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Kathedrale in Paris Lasertechnik und 3D-Modelle sollen Notre-Dame retten

Moderne Technologien werden einen wichtigen Beitrag zur Restaurierung der Pariser Kathedrale Notre-Dame leisten. Die Datenlage scheint sehr gut zu sein.
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Der Kunsthistoriker Andrew Tallon erstellte im Jahr 2010 einen originalgetreuen 3D-Laserscan des Notre-Dame. Quelle: Andrew Tallon
Pariser Kathedrale

Der Kunsthistoriker Andrew Tallon erstellte im Jahr 2010 einen originalgetreuen 3D-Laserscan des Notre-Dame.

(Foto: Andrew Tallon)

Paris, DüsseldorfNach dem verheerenden Brand in der weltberühmten Kathedrale Notre-Dame in Paris steht fest: Der Wiederaufbau wird nicht nur sehr teuer, sondern auch sehr lange dauern. Michel Delaluche, Historiker und Chef der Touristenführer von Notre-Dame, sagte, dass man heute kaum noch die geeigneten Handwerker finde, um einen so gewaltigen hölzernen Dachstuhl zu bauen. Der von Notre-Dame stammte zum großen Teil noch original aus dem 13. Jahrhundert. Er bestand aus dem Holz von 1300 Eichenstämmen.

Und so ist neben dem Geld, das im Rahmen von Aktionen gesammelt wird, wie sie die französische Kulturerbe-Stiftung Fondation du Patrimoine bereits in der Nacht zum Dienstag auf ihrer Internetseite gestartet hat oder den millionenschweren Spendenankündigungen französischer Milliardärsfamilien vor allem handwerkliches und technisches Know-how gefragt.

Simon Valadou von Data Soluce, einer cloudbasierten Plattform, die dank der Startup-Schmiede der Hochschule HEC entstanden und auf digitale 3D-Modellierung spezialisiert ist, erwartet einen großen Beitrag modernster Technologien zum Wiederaufbau von Notre-Dame: „Wir können die Beschreibungen und Pläne einlesen, der Algorithmus macht daraus einen digitalen Zwilling, beispielsweise des Dachstuhls“.

Glücklicherweise sei die Datengrundlage sehr gut. Die Archive der Stadt und der Kirche verfügen nicht nur über viele originale Pläne. „Während der Vorbereitung der laufenden Restaurierung haben die Archäologen mit modernen Techniken Messungen vorgenommen, die man nun verwenden kann.“ erläutert Valadou.

Die Algorithmen könnten „zwar nicht dem Zimmermann die Arbeit abnehmen, der neue Eichenbalken in Form bringen muss“. Notre-Dame werde auch nicht aus dem 3D-Drucker neu entspringen.

Doch als erstes ermöglichten sie eine rasche Bestandsaufnahme und die Erstellung von Planungsalternativen: „Die Frage wird sein, wie originalgetreu man rekonstruiert: In Beauvais hat man nach einem Brand im 19. Jahrhundert Stahlbalken eingezogen, in Nantes solche aus Beton.“ Anschließend lasse sich jedes benötigte Teil auf Bruchteile von Millimetern präzise vorwegnehmen.

Möglicherweise könnten auch 3D-Laserscan-Messungen der Kathedrale bei der Restaurierung hilfreich sein. Der inzwischen verstorbene Kunsthistoriker Andrew Tallon verwendete eine der ersten in Frankreich erhältlichen Leica ScanStation C10, um im Jahr 2010 einen hochauflösenden, originalgetreuen 3D-Scan der Kathedrale von Notre-Dame im Rahmen einer Dokumentation zu produzieren, die 2011 auf dem Fernsehsender Arte ausgestrahlt wurde („Les cathédrales dévoilées“).

Dabei hatte Tallon für einen Scan des gesamten Denkmals mit einer Fläche von 4800 Quadratmetern und einer Gesamtlänge von 128 Metern nur wenig Zeit, da seine Messungen weder die tägliche Liturgie noch die Touristenströme mit Zehntausenden Besuchern pro Tag beeinträchtigen sollten. Mit dem Leica-Laserscanner nahmen er und sein Team an 50 Stationen mehr als eine Milliarde texturierte Datenpunkte in nur fünf Tagen auf.

„Diese Art von Arbeit wäre vor dem 3D-Laserscanner einfach nicht möglich gewesen. Die manuelle Messung hätte umfangreiche Gerüste und monatelange Arbeiten erfordert – ganz zu schweigen von den unvermeidlichen Fehlern durch Ungenauigkeit“, erklärte Tallon damals.

Auf einem Stativ montiert, misst der Laserstrahl die Entfernung zwischen dem Scanner und jedem Punkt, den er trifft. Jede Messung wird durch einen farbigen Punkt dargestellt, der kumulativ ein dreidimensionales Bild der Kathedrale erzeugt.

Um seine Messungen anschaulich präsentieren zu können, machte Tallon jedes Mal, wenn er einen Laserscan durchführte, auch ein kugelförmiges Panoramafoto an derselben Stelle. Anschließend kartierte er das Foto auf die vom Laser erzeugten Punkte des Scans. Jeder Punkt wurde zur Farbe des Pixels an der jeweiligen Stelle im Foto. Möglicherweise könnten seine detaillierten Aufzeichnungen beim Wiederaufbau von Notre-Dame helfen.

Klar dürfte sein, dass man nicht mehr wie im Mittelalter an den Aufbau herangeht. Die neuen Baumeister können von modernsten Erfahrungen profitieren: So etwa vom hoch komplexen Gehry-Bau der Vuitton-Stiftung im Bois de Boulogne. Der wurde mit Hilfe der Software „Katia“ von Dassaut Systèmes erstellt, die beim Entwurf und Bau von Flugzeugen zum Einsatz kommt.

Planung und Produktion verschmelzen hier zu einem digitalen Ganzen, man bewegt sich wie in der Realität durch jeden Hohlraum des Baukörpers, der neu entsteht. Unliebsame Überraschungen lassen sich so vermeiden.

Eines macht Digital-Experte Valadou aber auch klar: „Nicht alles lässt sich digital lösen. Das Blau der Fenster von Chartres konnten nur Experten aus Fleisch und Blut wieder so hinbekommen wie im Original.“

„Das Gebäude ist noch sehr heiß. Es besteht die Gefahr, dass Steine herunterbrechen“

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