du Néoluvisol de lœss” par  van Oort, F.; Paradelo, R.; Proix, N.; Baize, D.; Breuil, S.; Foy, E.; Guérin, A.; Monna, F.  vient d’être publié dans Etude et Gestion des Sols. 27, 163 – 187.

Après l’étude d’évolutions pédologiques et géochimiques dans l’horizon de surface (Resp. F. van Oort), ce nouveau volet du projet de valorisation du dispositif des 42 parcelles de l’Inra de Versailles présente les effets d’apports continus de matières fertilisantes à l’échelle du solum, pour une dizaine de traitements : ammoniacaux, engrais-Na et/ou K, phosphatés, CaCO3, fumier et témoins. Pour chaque traitement, les profils de teneur en éléments (0-120 cm) ont été comparés avec le bilan 1929-2014 en surface (0-25 cm), afin de raisonner la pertinence d’études des impacts d’activités anthropiques, restreintes à l’horizon de surface.

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L’article ‘Images of camels on a mammoth tusk from West Siberia’ par Esin et al. publié dans Archaeological Research in Asia

La défense de Mammouth gravée, modélisée par photogrammétrie.

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L’article “Images of camels on a mammoth tusk from West Siberia” par  Esin, Y.; Magail, J.; Monna, F.; Ozheredov, Y.I.  vient d’être publié dans Archaeological Research in Asia. 22, 100180, 1-13.

Ce travail, initié par Yury Esin (Institut d’archéologie et d’histoire, Abakan, Russie), dont les résultats préliminaires ont été publiés dans Journal of Historical, Philological and Cultural Studies, concerne une défense de Mammouth exceptionnelle, découverte en 1988 sur les berges de la rivière Tom (Sibérie). Deux chameaux et probablement une figure anthropomorphe sont gravés à la surface de cette défense, datée aux alentours de 13000 cal. BP. La technique utilisée est typique du paléolithique supérieur tardif de Sibérie de l’Ouest. Il s’agirait des plus anciennes représentations de chameaux en Asie.

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