Paris, le 24 août 2022

Des chercheurs australiens ont étudiés 86 espèces d’oiseaux conservées dans plusieurs musées afin de mesurer comment leur corps a évolué au cours du siècle dernier en réponse au réchauffement climatique. Les données délivrées par les scanners ont permis aux chercheurs de démontrer que la taille du bec des oiseaux étudiés a augmenté de 4 % à 10 % environ.

Un des effets les plus étonnants du réchauffement climatique se produit depuis plusieurs décennies : de multiples espèces d’oiseaux dans le monde réagissent à la hausse des températures en « se métamorphosant », soit en modifiant leurs bec, pattes et autres appendices, dans un effort désespéré pour s’adapter et survivre.

En examinant de plus près comment la nature a équipé les oiseaux pour réaliser cet impressionnant exploit de thermorégulation, le bec est une des parties les plus efficaces du thermostat corporel de l’oiseau. Cet organe vivant, extrêmement vascularisé, riche d’un réseau ramifié de vaisseaux sanguins, peut faire affluer davantage de sang vers son bec la nuit, dispersant ainsi la chaleur corporelle excédentaire et diminuant sa température à un niveau plus propice au sommeil.

Les secrets de la métamorphose aviaire révélés par la technologie 3D

L’étude menée par la doctorante Sara Ryding de l’université Deakin, à Melbourne met en lumière près de 6 000 oiseaux représentant 86 espèces différentes, réparties à travers 10 ordres d’oiseaux.

Afin d’atteindre le niveau de précision le plus élevé, l’université a contacté le partenaire local de la société Artec 3D, Objective3D et a choisi le scanner Artec Space Spider, un scanner 3D portable de qualité métrologique très utilisé par les chercheurs et autres professionnels du monde entier, aux exigences strictes en matière de précision et de résolution.

La méthode traditionnelle de détection de la métamorphose des oiseaux exige le recours à des pieds à coulisse numériques afin de calculer la longueur, la largeur et la profondeur du bec des oiseaux. Ces dimensions sont ensuite intégrées à une équation qui donne aux chercheurs la superficie d’un cône de la même taille que le bec.

«Je m’intéresse à des oiseaux très différents, des canards aux passereaux, en passant par les rapaces… Quand vous étudiez des espèces aussi diverses, vous rencontrez obligatoirement des formes de becs très variées. Voilà pourquoi je pense que le scan 3D convient bien mieux à ce genre d’application, car il permet de numériser toute l’anatomie de surface organique, sans rien laisser de côté.» commente Sara Ryding.

Lors de ses journées de scan, la chercheuse se rend dans différents musées en ayant en tête une ou plusieurs espèces bien précises. Elle trouve ces espèces et commence à chercher celles à scanner, en fonction de l’année où le spécimen a été recueilli, de l’endroit où il a été trouvé, etc.

Quand les oiseaux sont petits, elle peut en scanner de 40 à 50 en une après-midi. Pour les oiseaux de plus grande taille, 30 à 40 est un objectif plus réaliste.

Des données 3D fiables qui éclipsent les mesures manuelles

La méthode de scan est simple : l’oiseau est positionné sur le dos sur un plateau tournant. Puis, en faisant tourner lentement ce dernier, il est scanné en numérisant toute l’anatomie essentielle du bec en un seul balayage. Environ deux minutes sont nécessaires pour obtenir un scan ultra précis, avec une myriade de possibilités.

« Space Spider numérise chaque creux et courbe de l’anatomie du bec, ce qui permet de déterminer précisément la superficie du bec, au millimètre près. » commente Sara.

Jusqu’à présent, l’étude menée a montré que rien qu’au cours du siècle dernier, la taille du bec des oiseaux étudiés a augmenté d’environ 4 % à 10 %.

Sara Ryding traite les scans dans le logiciel Artec Studio. Il ne lui faut que 6 minutes par oiseau. « Ma méthode de traitement des scans est la suivante : j’effectue un enregistrement global, puis une suppression des valeurs aberrantes, suivie d’une fusion nette, qui conserve tout, même les détails les plus minuscules, avec netteté. Après quoi j’applique la texture pour m’assurer de voir où se terminent les plumes et où commence le bec. Ensuite, j’élimine le superflu, de façon à ne garder que le bec dans le scan. » décrit la chercheuse.

Sara Ryding utilise ensuite l’outil de mesure d’Artec Studio pour obtenir rapidement des mesures linéaires du bec, afin de vérifier les dimensions mesurées avec les pieds à coulisse numériques puis elle effectue une mesure de superficie, qui mesure la zone entière du bec.

Le besoin indispensable en scan 3D pour la recherche biologique

D’après la doctorante, le scan 3D est incontournable pour atteindre ce but avec fiabilité : « Si nous voulons faciliter nos études, d’un chercheur à l’autre, il est impératif que nous ayons des données précises directement comparables. Les mesures manuelles ne suffisent plus.»

Pour les chercheurs n’ayant pas accès à des scanners 3D performants, Sara Ryding et son équipe améliorent la formule existante (utilisant la géométrie) pour estimer la taille du bec des oiseaux, en comparant les estimations de la formule avec des mesures précises de modèles 3D créés avec le scanner.

L’étude de Sara Ryding est toujours en cours, et prévoit l’ajout de formules supplémentaires et l’examen d’une variété plus large d’espèces.

A propos d’Artec 3D

Artec 3D est une entreprise internationale basée au Luxembourg et possédant des bureaux aux États-Unis (Santa Clara, Californie), en Chine (Shanghai), et au Monténégro (Bar). Artec 3D développe et fabrique des solutions et des produits 3D innovants. Son équipe est constituée de professionnels spécialisés dans la collecte et le traitement de surfaces 3D ainsi que dans la reconnaissance faciale biométrique. Les produits et les services d’Artec 3D peuvent être utilisés dans de nombreux secteurs, y compris l’ingénierie, la médecine, les médias et le design, le divertissement, la mode, la conservation du patrimoine, et les technologies de sécurité, pour n’en citer que quelques-uns.

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