Un rêve d’alligator devenu réalité : comment Artec Eva a offert une nouvelle queue à Mr. Stubbs

Résumé : Après avoir découvert un alligator sans queue, des spécialistes pleins de sollicitude ont décidé de l’aider en lui créant une nouvelle queue à l’aide des dernières avancées en matière de scan et d’impression 3D.

Objectif : Utiliser un scanner 3D portable pour numériser la queue d’un alligator, créer un modèle 3D précis de celle-ci, et l’utiliser pour en faire une prothèse pour Mr. Stubbs, en gardant le modèle 3D à portée de main pour de futures queues à imprimer.

Outils utilisés : Artec Eva, Artec Studio

Les scanners d’Artec 3D offrent à un alligator blessé  une nouvelle queue et une nouvelle chance dans la vie

En arrêtant un camion suspect, des policiers d’Arizona s’attendaient à tout sauf à y trouver 32 alligators.

Ne sachant pas quoi en faire, ils ont fait appel à la Société d’herpétologie de Phoenix. Les alligators sans abri ont ainsi été confiés à l’association, qui héberge actuellement 1 500 reptiles.

Un de ces alligators a rapidement été baptisé Mr. Stubbs (stub signifie « moignon » en anglais) parce qu’il n’avait pas de queue.

Ne pas avoir de queue est un vrai handicap pour un alligator. Crédit photo : STAX3D

Pour un alligator, ne pas avoir de queue est un vrai handicap. Sans elle, il ne peut ni nager en eau profonde (il risquerait de se noyer) ni se nourrir facilement.

Les autres alligators, qui utilisent leur queue pour bondir sur leur proie et attaquer, étaient en effet plus rapides que lui à l’heure du repas. À moins qu’une créature malchanceuse ne tombe devant ses mâchoires affamées, Mr. Stubbs ne pouvait espérer se tailler la part du lion. Ni aucune part, d’ailleurs. 

Ses difficultés à nager ont été en partie résolues lorsque l’équipe de l’association lui a appris à nager avec ses pattes avant comme un chien. Cette solution était certes loin d’être idéale mais elle avait le mérite de lui éviter de se retourner sur le dos et de se noyer.    

Russ Johnson, le président de la Société d’herpétologie de Phoenix, a soudain eu une idée pour aider davantage Mr. Stubbs.

Le docteur Marc Jacofsky et son assistante Sarah Jarvis, spécialistes chevronnés du Centre de recherche et d’éducation en orthopédie (Institut CORE), ont été appelés à la rescousse. Une équipe d’experts a été formée et a étudié les différentes options pour créer une prothèse de queue.

Modèle 3D d’une future queue pour Mr. Stubbs. Crédit photo : STAX3D

Professeur d’anatomie à la Midwestern University, en Arizona, le docteur Justin Georgi, qui étudie la manière de se déplacer des alligators et d’autres reptiles depuis plusieurs années, a offert son aide pour étudier Mr. Stubbs et trouver comment l’équiper au mieux d’une nouvelle queue.

En utilisant comme références des alligators de différentes tailles, le docteur Georgi et Samanta Arroyos, une interne de la Phoenix Union Bioscience High School, ont aidé le docteur Jacofsky et son équipe à calculer les bonnes taille, poids et densité pour la queue de Mr. Stubbs afin que celle-ci soit proportionnelle au reste du corps de l’animal et que son poids soit réparti de manière égale.    

Une fois ces mesures prises, le docteur Georgi a utilisé un des alligators de son laboratoire comme modèle afin de créer la nouvelle queue. Pour dessiner la prothèse, le professeur a consulté le docteur Jacofsky et l’équipe de l’Institut CORE.

«  Sans sa queue, Mr. Stubbs arrive à peine à nager et marche très mal, regrettait le docteur Georgi. Sa posture et sa démarche sont si mauvaises qu’on s’inquiète pour la santé de ses articulations et de ses os sur le long terme. »

Précédemment, le docteur Georgi avait tenté de scanner la queue d’un alligator à l’aide d’un scanner 3D mais la qualité du scan était trop faible pour capturer suffisamment de détails. Il a donc contacté Stax 3D, revendeur d’Artec 3D, à qui il a proposé de participer à l’élaboration d’une nouvelle queue pour Mr. Stubbs.

Préparatifs avant de scanner l’alligator. Crédit photo : STAX3D

« Lorsque Justin nous a contactés, nous étions très intrigués et nous ne savions pas vraiment dans quoi nous nous lancions », se souvient Michael Andrew, responsable technique chez Stax 3D. L’entreprise avait déjà de l’expérience dans la création de prothèses à l’aide de scanners Artec, mais uniquement pour les humains.

Une fois sur place, Stax 3D a utilisé le scanner Artec Eva pour réaliser un modèle 3D haute définition du « moulage » de la queue d’un alligator de taille similaire récemment décédé (le docteur Georgi et son équipe s’étaient servis de la même queue pour créer de précédentes prothèses). Le scanner 3D Artec Eva projette des rayons de lumière sur la surface d’un objet et, lorsque ceux-ci rebondissent vers le scanner, la lumière, déformée, est immédiatement analysée par le logiciel Artec Studio et la forme de l’objet est identifiée et enregistrée en haute définition à un débit allant jusqu’à 16 images/seconde.    

À l’aide d’Artec Studio, Stax 3D a traité les données obtenues, modifié le modèle 3D, corrigé quelques défauts et ajusté la taille afin qu’il corresponde parfaitement à ce qui restait de la queue de Mr. Stubbs. L’entreprise a exporté le fichier au format STL et la queue a pu être imprimée en 3D à partir de celui-ci.

La puissante résolution d’Artec Eva en a fait le scanner idéal pour ce projet : capable de capturer jusqu’à des détails de 0,5 mm, il peut également être employé sur de larges objets, telle la queue d’un alligator, ou quelque chose d’encore plus grand.

« Nous avons été impressionnés par la vitesse et la qualité du scanner Artec par rapport à notre première tentative », commente le docteur Georgi.

La puissante résolution d’Artec Eva en a fait le scanner idéal pour ce projet. Crédit photo : STAX3D

Le docteur et son équipe ont été on ne peut plus ravis de pouvoir examiner et modifier le modèle numérique avec autant de liberté. « Le contrôle précis sur la taille et la forme de la queue qu’offre la numérisation nous permet de réaliser différents tests afin de comprendre plus directement comment Mr. Stubbs réagit à la prothèse », explique le docteur Georgi. 

Après l’impression 3D du modèle sur mesure, les chercheurs en ont créé un moulage en silicone, à partir duquel plusieurs prothèses ont été réalisées pour Mr. Stubbs.

Désormais, chaque fois qu’ils lui en attachent une, l’animal agit avec naturel, comme si elle avait toujours été là. Il ne montre aucun signe de stress ou d’inconfort lorsqu’il la porte, preuve qu’elle doit lui sembler faire partie intégrante de son corps.  

Désormais, chaque fois qu’on lui attache sa prothèse, l’animal agit avec naturel, comme si elle avait toujours été là. Crédit photo : STAX3D

Mr. Stubbs désapprend ses anciennes limites et agit de plus en plus comme un alligator normal. À l’instar du reste de ses congénères à sang froid, il nage, plonge dans l’eau et bondit sur ses repas.

Au cours des 50 à 60 prochaines années de sa vie, Mr. Stubbs devra porter 40 queues différentes au fur et à mesure de sa croissance (les alligators adultes peuvent mesurer jusqu’à 6 mètres de long). Maintenant que les chercheurs ont un modèle 3D, y apporter des modifications et imprimer de nouvelles queues sera un jeu d’enfant pour eux.

« Il aura une vie longue et heureuse ici », a déclaré Russ Johnson, président de la Société d’herpétologie de Phoenix, au quotidien The Arizona Republic.

L’Institut CORE a fait don de tous ses travaux et matériaux pour ce projet spécial. Du silicone Dragon Skin® a été utilisé pour couvrir la prothèse. Léger et flexible, ce matériau très spécial sert également à créer des effets spéciaux et des animatroniques pour des films.

Modèle 3D de la queue sur Sketchfab

S’il s’agit assurément d’un bond en avant pour les prothèses d’alligators, le scan et l’impression 3D permettent des avancées encore plus grandes dans le domaine des prothèses humaines. « Ce n’est pas l’avenir, c’est maintenant, souligne Michael Andrew, responsable technique chez Stax 3D. En utilisant cette technologie, les entreprises et les particuliers repoussent les limites des précédentes méthodes de fabrication de prothèses. Cette innovation supprime un grand nombre d’étapes et fait gagner beaucoup de temps. »

Toutes les personnes impliquées dans ce projet espèrent que la nouvelle queue de Mr. Stubbs attirera l’attention sur ce secteur dynamique. « Nous ne faisons que gratter la surface de ce que le scan et l’impression 3D peuvent offrir en matière de conception de prothèses, conclut le docteur Georgi. Je pense que la chose la plus importante que le cas de Mr. Stubbs puisse faire est de stimuler l’imagination d’autres personnes et de les inspirer à repousser encore plus loin ces limites. »