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La tomographie à travers l'Histoire

par Maéva le 09 avr. 2024 à 14h14

La tomographie au service de l’Histoire. L’histoire naturelle et celles des civilisations a toujours été source de fascination pour les petits et les grands. De la découverte d'espèces éteintes à l'analyse détaillée d'objets façonnés par les premières civilisations humaines, la tomographie est devenue une clé essentielle à la compréhension et la préservation de notre patrimoine culturel et historique.  

L'Histoire aux rayons X
Grâce à la tomographie, musées, paléontologues et archéologues disposent aujourd'hui d'un outil extraordinaire, capable de révéler les secrets les plus enfouis de notre Terre afin de mieux comprendre notre passé et pouvoir en tirer des connaissances importantes pour notre futur. 


Pouvoir étudier fossiles, objets antiques, matières organiques de manière non destructive, c’est pouvoir étudier des éléments de notre passé qui sont encore pris au piège d’une roche, de bandages, c’est mettre en avant un pan de notre histoire qui était jusque là encore un mystère. Et c’est aussi offrir au travers des musées, la possibilité au plus grand nombre d’en profiter et de s’instruire grâce à une pédagogie plus interactive.
 
La tomographie par rayons X est une technique d'imagerie non destructive qui utilise les rayons X pour produire des images détaillées et tridimensionnelles permettant aux scientifiques et aux musées d'examiner structures internes et caractéristiques cachées sans endommager les spécimens. La tomographie à rayons X est un outil précieux pour les historiens, chercheurs et les musées, car elle permet de mieux comprendre la vie des civilisations avant nous.
 
Immersion au coeur de l'Histoire avec la tomographie !  

tomographie et specimens historiques

La tomographie permet de pénétrer à l’intérieur et d’examiner en profondeur roches, objets, fossiles, coraux, momies afin de savoir leur histoire, de déterminer un environnement, une époque, ce qui a pu arriver et pourquoi pas émettre des hypothèses pour l’avenir.
 
Mais certains fossiles sont par exemple toujours pris dans de la roche, certaines espèces sont conservées dans du formol, momifiés, ou sont très fragiles, c’est pourquoi utiliser la tomographie et obtenir un rendu coupe par coupe, ou en 3D s’avère être une solution innovante pour découvrir des secrets d’histoire et même redonner vie à des choses et organismes disparus depuis des milliers / millions d’années.
Si la radiographie par rayons X existe depuis de nombreuses, les techniques d’imageries numériques 3D sont plus récentes, permettant une nouvelle approche du travail de recherche, de conservation, et de transmission du savoir.

Serpent en Modèle 3d par the royal belgium institute of natural sciences

Grass Snake Skull Anatomy by Royal Belgian Institute of Natural Sciences on Sketchfab

La tomographie pour une étude de la paléontologie

La géologie et en particulier la paléontologie nous permettent de s’imaginer le passé de la Terre et nous fournit des éléments passionnants sur les différents changements survenus sur la planète durant des millions d’années. De l’espèce disparu, aux objets du passé, de nombreux signes permettant d’envisager une vie passée, sur une planète à la faune et la flore sensiblement différent à ce que nous connaissons aujourd’hui.
Au-delà des fossiles et de corps momifiés pour lesquels on entend souvent parler de l’utilisation de CT scan, la tomographie permet d’inspecter de nombreuses traces du passé comme : du mobilier, armes, papiers, des objets où la corrosion les a transformés au fil des millénaires, des couches sédimentaires, des tissus, ou encore des pièces /morceaux de vie, enfermées dans des blocs où il serait en temps normal impossible d’analyser sans causer des dégâts. Il est aujourd’hui possible de passer au travers, de voir l’invisible et surtout de reconstruire en 3D de façon presque plus réelle et tout cela sans porter atteinte à ces éléments de notre passé.
 
Ici l'on peut découvrir un ancien bâton d'environs 20cm qui a été découvert dans l'abri Laugerie Basse, sur le site paléolitique de Eyzies de Rayac-Sireuil, en Dordogne. Ce baton a été sculpté dans du bois de rennes il y a environs 15.000 ans. 
 
C'est grâce au Muséum National d'Histoire Naturelle qui utilise 2 tomographes dont un EasyTom S 150kV EasyTom S 150kV permettant des analyses microfoyer nomé "ID-FIX" que de nombreux éléments des collections du musée peuvent être exploitées.

Des applications concrètes et fascinantes abondent :

 
  • Étude de la structure interne d’ossements et fossiles : pour identifier des pathologies, des traces de blessures ou d'usure, éclairant ainsi les modes de vie et les conditions de santé des populations anciennes.

  • Analyse de la composition des matériaux : permet de décrypter les techniques de production et les routes commerciales de l’époque. Mais aussi pour identifier selon des caractéristiques précises l’origine géographie des objets et/ou de ses matériaux.

  • Révélation de structures internes cachées : grâce à la vision coupe par coupe il est possible de découvrir la structure interne des sculptures, des poteries ou des outils, apportant des informations sur leur fonction et leur symbolique.

  • Examen de l'état de conservation : des artefacts et identification des zones de fragilisation, permettant de mettre en place des mesures de restauration préventives.

  • Suivi de l'évolution des vestiges : La micro-tomographie permet de comparer des scans d'un même objet à différents moments, offrant un suivi précieux de son évolution et de sa dégradation.

Tomographie Amenothep 1er

Quand un Pharaon se révèle : Amenhotep 1er

Pour imager un peu plus l’utilisation de la tomographie, un exemple très parlant dans le monde historique, est l’exemple de la momie royale du Pharaon d’Amenhotep 1er qui a pu être reconstituée sans bouger de son sarcophage et ainsi en conservant l’intégrité de la momie, car le contact de l’air et / ou l’action humaine peuvent endommager gravement ce processus de conservation (Toutankhamon quand Howard Carter en 1925 a voulu « déballer » la momie.
Les améliorations des logiciels de post traitement des images acquises par tomographie, notamment la segmentation, ont permis de reconstruire le visage du pharaon, analyser l’état de ses dents, os, l’état de la momification etc. afin de déterminer son âge, son état de santé et son état de conservation.
Il en ressort d’après Sahar Saleem, experte en radiologie et paléo-radiologie que « Le scanner tridimensionnel a révélé que le jeune roi de trente-cinq ans était en bonne santé avant sa mort, qu’il ressemblait beaucoup à son père avec « un menton et un petit nez étroit, des cheveux bouclés et des dents supérieures légèrement saillantes ».
 
Tout ça grâce à la tomographie.
 
L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique ouvrent ainsi la voie à des analyses plus automatisées et à la création de modèles 3D interactifs, permettant une nouvelle expérience plus immersive et une pédagogie inédite et démocratisée.  
 
Photo : Reconstitution 3D de la tête d’Amenhotep Ier, grâce à un scanner de tomographie assistée par ordinateur (CT). PHOTOGRAPHIE DE SAHAR SALEEM 


L'implication des musées : conservation et pedagogie

La raison première des musées est de rassembler, sauvegarder et partager avec les visiteurs, les chercheurs etc… des pans de notre histoire.
L’expérience de la visite au musée et la transmission du savoir sont en train d’évoluer, apportant plus d’interactivité grâce à l’utilisation de la micro-tomographie dans les recherches et la préservation des œuvres d'art.
Avec les avancées technologiques, notamment la tomographie, il est maintenant possible d’explorer en détail, à volonté et sans causer de dommages des structures internes de fossiles, artefacts, pièces d’art, ou encore instruments. Les musées peuvent ainsi désormais proposer une expérience immersive et pédagogique en lien avec une époque beaucoup plus connectée.
 
« On touche avec les yeux » est maintenant révolu. Cette nouvelle dimension pédagogique et ludique est rendue possible par la visualisation en 3D haute résolution que fournit la tomographie et les rayons X. Les images capturées peuvent être utilisées pour créer des répliques exactes des pièces explorées, permettant ainsi une manipulation sans risque de dégradation. De plus, ces données numériques ouvrent la porte à des applications interactives, comme des visualisations en réalité augmentée ou virtuelle, où visiteurs, écoliers, parents, chercheurs etc… peuvent, par exemple, assembler virtuellement un vase antique ou "voyager" à l'intérieur d'un crâne de dinosaure.

Bienvenue au Muséum National d'Histoire Naturelle

 
Le Musée National d’Histoire Naturelle de Paris travaille énormément à la préservation et la numérisation de ses collections. Le site dispose de 2 tomographes, dont l’EasyTom S 150 kV de chez RX Solutions. Le projet AST-RX du MNHM est de permettre la numérisation par micro-tomographie de spécimens des sciences naturelles afin d’œuvrer à l’étude, la valorisation, la formation et à la conservation des collections du MNHN. Les tomographes sont accessibles aux scientifiques, et aux conservateurs externes.
 
Cette approche fait non seulement évoluer la conservation et l'étude des artefacts mais permet une pédagogie accrue et une expérience optimisée pour les visiteurs, rendant l'apprentissage beaucoup plus interactif et permettant ainsi aux lieux culturels d’attirer de nouveaux publics tout en enrichissant l’expérience.
Le projet AST-RX a permis la création d’une plateforme nommée « le cabinet des curiosités 3D » il s’agit d’une galerie virtuelle où tout le monde peut consulter de manière interactive de nombreux travaux issus des collections du MNHM et ainsi découvrir de nombreux spécimens grâce à des vues de coupes dans différents axes, mais aussi explorer les rendus 3D des scans.
 
Dans une perspective de valorisation des collections naturalistes françaises, le projet « e-col+ » a vu le jour. Piloté par le Muséum et impliquant 9 autres institutions françaises, ce projet a pour but de produire et mettre à disposition des modèles 3D d'une diversité d'espèces animales actuelles et passées présentes dans les collections françaises. Ceci afin d’offrir de nouvelles opportunités de recherche dans de nombreux domaines tout en répondant aux enjeux de la conservation et valorisation.
Visualisez ici un cnidaire scléractiniaire, autrement appelé : corail ! Les coraux sont des organismes qui se composent de petits animaux; polypes et qui sécrètent du carbonate de calcium afin de former la structure minéralisée du corail. Ici la tomographie par rayons X permet de modéliser les polypes dans le corail. Ils ont forés le corail et grandi à l'intérieur en même que le corail se développait.
Ainsi, grâce à la micro-tomographie, l'histoire n'est plus simplement racontée ; elle est reconstruite, visualisée et expérimentée, offrant une compréhension plus profonde et une appréciation accrue de notre patrimoine culturel, naturel et historique.
 
Le point fort de la tomographie étant l’analyse non destructive, cela en fait une technologie importante pour la préservation et la protection de notre histoire.
En conclusion, la tomographie à rayons X est une technologie en pleine expansion, permettant des applications qui ouvrent de nouvelles perspectives aussi bien pour les chercheurs, que les musées et conservateurs et offrant une expérience repensée.

Momie de faucon

Tomographie d'une momie de faucon. Le faucon reprèsente pour l'Egypte antique la vaillance, la loyauté et la fidélité familiale. Il est le garant de l'harmonie universelle.
Les équipes de RX Solutions ont eu l'opportunité de réaliser une tomographie par rayons X. Découvrez le rendu par étapes.  

Rendu 3D momificaction faucon

Radiographie momie faucon

Rendu tomographique momie de faucon

Momie de faucon

Tomographie d'une momie de faucon. Le faucon reprèsente pour l'Egypte antique la vaillance, la loyauté et la fidélité familiale. Il est le garant de l'harmonie universelle.
Les équipes de RX Solutions ont eu l'opportunité de réaliser une tomographie par rayons X. Découvrez le rendu par étapes.  

Rendu 3D momificaction faucon

Radiographie momie faucon

Rendu tomographique momie de faucon

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