Scanner en 3D avec Artec Eva pour un suivi de pointe des animaux marins

19/05/2019

L’université de Swansea utilise les technologies de scan 3D d’Artec pour créer des balises sur mesure destinées à des animaux marins et suivre continuellement leur comportement dans le cadre de la recherche en biologie marine.

Si vous pensez que le scan 3D et l’eau ne font pas bon ménage, vous allez bientôt changer d’avis ! Les solutions professionnelles de scan 3D d’Artec ont été utilisées dans le cadre d’un projet passionnant de biologie marine mené par Lloyd Hopkins, un doctorant ambitieux à l’université de Swansea. Bien que les scanners 3D d’Artec ne soient pas encore étanches, ils se sont révélés être la solution idéale pour numériser de façon précise les habitants de l’océan. En combinant un scanner 3D portable Artec Eva à un logiciel professionnel de CAO, Lloyd et son équipe ont trouvé un moyen innovant et efficace de créer des balises sur mesure destinées à une variété d’animaux marins.

L’équipe du Laboratoire de recherche sur les mouvements animaliers de l’université de Swansea (SLAM) étudie la vie animale marine à l’aide de technologies de marquage de pointe et des meilleures techniques de visualisation des données. Elle peut ainsi en apprendre davantage sur la vie des animaux remarquables qui peuplent les profondeurs de l’océan, même lorsque ceux-ci sont hors de vue. Les données cruciales recueillies grâce à ces balises personnalisées, tels la vitesse et le niveau d’activité de l’animal, offrent des informations détaillées sur les mouvements migratoires des créatures marines ainsi que sur l’impact de la température de l’océan sur leur comportement. Menée en collaboration avec une série d’institutions et de groupes, dont l’université des sciences et technologies du roi Abdallah, l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT), l’Institut australien des sciences marines, l’université Brown, la Fondation océanographique de Valence, et l’association Ecocean de conservation des requins-baleines, l’étude de Lloyd vise à développer des méthodes innovantes pour attacher ces balises à divers animaux marins de façon non invasive et avec facilité. En effet, si les balises sont trop lâches, elles seront inefficaces et pourraient même se détacher. Si elles sont trop serrées, elles gêneront l’animal.

Il n’est pas surprenant que les technologies fixées aux animaux, sûres et faciles à gérer, soient, depuis quelques années, de plus en plus utilisées, non seulement pour les études sur le comportement animal mais également pour les efforts de conservation et de gestion. « Le développement éthique de pratiques et de techniques de marquage est un jalon important. Toutefois, les nouvelles technologies nous permettant de quantifier et de simuler totalement l’effet d’une balise sur un animal sont souvent sous-exploitées, voire inexplorées », regrette Lloyd. 

Pour développer une nouvelle méthode de fixation adaptée aux animaux marins tels que les requins, les dauphins et les tortues, ainsi que pour simuler ses effets, il était crucial de d’abord obtenir les mesures précises de chaque animal.

Lloyd était en quête d’une solution qui scannerait les créatures marines en 3D rapidement et en toute sécurité. Il avait en outre besoin d’un logiciel qui offrirait à lui et à son équipe la liberté et les outils pour créer des balises sur mesure. Ils ont opté pour Artec Eva, le scanner 3D le plus populaire d’Artec, et l’ont combiné au logiciel de scan et de post-traitement Artec Studio 12. Central Scanning Limited, distributeur certifié Or d’Artec, a fourni la formation et les conseils nécessaires pour que Lloyd et son équipe tirent le plus profit des solutions professionnelles de scan 3D d’Artec.

Scan de l’aileron d’un requin bleu

« Nous sommes convaincus que l’utilisation des techniques de scan 3D se généralisera pour ce type de recherche. » Lloyd Hopkins

D’après Lloyd, le scan 3D est la meilleure façon de numériser de grands animaux et d’obtenir des données fiables pouvant facilement être examinées et utilisées. Sans cette technologie majeure, une grande partie de la phase de développement reposerait sur des estimations approximatives qui pourraient être insuffisantes pour une application réelle.

« Une fois que nous avons opté pour le scan 3D, la marque Artec a immédiatement émergé du lot grâce à son accessibilité, sa fonctionnalité et son logiciel incroyablement puissant qui a effectué le plus gros du travail à notre place. » Lloyd Hopkins 

Dans le cadre du projet, Lloyd et son équipe ont eu recours au scanner 3D léger Artec Eva pour numériser rapidement et précisément les données 3D d’animaux marins morts et vivants, tels des requins, des tortues et des dauphins, ainsi que certaines espèces de poissons et de crabes.

En utilisant Eva pour numériser des animaux à l’intérieur et à l’extérieur, ils étaient sûrs d’obtenir les mesures dont ils avaient besoin. Grâce à la batterie portable Artec 3D, le scan a pu se dérouler n’importe où, même juste à côté de l’eau ! Scanner les différentes espèces s’est révélé incroyablement rapide et facile, quelques jours à peine suffisant à obtenir toutes les informations nécessaires. Or la plupart des scanners 3D auraient eu des difficultés à numériser des animaux mouillés, luisants et en mouvement.

Scan 3D d’une grande tortue caouanne

La méthode de travail a été la suivante : premièrement, Lloyd et son équipe ont obtenu un scan de haute qualité d’un animal. Les requins, les tortues ainsi qu’un dauphin étaient des spécimens morts conservés à l’oceanarium de Valence. Un aileron de requin que Lloyd devait scanner était plié en raison de son stockage dans un congélateur compact. Cela n’a toutefois pas posé de problème car le doctorant a pu obtenir une série de mesures de l’aileron et recréer lui-même le modèle.

Certains des animaux scannés en 3D étaient bel et bien vivants ! Au moment de scanner le dauphin vivant, les dresseurs ont par exemple attiré cet animal extrêmement intelligent vers un côté du bassin, où Lloyd a effectué des scans rapides et détaillés de ses belles nageoires. Il a simplement suffi de numériser un côté et d’assembler le tout dans le logiciel de scan et de post-traitement Artec Studio 12.

Après le scan 3D des animaux, la création du modèle 3D final d’une balise a comporté les étapes suivantes :

Les données du scan ont servi à créer le design directement autour de l’animal scanné à l’aide des logiciels de CAO Autodesk Meshmixer et Fusion 360. Grâce à Autocad Fusion 360, Lloyd a pu dessiner et construire la balise autour des scans, et recréer un aileron à partir des mesures obtenues. Il a ensuite utilisé Meshmixer pour apporter des modifications au maillage, notamment lisser les lignes de raccord des scans et corriger les zones difficiles à scanner, telle la bouche du dauphin.

Une fois dessinée, la balise adaptée à l’animal était prête à être imprimée et testée. Le dur labeur a porté ses fruits. Le produit fini s’est tout de suite révélé meilleur que ceux créés à partir de mesures prises manuellement.

D’après Lloyd, les informations recueillies grâce au scan 3D sont beaucoup plus fiables et précises que celles obtenues à la main. La méthode traditionnelle est en effet chronophage, peut occasionner des erreurs et compliquer la création de balises adaptées aux animaux. L’utilisation de moules permet certes d’obtenir la forme complète de l’animal, mais ce procédé n’est possible qu’avec de petits animaux ou bien sur une seule partie de leur corps. Le moulage prend par ailleurs beaucoup de temps dans la mesure où il faut attendre qu’il durcisse, ce qui n’est pas idéal avec les animaux vivants, incapables de rester immobiles longtemps ! 

Scan 3D d’un dauphin

Lloyd et son équipe ont réussi à obtenir en très peu de temps toutes les données précises dont ils avaient besoin. Bien que l’étude soit toujours en cours, les scans 3D des animaux marins, en particulier ceux du dauphin, attirent déjà l’attention de dresseurs et de vétérinaires en Espagne. Impressionnés par les possibilités qu’offrent les technologies de scan 3D, les experts animaliers estiment que ces dernières leur feraient gagner beaucoup de temps lors de l’observation de la croissance des animaux et lors des autopsies, pour lesquelles de nombreuses mesures sont requises.

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