Réussir à lire un rouleau de papyrus calciné sans avoir à le toucher ? Voilà en gros le défi lancé par l’université du Kentucky. Il n’en fallait pas plus pour motiver de jeunes étudiants en informatique. En améliorant un programme d’apprentissage automatique, l’un d’entre eux a réussi à extraire le premier mot de ce texte écrit il y a 2 000 ans.
On dirait un morceau de bois calciné et pourtant, cet objet n'est autre qu'un papyrus vieux de 2 000 ans ayant brûlé lors de la célèbre éruption du Vésuve qui détruisit les villes de Pompéi et d’Herculanum en l'an 79. Ce fragile rouleau a ainsi été retrouvé au XVIIIe siècle sur les ruines de cette ancienne cité romaine, dans ce qui fut la bibliothèque personnelle de Lucius Clapurnius Piso Caesonius... autrement dit le beau-père de Jules César ! 1 800 autres papyrus ont également été exhumés lors des fouilles. Une mine d'or pour les archéologues, qui ne rêvent que de pouvoir lire les secrets qu'ils renferment.
DES FRAGMENTS DE PAPYRUS CALCINÉ ONT DÉJÀ PU ÊTRE DÉCHIFFRÉS, MAIS CE N'EST PAS LE CAS DES ROULEAUX. © SARA STABILE, FRANCESCA PALERMO, INNA BUKREEVA, DANIELA MELE, VINCENZO FORMOSO, ROBERTO BARTOLINO & ALESSIA CEDOLA, WIKIMEDIA COMMONS, CC BY 4.0
Des rouleaux calcinés passés aux rayons X
Oui mais voilà... Impossible de dérouler ces précieux rouleaux carbonisés sous peine de les voir tomber en poussière. Les scientifiques avaient donc devant eux un formidable défi technique : réussir à scanner les mots inscrits sur les papyrus sans avoir à les dérouler. Une solution est alors apparue : les rayons X (voir l'article ci-dessous). Deux rouleaux de papyrus sont ainsi allés faire un tour au synchrotron du Diamond Light Source, près d'Oxford. Des milliers d'images de tomographie 3D ont ainsi été obtenues. Un nouveau challenge s'est alors présenté: réussir à identifier les lettres contenues dans cette importante masse de données. Détecter les lettres grâce à l’intelligence artificielle
Des chercheurs se sont alors tournés vers l’intelligence artificielle pour automatiser le processus, en apprenant à l'algorithme à détecter les subtiles différences de structures du papyrus produites par l'encre utilisée. Si les premiers résultats sont très encourageants et permettent de déchiffrer certains fragments, le professeur Brent Seales de l'université du Kentucky veut aller plus vite. Il organise donc une compétition, le Vesuvius challenge, dont l'objectif est d'améliorer l'algorithme et la capacité de l'IA à déchiffrer les textes antiques cachés dans les deux papyrus calcinés. Un étudiant de l'université du Nebraska-Lincoln réussit ainsi à améliorer le processus d'apprentissage automatique et est le premier à déchiffrer le mot « πορφύραc » (« violet » en grec ancien) dans un rouleau carbonisé dont aucune lettre n'avait encore pu être extraite. L'aventure continue
La compétition est cependant loin d'être terminée, le but étant désormais de continuer le déchiffrage de ce texte scellé dans les cendres depuis 2 000 ans. Parmi les papyrus déjà déchiffrés par Seales et ses collègues, nombreux sont ceux à relater des textes grecs issus du courant philosophique épicurien. Des textes d'Épicure lui-même ainsi que d'un autre philosophe nommé Philodème de Gadara ont été retrouvés. Mais pour savoir qui est l'auteur de ce fameux rouleau où apparaît le mot « violet » et de quel sujet il traite, il faudra certainement attendre encore un peu !
Les secrets des papyrus calcinés d'Herculanum bientôt révélés par les rayons X ?
Une équipe internationale veut utiliser une technique issue de l'apprentissage automatique pour décrypter des images 3D par rayons X afin de tenter de percer les secrets des célèbres papyrus d'Herculanum. Ces papyrus pourraient révéler des ouvrages philosophiques inédits datant de l'Antiquité gréco-romaine.
Bien des textes, ou fragments de textes, datant de l'Antiquité gréco-romaine nous sont parvenus. Ils sont disponibles en langue grecque et avec leurs traductions comme jamais grâce au Web, qui constitue pour nous un outil qui aurait rendu profondément jaloux les lettrés, philosophes et savants de la bibliothèque d'Alexandrie s'ils en avaient connu l'existence. Nous pouvons ainsi lire le Banquet de Platon, des fragments de l'œuvre d'Archytas de Tarente ou encore les fameux écrits en mathématique, mécanique et astronomie d'Archimède.
Par contre, nous savons que de nombreux textes ne sont pas passés à la postérité, les traités d'Héraclite et Démocrite par exemple ou bien encore la majorité des tragédies de Sophocle (seulement 7 sur plus d'une centaine nous sont parvenues). On ne sait pas très bien pourquoi mais on peut suspecter que, parfois, leur contenu n'était pas du goût des autorités monothéistes du début de notre ère.
Toutefois, il existe une unique bibliothèque datant de l'Antiquité qui nous est parvenue dans laquelle on espère trouver des trésors peut-être insoupçonnés. Il s'agit d'un ensemble de près de 1.800 papyrus que l'on a commencé à découvrir entre 1752 et 1754, lors des fouilles du site d'Herculanum, près de Naples. Mais, comme l'expliquait plus en détail Futura dans le précédent article ci-dessous, ces papyrus qui faisaient partie de la bibliothèque de Lucius Calpurnius Piso Caesoninus, le beau-père de Jules César, ont été carbonisés lors de l'éruption du Vésuve en 79 après Jésus-Christ.
On a tenté de dérouler ces papyrus mais ils sont tellement fragiles que les opérations généralement effectuées avant le XXIe siècle conduisaient plutôt à leur destruction, même s'il a toutefois été possible de découvrir que certains de ces rouleaux contenaient des textes de Philodème de Gadara, un philosophe épicurien (cela n'était guère surprenant, Pison, le nom parfois donné au beau-père de Jules César, était un protecteur des arts et de la philosophie). Nous disposons heureusement maintenant d'un puissant moyen d'investigation non invasif, à savoir les lignes de lumière des synchrotrons sous forme de rayons X qui permettent de faire de la tomographie avec des objets précieux dans le domaine de l'archéologie et de la paléontologie, en plus de permettre de faire de la cristallographie pour des matériaux savants et des molécules biologiques d’intérêts.
L'intelligence artificielle et des rayons X pour ressusciter l'Antiquité
Il y a quelques années déjà, comme l'expliquait Futura toujours dans l'article ci-dessous, une des lignes de lumière disponible avec l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), le célèbre synchrotron de Grenoble, avait été utilisée pour tenter de percer certains des secrets des papyrus d'Herculanum. L'équipe internationale engagée dans cette entreprise, et qui comprenait des chercheurs du CNRS (Institut de recherche et d'histoire des textes) et du CNR italien, avait en particulier réussi à identifier des lettres grecques.
On espère aller plus loin aujourd'hui en utilisant des techniques d'analyse des données issues des développements fulgurants de l'apprentissage automatique (en anglais machine learning, littéralement « apprentissage machine »). C'est ce que se propose de faire avec des collègues le professeur Brent Seales, directeur de la « Digital Restoration Initiative » de l'université du Kentucky (États-Unis), un programme de recherche consacré au développement d'outils logiciels permettant la récupération de textes fragiles et illisibles.
Le problème avec les papyrus d'Herculanum, c'est que certains ont été écrits en utilisant une encre non-métallique et donc basée sur le carbone, de sorte qu'il est très difficile de faire la différence entre les caractères couchés sur le papyrus carbonisé et ce papyrus lui-même. Toutefois, les chercheurs pensent que des algorithmes issus de l'apprentissage automatique peuvent voir des différences sur des images que ne remarquerait pas un observateur humain.
Il faut toutefois de nouvelles données plus précises à exploiter et c'est pour cela que plusieurs des papyrus offerts en 1802 par le roi de Naples à Napoléon Bonaparte, et qui sont conservés à la bibliothèque de l'Institut de France à Paris, ont franchi la Manche pour être étudiés avec les rayons X fournis cette fois-ci par le synchrotron Diamond Light Source situé dans l'Oxfordshire au Royaume-Uni. Des images en 3D à très haute résolution sont rendues possibles, comme jamais pour ces papyrus, avec la ligne de lumière I12 de ce synchrotron.
Comme l'explique dans un communiqué de l'AFP Michel Zink, secrétaire perpétuel de l'Académie des Inscriptions et Belles lettres, on sait que certains des papyrus « contiennent pour l'essentiel des écrits grecs, chez une personne intéressée par la philosophie épicurienne... Contrairement à la philosophie stoïcienne, dont les textes, jugés compatibles avec le christianisme, ont été recopiés au Moyen Âge, l'épicurisme n'était pas en odeur de sainteté, et ses textes ont rarement été conservés... C'est pourquoi ces rouleaux présentent, sur le fond, une telle importance » conclut Michel Zink, car « on peut espérer réussir à lire des phrases entières, et peut-être un jour, un texte entier ».
On pourrait peut-être alors découvrir des informations fascinantes dans la droite ligne des idées de Michel Serres exposées dans son fameux ouvrage La Naissance de la physique dans le texte de Lucrèce.