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Une vertèbre de dinosaure répliquée par impression 3D

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Pour identifier un fossile sans avoir à l'extraire de sa gangue minérale, des chercheurs allemands ont eu l'idée de le scanner, puis de l'imprimer en 3D. Leur protocole a parfaitement fonctionné, ce qui leur a permis d'identifier un corps vertébral de platéosaure, un dinosaure herbivore du Trias. Ils pourront ainsi trier plus facilement des collections qui ont été ensevelies à Berlin lors d'un bombardement survenu en 1944.

Les platéosaures, dont un squelette est présenté ici, sont des dinosaures herbivores qui mesuraient jusqu'à sept mètres de long, pour un poids de quatre tonnes. Des restes fossiles leur appartenant ont été trouvés en Allemagne, en France, au Groenland et en Suisse. © Radiological Society of North America

Durant leurs excavations, les paléontologues découvrent régulièrement des fossiles relativement fragiles, mais enchâssés dans des roches pour le moins solides. Pour dégager au mieux leurs trouvailles, en réduisant le plus possible le risque de les endommager ou de les détruire, ils n'ont alors pas d'autre choix que de découper un bloc autour de l'objet désiré et de le rapporter en laboratoire après l'avoir protégé, par exemple au moyen d'une coque en plâtre. C'est ainsi que de nombreuses institutions accumulent depuis des décennies des fossiles précautionneusement étiquetés inclus dans leur gangue minérale.

L'une d'elles n'est autre que le musée d'histoire naturelle de Berlin, dont l'édifice a été partiellement détruit en 1944 par un bombardement. De nombreux fossiles non préparés se sont alors retrouvés ensevelis sous les décombres, perdant au passage leur identité à cause de la disparition des inventaires ou de leurs étiquettes. Ces restes paléontologiques ont depuis été récupérés, mais le personnel du musée a du mal à les trier et les identifier sans devoir les préparer, ce qui est assez chronophage. Cependant, des chercheurs et collaborateurs de l'institution menés par Ahi Sema Issever pourraient avoir trouvé la solution pour remédier au problème.

Dans la revue Radiology, ils décrivent comment ils sont parvenus à scanner en trois dimensions un fossile inconnu inclus dans un bloc de roche sédimentaire... avant de l'imprimer pour l'étudier sans risquer d'endommager l'original.

À gauche, un bloc de roche enrobé de plâtre qui contient un fossile. Il a été scanné à l'aide d'un CT-scan, puis imprimé en trois dimensions. Cette réplique est présentée à droite. © Radiological Society of North America

Le corps vertébral d’un platéosaure imprimé en 3D

Le fossile a été numérisé à l'aide d'un CT-scan multicoupe doté d'une rangée de 320 détecteurs, sachant que l'os fossilisé absorbe les rayons X différemment de la roche environnante. D'après les images obtenues, il s'agirait d'un corps vertébral de platéosaure, un dinosaure herbivore qui a vécu au Trias supérieur voici 221 à 219 millions d'années. Le bloc aurait donc été extrait d'une mine de glaise située au sud d'Halberstadt (land de Saxe-Anhalt, Allemagne) entre 1910 et 1927, si l'on en croit d'anciens documents de fouilles consultés par les scientifiques après l'identification.

Plusieurs fractures sont apparues sur les images, ainsi qu'un fragment d'os séparé du reste de la vertèbre au niveau de son bord antérieur. Ces détails démontrent que le CT-scan peut être utilisé pour étudier l'intégrité d'un fossile avant son éventuel dégagement. D'ailleurs, pour éviter d'avoir à le préparer et ainsi risquer de le casser, les chercheurs ont utilisé le frittage sélectif par laser pour le reproduire strate par strate en trois dimensions. La réplique ainsi imprimée a également présenté les détails des fractures, preuve s'il en est qu'elle est fidèle à l'original. Ainsi, elle pourra faire l'objet d'études et analyses plus approfondies.

Cette technologie pourrait rapidement se développer dans le monde de la recherche, notamment parce que son coût ne cesse de diminuer. Par ailleurs, la possibilité de répliquer numériquement (image tridimensionnelle) ou matériellement (impression 3D) divers fossiles à souhait, y compris les plus rares, permettrait à un plus grand nombre de spécialistes de les étudier simultanément et sans avoir à se déplacer sur le lieu de leur conservation. Finalement, cette technologie non destructive faciliterait l'acquisition de fossiles emblématiques par des musées ou des écoles. Elle semble donc promise à un bel avenir.

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