Une image qui vaut mille… images

Nos yeux nous permettent d’admirer et d’étudier la beauté du monde et de la nature. Cependant, au-delà de ce qu’ils nous révèlent, se cache un " faste " miniature que seul dévoile l’œil technologique.

Le spécimen illustré ici est un petit crustacé du genre Tmetonyx, prélevé dans un échantillon de sédiment de la mer de Beaufort dans le haut Arctique canadien en 2012. Le spécimen, d’une longueur de 1,7 cm, a été préservé dans l’alcool et séché à l’air libre pour fins d’analyse tomographique. Une fois dans l’appareil (modèle Skyscan 1173), 3 620 clichés aux rayons X sont réalisés. L’ordinateur fait ensuite une moyenne avec 3 images pour diminuer le nombre de clichés et reconstituer le volume de l’échantillon analysé avec seulement 1 207 images. L’animation a été réalisée en utilisant le logiciel CTVox qui permet de visualiser les images et volumes obtenus par tomographie. Le contraste et les couleurs ont été ajustés en fonction de la densité des composantes du spécimen.

[video:https://www.youtube.com/watch?v=EJp_silp00s width:700]

Les microscopes optiques ou électroniques nous font voyager sur de nouveaux territoires, aux échelles micro ou nanométriques. Ces images sont malheureusement limitées à deux dimensions; les « entrailles » des objets observés nous échappent, de même que leur organisation dans l’espace tridimensionnel.

En océanographie, les chercheurs étudiant les petits organismes micro et macroscopiques se sont inspirés des plus récentes techniques d’imagerie médicale pour s’introduire dans l’intimité de leurs sujets d’étude.

La microtomographie assistée par ordinateur, par exemple, utilise les rayons X pour réaliser des images en 3 dimensions de petits objets, comme le petit crustacé du genre Tmetonix figurant dans l'animation. Cette technologie a donc donné naissance à la cybertaxonomie, qui permet, désormais, l’identification de spécimens sans dissection. Preuve que le virtuel est capable d’approcher la densité du réel.

En 1895, le chercheur allemand Wilhelm Conrad Rontgen découvre les rayons X. Tout à coup, il devenait possible de « voir » l’intérieur du corps humain, sans chirurgie. Nulle surprise, leur utilisation en médecine se répandit très rapidement.

Les radiographies classiques ont fait place aux appareils de tomodensitométrie (CT-Scan) dans les années 1970. Ensuite, vers le milieu des années 1980 apparaissent les premiers appareils de type micro-CT-Scan avec des résolutions de l’ordre de quelques microns. Ces appareils permettent d’obtenir avec rapidité des « tranches » d’objets qui sont ensuite recombinées pour former un volume. Ce processus d’assemblage d’images en haute résolution demande énormément de calculs, d’où l’obligation d’utiliser un ordinateur puissant pour faire le travail.

Parmi les nombreux avantages de la tomographie (du grec tomê pour coupe), mentionnons l’observation des objets en trois dimensions, la visualisation des composantes internes, et la « délicatesse » d'une technique qui ne détruit pas le spécimen.

Malgré un effort de recherche soutenu au cours des dernières décennies, la biodiversité des espèces aquatiques marines de l’Arctique canadien demeure relativement peu étudiée. Le réchauffement global qui affecte déjà de nombreuses régions du globe impactera particulièrement le climat du pôle Nord ainsi que sa flore et sa faune. Plus particulièrement, la diminution du couvert de glace de mer allongera la saison de navigation, permettant ainsi à un nombre croissant de navires d’emprunter le Passage du Nord-Ouest pour rallier l’Europe et l’Asie. Avec l’augmentation du trafic maritime associée au développement économique des régions arctiques, de plus grandes quantités d’eau de ballast seront déversées dans l’environnement, augmentant ainsi les risques d’introductions d’espèces non-indigènes présentes dans l’eau de ballast. Des échantillons de la faune et la flore marine sont donc récoltés chaque année pour recenser et identifier les espèces aquatiques et permettre de détecter rapidement les « nouveaux arrivants ».

[video:https://www.youtube.com/watch?v=BvE6Oao_yVQ&list=UUGZ5B-vfibT8MwXkOpZXv… width:700]

Entretien réalisée par Charles Tisseyre, animateur de Découverte à ICI Radio-Canada, avec Laurent Gosselin, étudiant-chercheur au laboratoire d'André Rochon.