Sphaeroptica : un nouvel outil pour la visualisation des insectes en 3D
Un nouveau logiciel, appelé Sphaeroptica, offre aux scientifiques une meilleure façon de visualiser et d'analyser des images 3D d'insectes et d'autres arthropodes dans les collections d'histoire naturelle. Il permet des mesures précises et des points de repère, facilitant l’étude de petits détails tout en étant plus économique. « Nous pouvons désormais mesurer avec précision des structures qui ne peuvent pas être rendues correctement en 3D, comme les ailes transparentes et les structures ressemblant à des poils », explique Yann Pollet, qui a développé le logiciel.
Les insectes et autres arthropodes, qui constituent une grande partie des collections zoologiques, sont difficiles à numériser en 3D en raison de leur petite taille et de leurs détails complexes, comme les antennes, les écailles et les ailes. Les outils d'imagerie 3D traditionnels, tels que le scanner micro-CT, sont souvent trop coûteux ou n’offrent pas assez de détails. Sphaeroptica, un nouveau logiciel développé par une équipe de l'Institut des Sciences Naturelles, du Musée royal de l'Afrique Centrale, de l'UCLouvain, et de l'École d'Ingénierie et de Gestion de Vaud, vise à améliorer la visualisation et l'analyse des arthropodes dans les collections d'histoire naturelle. Sphaeroptica utilise des photos prises sous différents angles pour créer une vue pseudo-3D détaillée de chaque spécimen. Les tests comparatifs montrent que les mesures des modèles de Sphaeroptica dévient de moins de 1 % par rapport à celles prises avec le micro-CT, souvent utilisé comme référence.
Mesure 3D innovante
Une innovation majeure de Sphaeroptica est sa méthode unique de marquage et de mesure dans l'espace 3D, sans devoir calculer un véritable modèle 3D qui perdrait les détails des structures fines. En choisissant un point sur deux images différentes du même spécimen d'arthropode, les utilisateurs créent un « point de repère » que le logiciel triangule pour déterminer la position 3D exacte de ce point. « Avec cette configuration, nous pouvons mesurer des distances précisément en marquant le même point depuis différentes vues », explique Yann Pollet. « C’est comme sélectionner un point sur deux photos prises sous différents angles pour trouver sa position exacte dans l'espace, et de là, nous pouvons mesurer les distances jusqu'à n'importe quel autre point. » Ce processus permet aux scientifiques d'obtenir des mesures fiables de caractéristiques délicates, comme les ailes et les pattes, sans endommager le spécimen.
Tout est dans les détails
Contrairement à la numérisation 3D traditionnelle, qui repose sur des maillages numériques complexes, Sphaeroptica conserve la texture naturelle de l'arthropode, en préservant tous les détails fins. « Les photos sont si détaillées que nous pouvons voir de minuscules caractéristiques, comme les poils fins, qui sont importants pour l'identification des espèces », explique Yann Pollet. Cette fonctionnalité est particulièrement précieuse pour les entomologistes, qui s'appuient sur ces détails pour la classification des espèces.
Un outil accessible
Sphaeroptica peut être utilisé avec divers équipements de numérisation, tels que Scant et Disc3D, ce qui le rend accessible à un large éventail d'institutions. Avec l'intérêt mondial pour la conservation de la biodiversité, des outils comme Sphaeroptica aident les chercheurs à documenter et partager des images de haute qualité d'espèces rares du monde entier. Sphaeroptica 1.0 est un logiciel open-source, disponible pour les chercheurs et institutions souhaitant numériser leurs collections à des fins de préservation, d'analyse ou d'enseignement. Comme l'explique Yann Pollet, « Sphaeroptica est un moyen sûr de visualiser et de mesurer les spécimens sans risquer de les endommager, aidant ainsi à préserver ces exemples délicats de biodiversité. »
L'étude a été publiée dans PLOS ONE.
Cette recherche a été réalisée dans le cadre du mémoire de master de Yann Pollet à l'Université de Louvain-la-Neuve, sous la direction de Sébastien Jodogne. Une nouvelle version de Sphaeroptica (2.0) est en cours de développement en tant qu'application web et sera disponible au premier trimestre 2025.
