La tomographie comme outil de la paléontologie

Résurrection d’un rhinocéros préhistorique

17 mai 2006 | REMIGIUS NIDERÖST

Les trouvailles inhabituelles demandent parfois des méthodes elles aussi inhabituelles. C’est ainsi qu’un tomographe de l’Empa, qui sert normalement pour l’examen de pièces de machine, peut aussi servir à scanner le crâne pétrifié d’un rhinocéros préhistorique. Avec les données ainsi obtenues, les paléontologues du Musée d’histoire naturelle de St-Gall ont pu reconstituer le crâne et la mâchoire de ce pachyderme préhistorique.

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Le tomographe de l’Empa a permis de reconstituer le crâne fossilisé d’un rhinocéros préhistorique, sans que ce fossile ne soit détruit.

A première vue le bloc que tient dans ses mains le chercheur de l’Empa Alexander Flisch semble être un bloc de roche. A le regarder de plus près on reconnaît toutefois dans la roche sédimentaire claire les restes noirs d’un crâne de rhinocéros fossilisé. Même les dents se distinguent encore. Elles appartiennent au maxillaire supérieure d’un rhinocéros préhistorique qui a vécu dans notre pays il y a plus de 18 millions d’années. Un ouvrier a découvert ce crâne fossile par hasard il y a quelques années dans un bloc de molasse entreposé depuis longtemps sur le terrain d’une carrière à Uznach dans le Canton de St-Gall. Au début de l’année passée, cette trouvaille rare est devenue la propriété du Musée d’histoire naturelle de St-Gall qui l’a envoyée à l’Empa à Dübendorf pour effectuer une tomographie. Là ce crâne a été «radiographié» en détail durant quelques semaines.

 
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Le tomographe à rayons X de l’Empa a été détourné de son utilisation usuelle pour l’examen du crâne fossilisé d’un rhinocéros préhistorique.
  Reconstitution du crâne sur ordinateur
Placé dans un cylindre de verre, ce crâne d’une hauteur de 45 cm passe et repasse lentement devant le tube à rayons X dont les rayons traversent les 22 cm de molasse. En environ 11 minutes, on obtient une image en coupe du crâne de ce rhinocéros préhistorique, pour ainsi dire une coupe virtuelle à travers les os de ce crâne.
 

Au total 920 de ces images ont été enregistrées, toujours à un espacées d’un demi millimètre. A partir de cette énorme quantité de données, l’ordinateur reconstitue un modèle tridimensionnel du crâne sur son écran. On peut ainsi assister en quelque sorte à la résurrection d’un rhinocéros préhistorique, le crâne pouvant être observé sur toutes ses faces. Pour Urs Oberli, préparateur en paléontologie, les images et les données fournies par le tomographe constituent la base pour la confection d’un modèle physique parfait. «Le grand avantage de cette méthode d’examen est qu’elle ne détruit pas le crâne original» déclare ravi Toni Bürgin, directeur du Musées d’histoire naturelle de St-Gall.

Un développement plus rapide des produits grâce à la tomographie industrielle
L’Empa est la seule adresse en Suisse pour la radiographie de crânes fossiles. «Les tomographes dont sont équipés les hôpitaux suisses sont trop faibles pour cela» déclare Alexander Flisch. Le tomographe industriel de l’Empa avec ses 450 kV est trois fois plus puissant que les appareils médicaux et il fournit des images nettes, même sur un bloc de pierre de 20 cm d’épaisseur. C’est aussi pourquoi l’Empa l’utilise de temps en temps à des fins archéologiques ou paléontologiques, par exemple pour permettre à des spécialistes de voir l’intérieur d’œufs de dinosaures fossiles. Passer des fossiles au scanner, c’est une diversion amusante, déclare Flisch, car normalement il examine des prototypes de pièces de machines. Cette technologie a été développée dans le cadre du projet UE FATIMA et elle permet aux entreprises de raccourcir la durée de développement de leurs produits. Les données que fournit le tomographe permettent de produire un modèle de surface tridimensionnel. Ce modèle est alors comparé avec celui fourni par le programme de conception assistée par ordinateur (CAO) pour déceler les différences éventuelles. Il est ainsi possible de procéder rapidement aux modifications du modèle CAD ou du moule de coulage, sans que le prototype doive être détruit.
Cette méthode est sans cesse perfectionnée. Actuellement l’Empa construit un tomographe qui sera capable de fournir une image en coupe dix fois plus rapidement. Un avantage important pour les applications industrielles – le rhinocéros préhistorique n’est lui par contre pas pressé. Son crâne fossilisé a déjà survécu à 18 millions d’années.

Contact

Alexander Flisch, Empa, Lab. Electronique/technique de mesure/fiabilité, Tél. 044 823 45 67,

Dr. Toni Bürgin, Directeur du Musée d’histoire naturelle de St-Gall, Tél. 071 242 06 70,

Urs Oberli, préparateur en paléontlogie, Tél. 071 245 51 56, oberliurs@gmx.ch

Rédaction

Remigius Nideröst

 

Une émission TV: La télévision alémanique SF1 montrera le jeudi 18 mai 2006 à 21.05 heures dans son émission «Menschen, Technik, Wissenschaft» (MTW) une contribution sur ce fossile.