La tomographie assistée par ordinateur (TAO) pour la recherche scientifique et la préservation numérique des valeurs Les chercheurs de l'Université Eötvös Loránd et du Musée hongrois d'histoire naturelle collaborent avec ZEISS Hongrie pour préserver les valeurs du passé et du présent grâce aux technologies numériques.

Souris bouleau dans le système CT

M. Csaba Kiss, étudiant en doctorat de l'Université Eötvös Loránd, et le Dr Tamás Cserkész, chercheur au Musée d'histoire naturelle de Hongrie et superviseur du projet, ont déclaré: "Les souris bouleau que nous étudions sont de petits rongeurs ressemblant à des souris. Leurs premiers ancêtres vivaient probablement sur le plateau himalayen il y a environ 17 millions d'années, puis ils se sont répandus dans les steppes d'Amérique du Nord et d'Eurasie. Cependant, pendant ces longs millions d'années, leur morphologie, comme la forme de leur crâne, est restée inchangée, ce qui signifie que nous pouvons les considérer comme un fossile vivant". Leur forme ne semble pas avoir changé. Les chercheurs ont cependant trouvé des différences assez importantes dans leur matériel génétique, c'est-à-dire dans la séquence d'ADN. Le crâne reconstruit, créé à l'aide du MÉTROTOM ZEISS CT, est d'une grande utilité pour la compréhension de cette apparente fixité morphologique. Les chercheurs ont reçu un soutien technique considérable non seulement de leur propre institut, le Musée hongrois d'histoire naturelle, mais aussi du Musée national d'histoire naturelle de l'Académie nationale des sciences d'Ukraine et du Smithsonian Institute de Washington, qui ont mis leurs collections à leur disposition.
De plus, ils ont envoyé les échantillons soigneusement emballés aux chercheurs à Budapest. La collection de Washington présente de véritables raretés, c'est-à-dire des espèces dont aucun autre musée ne possède le spécimen. C'est le cas de la Kashmir Burch Mouse, qui a été décrite (et dont quelques spécimens ont également été collectés) il y a 100 ans. Cependant, personne ne les a rencontrés depuis.

Histoire de réussite 
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ZEISS a toujours fortement soutenu les solutions nouvelles et le fabricant a donc été heureux de participer à un projet de recherche inhabituel". 

Mais pourquoi ces petites souris de bouleau sont-elles importantes pour les chercheurs hongrois?
Il existe une espèce de souris de bouleau en Hongrie, la souris de bouleau hongroise (Sicista trizona), qui est l'un des joyaux les plus importants et les plus précieux de la faune hongroise et des activités de protection de la nature. Les chercheurs hongrois ont d'abord étudié cette espèce, puis ils ont collecté des matériaux comparatifs en Ukraine, en Russie, au Kazakhstan pour des études sur la taxonomie et la biologie de l'évolution pertinentes ; finalement, ils sont arrivés au point le plus éloigné du continent, Vladivostok, et même plus loin, l'île de Sakhaline.
En plus de clarifier la situation en termes de taxonomie et de biologie de l'évolution, les données générées par la tomographie assistée par ordinateur peuvent également être utilisées à d'autres fins, car le scanner peut générer des images très précises non seulement des surfaces externes des crânes, mais aussi de leur intérieur. "La forme et la configuration du crâne cérébral nous permettent de déterminer le degré de développement de chaque zone du cerveau, la taille et le volume total du cerveau, qui, dans le cas de l'homme, a triplé en 3,5 millions d'années. Sur la surface extérieure, les insertions des muscles et leur taille nous révèlent des informations sur les différents régimes alimentaires des souris. Les dents sont cependant tout aussi instructives. Les images CT constituent donc une source de données presque inépuisable, et nous sommes sûrs que l'étude des souris bouleau n'était qu'une première étape, et avec le ZEISS METROTOM, nous analyserons également d'autres groupes d'animaux dans le futur".

Après la consultation entre les chercheurs et les professionnels du ZEISS à l'automne dernier, les mesures ont commencé sous la direction de M. Levente Huszár, ingénieur d'application senior, en janvier 2019. Dans le cadre des mesures, les chercheurs ont généré des images de reconstruction crânienne de haute précision à partir des échantillons en les balayant aux rayons X avec le système ZEISS METROTOM CT. La procédure avait pour but de numériser l'échantillon biologique à l'aide d'un CT et de générer un modèle virtuel 3D extrêmement précis de celui-ci. Les plages de mesure et les méthodes d'imagerie du CT sont, en termes de vitesse et de précision, sans comparaison avec les techniques de mesure conventionnelles. "Étant donné que nos échantillons sont très minuscules et incroyablement vulnérables, ces analyses CT nous ont permis d'étudier les parties les plus infimes du crâne de manière précise et sûre. De plus, nous avons pu étudier la structure interne cachée des échantillons de manière non destructive et non dommageable.


Perspectives : Échantillons numériques et collections de musée
La plupart des collections des musées d'histoire naturelle du monde entier ne sont accessibles qu'aux chercheurs. Les spécimens rares qu'ils conservent peuvent souvent être étudiés en personne et avec un permis ou empruntés uniquement dans des cas particuliers. Mais que faire si l'étude sur place n'est pas possible ou si l'échantillon ne peut être envoyé par la poste ? L'emprunt numérique, disponible aujourd'hui dans certains instituts, est une bonne solution à ces problèmes. Les musées participants pourront à l'avenir utiliser les données des échantillons numériques préparés aujourd'hui. Bien que la "base de données numérique" hongroise soit encore un concept expérimental réservé aux professionnels. Si elle devenait réalité, la Hongrie pourrait également se joindre à cette initiative internationale. Les échantillons originaux et précieux n'auraient pas besoin d'être exposés aux risques du transport, et la détérioration potentielle causée par le déplacement serait également évitée. Les données numériques simplifieraient non seulement le travail des chercheurs, mais pourraient également être utilisées dans l'éducation et la vulgarisation scientifique. De plus, les technologies actuelles permettent également de recréer ces échantillons, en plusieurs agrandissements de la taille originale, avec une imprimante laser 3D. Les dernières réalisations technologiques ont donc un rôle à jouer dans les musées qui conservent et exposent les valeurs du passé et du présent.

Nous sommes convaincus que l'étude des souris bouleau n'était qu'une première étape, et avec le ZEISS METROTOM, nous analyserons également d'autres groupes d'animaux à l'avenir".

M. Gravera et son équipe mesurent les principaux composants de la boîte de vitesses pendant la production : à la fin de ce processus, 100 % de la boîte de vitesse est mesurée au banc d'essai. Les composants du fournisseur sont également soumis à un contrôle d'acceptation dans la salle de mesure en premier lieu. Car lorsque les 48 dents rondes glissent à travers le porte-dents, la plus grande précision, de l'ordre du millième de millimètre, est requise. Et pas seulement là : pour que tout s'enclenche parfaitement, tous les composants de la boîte de vitesse doivent être fabriqués avec une grande précision. Pour répondre à ces exigences de précision, l'équipe de Gravera utilise ZEISS PRISMO ultra et un SURFCOM NEX pour les mesures. L'appareil de mesure des coordonnées a une erreur de mesure de longueur de seulement 0,5 + L/500 micromètres. Cependant, pour fournir des valeurs de mesure aussi précises, l'appareil de mesure impose des exigences élevées en matière de conditions environnementales. Les fluctuations de température provoquent la dilatation ou la contraction des matériaux. Plus un instrument de mesure est précis, plus il faut tenir compte des fluctuations de température. La température de référence de mesure pour un ZEISS PRISMO ultra doit être maintenue dans une plage de 20 à 22 °C, tandis que les erreurs par heure ou par mètre ne sont autorisées que dans la plage de 0,5 K

Mr Gravera savait donc dès le départ que la nouvelle salle de mesure devait être équipée d'un système de contrôle de la température. Avec TEMPAR de ZEISS, Mr Gravera a trouvé un système qui pouvait faire beaucoup plus que simplement mesurer la température. "Il était très important pour moi de disposer d'un système qui mesure la température 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, la surveille et, surtout, l'enregistre de manière traçable. Neuf capteurs sont répartis de manière homogène autour de la machine de mesure des coordonnées et enregistrent les plus petites variations de température. Mr Gravera peut toujours visualiser l'ensemble les valeurs sur une console, y compris la classe de la salle de mesure selon les normes allemandes VDI/VDE 2627. "Notre objectif est de faire en sorte que la salle de mesure réponde toujours aux exigences de la classe de qualité 2", explique Mr Gravera. "Dès mon premier séminaire de métrologie, le conférencier nous a dit que la température avait la plus grande influence sur le résultat des mesures. C'est pourquoi il est très important pour moi, à un niveau personnel, que nous maîtrisions absolument ce paramètre".

5 sept. 2018