LA PREMIÈRE INTELLIGENCE ARTIFICIELLE CAPABLE DE RECONNAÎTRE LES VITRAUX DE CHARTRES
À l’origine de l’application «
Lire les vitraux de Chartres », il n’y a ni une réflexion sur l’intelligence artificielle, ni la volonté de développer un nouvel outil numérique.
L’idée est née d’une simple observation.
Un jour, une mère invite sa fille à regarder les vitraux.
L’enfant lève les yeux quelques instants avant de lui répondre :
« Ils sont beaux, tes vitraux, mais je n’y comprends rien ». Puis elle reprend son téléphone.
Cette scène est le point de départ d’une aventure qui conduira le
Centre international du Vitrail à développer la première intelligence artificielle capable de reconnaître les vitraux de la cathédrale de Chartres, car si
les vitraux fascinent les visiteurs, leur lecture reste méconnue et ignorée.
Dans la
cathédrale de Chartres, chef-d’œuvre de l’art gothique, inscrit au patrimoine mondial de l’
UNESCO depuis 1979, les visiteurs lèvent naturellement les yeux vers les 2.600 m² de vitraux qui les surplombent. Plus d’un million de personnes viennent chaque année les admirer, les photographier, zoomer avec leur téléphone pour tenter d’en distinguer les détails. Pourtant, une fois la
visite terminée, beaucoup repartent sans avoir réellement compris
les histoires exposées dans ces verrières.
Les vitraux de la cathédrale de Chartres culminent à plus de 30 mètres de hauteur, rendant leur lecture difficile depuis le sol.
Comment rendre accessibles des œuvres situées à plusieurs mètres de hauteur, composées de centaines de scènes et de symboles, sans modifier un monument historique qui est aussi un lieu de culte ? Cette question marque le véritable point de départ du projet. Les solutions habituellement utilisées dans les
musées ne pouvaient pas être transposées dans la cathédrale. Il fallait imaginer une autre approche.
Les premières pistes ont rapidement été écartées. Les audioguides existaient déjà, mais ils étaient réservés aux groupes. Un plan papier ne pouvait pas contenir les milliers d’informations nécessaires pour expliquer les 176 verrières de la cathédrale. Quant à la géolocalisation, elle était inadaptée : les vitraux sont très proches les uns des autres et souvent superposés sur plusieurs niveaux, ce qui empêchait une identification précise.
IMAGINER UNE AUTRE MANIÈRE DE DÉCOUVRIR LES VITRAUX
À cela s’ajoutait une autre exigence, pour les mêmes raisons : hors de question d’installer un équipement permanent ou de multiplier les QR codes devant les vitraux. Toute solution devait s’effacer devant le monument, tout en restant simple d’utilisation pour le visiteur.
Les visiteurs photographient naturellement les verrières avec leur téléphone, un usage qui a inspiré le développement de l’application.
C’est en observant le comportement du public qu’une nouvelle idée s’est imposée. Les visiteurs avaient déjà un réflexe : utiliser leur téléphone pour photographier les vitraux et zoomer sur les détails. Pourquoi ne pas partir de cet usage naturel ? Plutôt que de demander au visiteur de rechercher une information, l’application pourrait reconnaître automatiquement le vitrail qu’il regarde et lui donner immédiatement accès à son histoire. L’intelligence artificielle n’était pas une finalité, mais le moyen de créer un lien direct entre le visiteur et la verrière qui retenait son attention.
Encore fallait-il disposer des connaissances nécessaires pour concevoir un tel outil. Car une intelligence artificielle ne crée pas le savoir : elle exploite les informations qui lui sont fournies.
VINGT ANNÉES DE CONNAISSANCES AU SERVICE D’UN PROJET
Pour le Centre international du Vitrail, cette matière première est le fruit de vingt années de recherches consacrées aux vitraux de la cathédrale de Chartres. Études historiques, documentation photographique, publications scientifiques, colloques sur la conservation des vitraux, formation et médiation auprès du public ont progressivement constitué un corpus documentaire d’une richesse exceptionnelle.
L’une des premières décisions du projet a donc été de structurer cet ensemble de connaissances avant même de développer l’application. Une
base de données et un back-office ont été conçus pour organiser les images en haute définition, les fiches documentaires, les points d’intérêt et l’ensemble des informations expertes des siècles passés et de la recherche historique des temps modernes.
Le vitrail de Charlemagne est l’un des plus complexes de la cathédrale en raison de sa richesse iconographique et des variations de lumière.
Ce travail ne consistait pas seulement à rassembler des documents. Il fallait également les rendre accessibles à des publics très différents. La base de données a ainsi été pensée dès l’origine pour proposer plusieurs niveaux de lecture, du grand public aux spécialistes.
La rédaction des textes a mobilisé les ressources du Centre international du Vitrail. L’auteur a recherché un équilibre exigeant : conserver la rigueur scientifique tout en utilisant un langage compréhensible par tous.
L’auteur des textes, Félicité Schuler-Lagier, est guide-interprète depuis 20 ans à Chartres, au Centre international du Vitrail et à la cathédrale : diplômée de l’université d’Heidelberg, spécialiste des sciences du langage et de l’iconographie médiévale dans l’art du vitrail, elle enseigne au Centre international du Vitrail la lecture des vitraux et des images de la cathédrale, invitant à la connaissance historique, théologique, technique des œuvres dans leur relation à l’histoire culturelle et à l’art sacré. « Les couleurs des vêtements, leur longueur, les gestes, le décor, tout a un sens. L’application et la technologie aident à décoder et à comprendre un langage oublié ».
Le même principe a guidé le choix des points d’intérêt, les POI, qui jalonnent chaque verrière. Les vitraux de Chartres sont d’une telle richesse que presque chaque détail pourrait être expliqué. Les éléments les plus significatifs ont été retenus, afin d’accompagner le regard du visiteur sans le submerger d’informations.
DEUX FAÇONS D’ACCÉDER AUX VITRAUX
Une fois cette architecture en place, le développement de l’application pouvait commencer. Dès le départ, deux objectifs ont été définis. Le premier consistait à permettre au visiteur d’accéder immédiatement au vitrail qu’il observe dans la cathédrale. Le second devait offrir la possibilité de consulter les verrières depuis n’importe où, sans avoir recours à l’intelligence artificielle.
L’application permet d’accéder aux vitraux soit par reconnaissance automatique, soit grâce à un plan interactif de la cathédrale.
Dans la cathédrale, l’utilisation est volontairement simple. Après avoir
téléchargé l’application, le visiteur lance la fonction photo du smartphone, cadre le vitrail, puis prend une photographie. L’intelligence artificielle identifie d’abord la verrière correspondante avant d’afficher son image complète sur l’écran du téléphone.
L’utilisateur accède alors à une image en haute définition du vitrail. Son nom et son numéro apparaissent en tête de l’écran. En sélectionnant ce titre, il ouvre la fiche générale qui présente l’histoire de la verrière. Les points d’intérêt sont affichés directement sur l’image. Ils peuvent être masqués pour observer le vitrail dans son ensemble ou utilisés pour explorer son contenu. Un simple toucher sur l’un d’eux ouvre une photographie du détail sélectionné, ainsi que les explications correspondantes : description de la scène, personnages, symboles, couleurs ou inscriptions, références scripturaires, lecture de l’image.
En photographiant le vitrail de Notre-Dame de la Belle-Verrière, surnommée « la Joconde des vitraux », le visiteur peut sélectionner l’Enfant Jésus. L’application affiche alors une photographie de ce détail et explique la représentation : sa position de majesté, le nimbe crucifère qui entoure sa tête, le livre qu’il tient ouvert ainsi que la signification de l’inscription qu’il porte. En quelques secondes, un détail souvent invisible depuis le sol devient lisible et compréhensible.
L’intelligence artificielle n’est cependant pas le seul moyen d’accéder aux contenus. Un plan interactif en deux dimensions de la cathédrale permet également de consulter l’ensemble des verrières. En sélectionnant leur numéro sur le plan, l’utilisateur retrouve la même image en haute définition, les mêmes points d’intérêt et les mêmes contenus documentaires. Cette seconde approche permet de découvrir les vitraux en dehors de la cathédrale, de préparer une visite ou de prolonger celle-ci une fois rentré chez soi.
Ce double mode d’accès répond à une même logique. Dans la cathédrale, le visiteur part du vitrail pour accéder à l’information. À distance, il part du plan de l’édifice pour retrouver la verrière qui l’intéresse. Dans les deux cas, l’objectif reste identique : faciliter l’accès à la connaissance sans modifier l’expérience de visite. Une autre fonctionnalité caractérise la configuration technique de cette application : dès lors qu’elle est téléchargée sur le smartphone, tout le fonctionnement se fait hors ligne, que ce soit dans l’édifice ou dans n’importe quel lieu en dehors.
LE DÉFI DE L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE
Si le développement de l’application a été relativement rapide, l’entraînement de l’intelligence artificielle a représenté un défi d’une toute autre nature. Concevoir l’algorithme a demandé environ six mois. Son apprentissage à partir des données du Centre international du Vitrail s’est ensuite poursuivi pendant près de neuf mois.
L’enjeu dépassait la simple reconnaissance d’images de référence : l’IA devait identifier chaque verrière dans les conditions réelles de visite — malgré la diversité des smartphones, des angles de vue, des distances.
Pour y parvenir, une vaste campagne photographique a été menée dans la cathédrale. Plus de 6 000 photographies ont été réalisées. Certaines verrières ont été reconnues rapidement. D’autres ont nécessité plusieurs campagnes de prises de vue en raison de leur orientation, de la richesse de leur composition ou des variations de lumière.
Le vitrail de Charlemagne illustre parfaitement ce défi. Alors que les essais en laboratoire frôlaient la perfection sur ordinateur, la réalité du terrain s’est révélée brutale : lors des premiers tests in situ sur smartphone, le taux de reconnaissance s’effondrait à zéro. En cause ? Une lumière naturelle en perpétuelle évolution, la présence d’un contrefort modifiant l’éclairage, ainsi qu’une composition d’une densité et d’une richesse chromatique exceptionnelles qui désorientaient l’algorithme.
Plus de 300 photographies ont été nécessaires pour entraîner l’intelligence artificielle à reconnaître cette verrière de Charlemagne dans toutes les conditions de lumière.
Pour cette seule verrière, pas moins de vingt campagnes photographiques, représentant plus de 300 clichés sous tous les angles et à toutes les heures de la journée, ont été nécessaires. L’équipe a également dû annoter manuellement les images complexes pour apprendre à l’IA à repérer les détails les plus discriminants. Ce n’est qu’au terme de cet apprentissage sur mesure que l’application a enfin identifié le vitrail avec un niveau de fiabilité compatible avec une utilisation sur site, quelles que soient les conditions d’exposition.
Le premier test concluant dans la cathédrale reste un moment marquant pour Jean-François Lagier et Jean Touchard, responsables du projet. Lorsque l’application a reconnu correctement une verrière sur un smartphone, la preuve était faite que le principe fonctionnait. Cette satisfaction a cependant été de courte durée. L’équipe s’est immédiatement concentrée sur les vitraux qui posaient encore problème afin d’améliorer leur taux de reconnaissance. L’objectif n’était pas seulement de démontrer que l’intelligence artificielle était capable d’identifier un vitrail, mais de garantir son fonctionnement dans l’ensemble de la cathédrale.
DES ESSAIS AUX PREMIERS RETOURS
Lancée fin octobre 2025, « Lire les vitraux de Chartres » est aujourd’hui le premier outil au monde à utiliser l’intelligence artificielle pour ce type d’exploration patrimoniale. L’application est progressivement déployée auprès du public et a déjà fait l’objet de nombreux articles de presse. Si les retours sur les stores commencent à s’accumuler, les témoignages sur le terrain sont particulièrement enthousiastes.
L’application identifie automatiquement la verrière photographiée et donne accès à son histoire ainsi qu’à ses principaux points d’intérêt.
Les visiteurs soulignent d’abord la simplicité d’utilisation. « C’est bluffant ! Je pointais mon téléphone sur un vitrail et tout s’affichait aussitôt : les noms, les scènes, les explications. On apprend en s’amusant ». En quelques secondes, ils passent de l’observation d’un vitrail à la découverte de son histoire. Plusieurs expliquent avoir enfin compris des scènes qu’ils contemplaient jusque-là sans pouvoir les interpréter. D’autres indiquent que l’application les incite à prendre davantage de temps devant les verrières et à porter leur attention sur des détails qu’ils n’auraient jamais remarqués.
« C’est bluffant ! Je pointais mon téléphone sur un vitrail et tout s’affichait aussitôt : les noms, les scènes, les explications. On apprend en s’amusant ». En quelques secondes, ils passent de l’observation d’un vitrail à la découverte de son histoire.
LA RECHERCHE DES MOYENS FINANCIERS
L’application « Lire les vitraux de Chartres » est utilisable en accès libre et gratuit. Sa réalisation a nécessité d’importants moyens financiers, consacrés aux études et aux travaux de développement informatique, de développement des contenus, de traitement IA des vitraux, ainsi que des maintenances correctives et applicatives. Un montant total de plusieurs centaines de milliers d’euros a été entièrement collecté auprès de mécènes et de donateurs particuliers.
Le C.I.V. place l’art, la lumière, la connaissance et la pédagogie au cœur de l’expérience culturelle. Depuis plusieurs années une stratégie numérique est mise en œuvre, visant à valoriser et diffuser le patrimoine verrier de la cathédrale de Chartres de manière accessible, interactive et éducative. Ces projets numériques démontrent comment l’innovation technologique peut être mise au service de la culture, de l’économie de la connaissance et de la responsabilité sociétale, en ouvrant de nouvelles perspectives de médiations culturelles et de l’éducation pour tous. Ils illustrent également la volonté de concilier transmission du savoir, accessibilité universelle et exploration créative.
L’accessibilité pour tous les publics se devait d’être sans frein économique : aussi la gratuité a-t-elle été rendue possible par le financement du projet grâce aux mécènes et aux donateurs particuliers :
Caisse des Dépôts et Consignations
Fondation du Crédit Agricole Pays de France/Crédit Agricole Val de France
Association Chartres, sanctuaire du Monde
Fondation American Friends of Chartres
Donateurs particuliers sur la plateforme Hello Asso
Leurs contributions ont permis au C.I.V. de faire rayonner le patrimoine insigne de la cathédrale de Chartres et de démontrer que technologie et patrimoine peuvent se conjuguer pour servir une vision culturelle et éducative partagée, un engagement en faveur de l’accès pour tous à un univers d’excellence.
QUAND LA TECHNOLOGIE S’EFFACE DEVANT LE PATRIMOINE
L’application « Lire les vitraux de Chartres » est l’aboutissement de cette démarche. Elle montre qu’une technologie récente ne prend tout son sens que lorsqu’elle s’appuie sur des contenus et des connaissances solides et répond à un besoin concret. Ici, l’intelligence artificielle n’a pas été développée pour elle-même. Elle a été mise au service d’un patrimoine exceptionnel afin de permettre au visiteur de passer plus facilement de l’admiration à la compréhension.
Aujourd’hui, si cette même petite fille levait à nouveau les yeux vers un vitrail de Chartres, elle n’aurait qu’un geste à faire : sortir son téléphone. Gratuite, disponible sur l’
App Store et sur
Google Play, utilisable même sans connexion à l’intérieur de la cathédrale et accessible en français comme en anglais, l’application « Lire les vitraux de Chartres » tient cette promesse : redonner à chacun les clés du langage des images forgé il y a mille ans par de savants lettrés. Il ne reste plus qu’à lever les yeux.
