AST-RX : Scanner de pointe 3D

Installé dans les laboratoires de recherche du Muséum national d’Histoire naturelle et du CNRS, sur le site du Jardin des Plantes, ce scanner haute performance, dont le coût global s’élève à 876 000 €, permettra notamment de reconstituer en 3D des échantillons de sciences naturelles, de visualiser des fossiles inclus dans leur roche, de réaliser des dissections virtuelles… pour ainsi œuvrer à la valorisation et à la conservation des collections du Muséum et à l’excellence de la recherche. Grâce à cette nouvelle acquisition, le Muséum national d’Histoire naturelle, l’un des plus anciens organismes scientifiques français, et le CNRS démontrent leur dynamisme et se positionnent au centre d’un réseau de partenaires nationaux et internationaux.

Un équipement de pointe pour la recherche et la valorisation des collections

Baptisée « AST-RX », la plate-forme d’Accès Scientifique à la Tomographie à Rayons X hébergée au sein de l’UMS (2) CNRS / MNHN 2700 « Outils et méthodes de la systématique intégrative » a pour principal objectif de permettre la numérisation par microtomographie et nanotomographie de spécimens des sciences naturelles. En termes de recherche scientifique, les intérêts sont nombreux : reconstitutions en 3D aisément manipulables, études d’échantillons au grossissement souhaité, dissections virtuelles, accès à l’anatomie interne sans destruction, etc. Cet appareillage va donc contribuer de façon importante à la valorisation et à la conservation des collections du Muséum (parmi les plus importantes au monde). Les enjeux en termes de diffusion des connaissances sont tout aussi importants, que ce soit vis-à-vis des chercheurs, des enseignants ou même du grand public.

Un accès aux structures internes sans aucun dommage pour les échantillons

La microtomographie axiale à rayons X (ou en anglais CT Scan : Computerized Tomography Scanning) permet la numérisation, l’exploration et la modélisation 3D d’objets d’étude. L’intérêt principal de cet équipement est de visualiser à haute résolution l’ensemble des structures des échantillons, autorisant ainsi l’exploration de structures internes auparavant inaccessibles. De plus, la technologie utilisée est non destructive et non invasive, une caractéristique capitale pour l’étude des collections des sciences naturelles.

Un nouveau regard sur les collections historiques et diverses

Avec 68 millions de spécimens dans ses collections, le Muséum s’intéresse depuis plus de 300 ans à la diversité des matériaux terrestres et des êtres vivants, y compris celle des Hommes et de leur culture. Les activités de recherche consistent à s’investir dans une triple démarche :

1 • effectuer l’inventaire et la description de la biodiversité,

2 • comprendre cette diversité (évolution, développement et biologie des populations),

3 • analyser les relations complexes entre les Hommes et cette diversité.

Ce nouvel équipement permettra de développer l’ensemble de ces thématiques de recherche, en s’appuyant sur le matériel d’étude présent dans les collections du Muséum. Les spécimens scientifiquement importants, historiques, décrits et supposés bien connus, seront susceptibles de révéler de nouvelles informations lors de réexamens détaillés via ces nouvelles technologies d’imagerie.

Le Muséum, au cœur de la recherche internationale

Pour tous les domaines des sciences naturelles, les modèles digitaux pourront être exportés pour réaliser des modélisations scientifiques complexes qui seront étudiés et analysés simultanément par la communauté internationale via les réseaux informatiques, ou encore pour être physiquement reproduits, à volonté et à toute échelle de taille, par prototypage rapide sur imprimante 3D pour des finalités de recherche, de diffusion des connaissances, d’exposition ou d’enseignement. Accessible aux personnels des laboratoires mixtes Muséum/CNRS, la plate-forme sera également ouverte aux scientifiques et conservateurs externes désirant numériser des spécimens des collections du Muséum, ou extérieures, dans un but de recherche scientifique, de conservation, d’expertise, de formation et de diffusion des connaissances. Les capacités techniques et la largeur des champs d’applications font de cet équipement d’imagerie le plus performant dans le monde des sciences naturelles. Fort de l’expérience et des compétences de plusieurs chercheurs utilisant déjà les méthodes d’imagerie, le Muséum national d’Histoire naturelle et ses partenaires se placent désormais, grâce à cette acquisition, dans une situation privilégiée pour devenir incontournables dans l’utilisation et l’exploitation des technologies de l’imagerie 3D.

Les projets de recherche

Les projets de recherche des différentes équipes du Muséum et du CNRS concernées par l’utilisation d’un CT Scan conventionnel sont nombreux et de thématiques diverses. Les riches et vastes collections d’invertébrés, de vertébrés, de végétaux (actuels et fossiles), d’anthropologie (collections du Musée de l’Homme), de géologie, et de météorites sont parmi les plus sollicitées pour des études par microtomographie. Récemment, grâce à cette technique d’exploration et à la lumière synchrotron, un cerveau de 300 millions d’années, appartenant à un poisson proche des requins et des raies, a été mis en évidence par des scientifiques du Muséum et du CNRS (Pradel et al. 2009). C’est la première fois qu’un cerveau fossilisé si ancien est découvert. Ce cas de conservation exceptionnelle ouvre la voie à de futurs travaux de recherche en particulier pour visualiser des structures fines auparavant non révélées par les techniques optiques classiques. Les champs d’investigation sont immenses. Les chercheurs ont aujourd’hui accès aux structures internes de leur matériel d’étude de manière totalement non invasive. Les exemples de recherche nécessitant un accès à la tomographie sont donc multiples : étude de la structure endocrânienne des mammifères fossiles, étude de la morphologie interne et de l’évolution des crânes d’homininés, études d’insectes fossiles inclus dans l’ambre et des gangues rocheuses, étude de l’anatomie et de la morphologie des tissus biominéralisés, études des structures squelettiques en mouvement,…

Ce scanner haute performance a été acquis grâce aux efforts conjoints du Muséum, du Conseil Régional d’Ile-de-France, de la Fondation Simone et Cino del Duca – Institut de France et du CNRS. Son coût global s’élève à 876 000 €.

Notes :

(1) La tomographie par absorption de rayons X est une technique non destructive permettant la visualisation d’images «en coupe» d’un objet en trois dimensions
(2) Unité mixte de service

Source : communiqué de presse du CNRS