UN CUBE VOLANT DANS LA GROTTE DE LA VERNA

Une performance expérimentale du laboratoire NXI GESTATIO

[Nicolas Reeves • David St-Onge]

 

QUAND L'OBJET D'ART SE MARIE À LA SCIENCE

Présentée cet été dans la salle de La Verna, une installation artistique du Québécois Nicolas Reeves, réalisée par le laboratoire de design NXI Gestatio, a acquis une valeur scientifique imprévue, ouvrant la voie vers la mise au point d’un robot à la fois artiste et spéléologue. Une illustration éloquente des liens, souvent insoupçonnés, associant science, art et technologie.

Fig. 1 • Un Tryphon en vol sous les hautes voûtes de La Verna. Le Tryphon est un aérostabile (hybride de drone et de dirigeable) de forme cubique, d'une longueur d'arête de 2,25 mètres. Dans les dernières années, il a été utilisé dans le cadre de performances artistiques interactives, impliquant parfois des danseurs et des performeurs, présentées dans plusieurs pays sur quatre continents. Son inventeur, l'artiste-chercheur Québécois Nicolas Reevse, souhaitait depuis longtemps le faire voler dans une caverne de grande taille.

NXI Gestatio est un laboratoire de recherche-création universitaire qui relève de l'École de Design de l'Université du Québec à Montréal. Ses travaux sont basés sur le travail collaboratif de l’artiste-chercheur Nicolas Reeves et de l’ingénieur David St-Onge. Au niveau théorique, NXI Gestatio se consacre à étudier l'impact de l'utilisation du numérique dans tous les domaines liés à la création (arts, design, architecture....). Le laboratoire produit régulièrement des œuvres et des installation artistiques dont plusieurs jouent avec des phénomènes naturels, tels les Harpes à Nuages et la Sonde Méridienne, qui font chanter les variations de l'atmosphère, ou Nox Mater, qui utilise le passage de particules cosmiques pour produire des événements sonores et lumineux.

Fig. 2 • Sonde Méridienne, étude No 1 : Le Songe d'Ithaca. Cette installation convertit en musique toutes les donneés atmosphériques qu'elle capte : température, humidité, pression barométrique, pluviosité, vitesse et direction des vents, luminsosité, champ électrostatique, foudre (dans un rayon de 40 kilomètres), hauteur et densité des nuages, pourcentage de couverture nuageuse... Elle produit ainsi un chant polyphonique qui ne s'arrête jamais, quel que soit le temps qu'il fait. Centre National d'art contemporain du Fresnoy, France.
NXI GESTATIO 2013
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Fig. 3 • Deux Tryphons en lévitation au Chalet du Mont-Royal en mai 2014, durant la préparation de la performance inaugurale du festival Chromatic pour les arts numériques et contemporains.
NXI GESTATIO 2014.

 

Au mois de juillet, Reeves et St-Onge, accompagnés de Pierre-Yves-Brèches, élève ingénieur à l’université McGill de Montréal, se sont rendus à Sainte-Engrâce afin d’y présenter l’un de ces cubes, un aérostabile de type « Tryphon » de 2,25 mètres de côté, dans l’immense salle souterraine de La Verna. Le projet artistique original consistait à faire évoluer l’automate sous les vastes voûtes de pierre, afin de magnifier le contraste entre l’aspect hautement technologique de l’objet et les strates rocheuses primordiales datant de plusieurs centaines de millions d’années. Les dimensions apparentes de l’objet lors de ses déplacements devaient donner aux visiteurs une échelle leur permettant de réaliser l’ampleur des dimensions de la caverne, autrement très difficiles à saisir. Par ses mouvements lents et contemplatifs, l’aérostabile évoquait un être cavernicole, larvaire et luminescent, une forme de vie insolite évoluant dans l’obscurité de temps géologiques.

Fig. 5 • Plus grande salle souterraine visitable au monde, la salle de La Verna se trouve au cœur du réseau de la Pierre Saint-Martin, dont 430 km ont été explorés mais qui comprend encore d'innombrables tunnels, salles et conduits qui n'ont jamais été visités. On y accède par un tunnel souterrain de près de 700 mètres de long.

Fig. 4 • Assemblage du cube volant à partir de ses composantes, qui ont toutes été amenées sur place en passant par le tunnel d'accès.

Fig. 5 • L'enceinte en uréthane est emplie d'hélium sour les regards attentifs de David St-Onge (à gauche) et Pierre-Yves Brèches.

Les premières discussions avec les spéléologues responsables de la caverne, Marco Van der Kraan et Jeff Godart, ont rapidement conduit à l’idée d’équiper le Tryphon de caméras et de petites diodes lumineuses très puissantes pour associer à ce projet une composante spéléologique. Celle-ci est vite apparue comme une véritable première : la technologie unique de l’aérostabile, un hybride sophistiqué et intelligent de dirigeable et de drone, en fait le seul véhicule actuellement susceptible d’aller filmer les parties hautes de telles cavernes et d’explorer des conduits (« lucarnes ») débouchant au sommet des voûtes, des zones jamais visitées et inaccessibles à l’exploration humaine.

Fig. 6 • Fin du remplissage d'hélium. La masse du cube en état de vol est d'environ 9 kg.
Grâce à des études poussées et des perfectionnement constants, la structure externe
en fibre de carbone pèse moins de 1 kg.

Fig. 7 • Premier vol d'essai souterrain sous le regard concentré de David St-Onge.

 

Prévu pour l’environnement contrôlé des centres d’exposition et des galeries d’art, l’aérostabile a dû être longuement préparé pour supporter les conditions régnant à l’intérieur de la grotte : une température constante de six degrés ; une humidité de plus de 80%, causant régulièrement l’apparition de brumes et de phénomènes de condensation qui recouvrent tout de gouttelettes en quelques secondes ; des régimes aériens imprévisibles et potentiellement dangereux pour un objet en équilibre aérostatique.


Fig. 7 • Le Tryphon en vol. Essai des diodes lumineuses qui permettront les prises de vue dans les lieux les plus obscurs. Les diodes clignotent aussi à intervalles réguliers durant les vols, afin de vérifier la transmission correcte des signaux entre l'aérostabile et la base au sol.

À ces contraintes s’ajoutent les dimensions impressionnantes de la salle - près de 200 mètres de hauteur, plus de 250 mètres de diamètre - qui ont forcé les ingénieurs de l’équipe, David St-Onge et son assistant Pierre-Yves Brèches, à reconfigurer l’ensemble des équipements et des protocoles de communication afin de ne pas perdre le contact à grande distance, et de recevoir correctement les flux de données photo et vidéo.

Fig. 8 • Premier vol à longue distance. Le Tryphon part en vol vertical afin de photographier la voûte à l'aplomb de la station de contrôle.

Il aurait été imprudent pour cette première expérience d’envoyer l’aérostabile dans des conduits sans visibilité et sans contact à vue avec le sol. De nombreuses images ont toutefois été captées des sommets de la voûte et des premiers mètres de l’entrée des lucarnes, à plus de 180 mètres du sol, ce qui est un premier succès important.

Fig. 8 • Première traversée horizontale de la salle. Les parois opposées sont à plus de deux cent cinquante mètres de distance. Au premier plan à gauche, des antennes wifi de qualité marine, à très longue portée (plus de 2000 mètres) assurent la bonne transmission des signaux.

Fig. 9 • Le Tryphon navigue en effleurant le sommet de la voûte à près de 200 mètres du sol. Aucun objet ne s'est jamais approché si près de ces parois.

Fig. 10 • Vol à haute altitude à proximité de grandes falaises verticales.

 

Fig. 11 • Passage près d'une structure horizontale appelée "discordance hercynienne", qui sépare de très anciennes montagnes maintenant aplaties (la chaîne Hecrynienne, en bas) des Pyrénées contemporaines. Ces strates rocheuses datent de près de 300 millions d'années.

À l’intention artistique de départ s’est ainsi rajoutée une composante scientifique, en une illustration parfaite de ce qui constitue la recherche-création : une association intime des modes de créativité artistique, scientifique et technologique, dans lesquels chacun se positionne à part égale et qui ouvre de nouvelles pistes de recherche dans chacun des trois domaines. Ici, l’exploration spéléologique devient une composante de l’installation artistique : elle détermine une forme de narration à la Jules Vernes, par une expédition qui, au-delà de son intérêt scientifique, possède sa propre poésie – l’imaginaire du voyage, le vertige de l’inconnu, et notre fascination pour ces premières incursions dans des mondes encore jamais visités.

Fig. 12 • Le Tryphon à l'atterissage.

Fig. 13 • Éclairé par un puissant projecteur placé à proximité de la station de contrôle, le Tryphon s'approche d'une région de la voûte invisible depuis le sol afin d'en transmettre des images et des films.

Fig. 14 • Le Tryphon au sommet de la voûte, à proximité d'une zone obscure qu'il s'apprête à photographier. La dimension apparente du cube, qui mesure 2,25 mètres d'arête, donne une idée de la taille de la grotte.

Fig. 15 • Après avoir traversé la grotte en vol horizontal, le Tryphon s'approche de l'entrée de la galerie Aranzadi, où des mannequins habillés en spélélologues donnent l'échelle de l'ensemble.

Fig. 16 • L'aérostabile se positionne en vol stationnaire au-dessus d'une cascade souterraine.

Fig. 17 • Très loin de sa base au sol, dans une pénombre profonde, l'aérostabile s'approche d'une lucarne, une grande fissure verticale ouvrant sur un conduit inexploré, afin d'en photographier les premiers mètres. D'une largeur de plus de neuf mètres, d'une hauteur d'environ trente mètres, la fissure est bien assez grande pour laisser passer le cube. Dans le cadre de cette expérience toutefois, le cube, qui n'est pas équipé pour voler hors de vue, ne s'aventurera pas dans ce tunnel.

Fig. 18 • À haute altitude, le cube s'approche d'une région cachée derrière une grande arche de pierre, appelée "le Grand Noir" par les spélélologues. Les images ramenées par le cube ont révélé l'existence d'une ouverture triangulaire derrière cette arche, dont la profondeur n'a pu être évaluée. Des grimpeurs ont pu se rendre dans une grande fissure située dans cette région, et l'explorer sur une hauteur de 80 mètres avant de rebrousser chemin à cause de la mauvaise qualité de la roche. Si le cube dans son état actuel n'est pas équipé pour pénétrer de tels conduits, son successeur, l'automate volant "Scutigera", sera conçu pour s'y aventurer sans assistance humaine.

VIDÉO DE L'EXPÉRIENCE DE LA VERNA MONTRANT L'AÉROSTABILE EN VOL DANS LA CAVERNE.

Ces premières missions permettront maintenant de concevoir un nouveau véhicule  volant spécifiquement destiné à l’exploration de salles et de tunnels souterrains hors de visibilité. Les plans de ce futur robot spéléologue, qui pourra également s'aventurer dans des espaces cosntruits et inaccessibles (sites archéologiques, sites industriels désaffectés ou inaccessibles, zone condamnées, galeries minières...), dont une évocation visuelle apparaît ci-dessous, sont déjà en préparation.

 

Fig. 19 • Scutigera, première étude pour un aérostabile destiné à s'aventurer en vol autonome dans des conduits sans visibilité (image numérique). D'inspiration biomorphique, basé sur un arthropode commun appelé "scutigère véloce", Scutigera est composé de différents segment qui peuvent pivoter les uns par rapport aux autres et qui sont bardés de caméras, de senseurs de distance et de vibrisses de contact. Le nombre et la fonction des segments sont variables, et sont déterminés avant chaque voyage exploratoire. Une description plus complète de cet aérostabile, ainsi que d'autres images, apparaissent sur cette page-ci.

La performance expérimentale « La Caverne au Tryphon » par NXI Gestatio [Nicolas Reeves • David St-Onge], a été présentée à la caverne de La Verna, gouffre de la Pierre Saint-Martin, Sainte-Engrâce (Pyrénées Atlantiques), du 16 au 22 juillet 2015.