Cet article présente une série de techniques pour reconstruire des spécimens fossiles à l’aide de composites papier-résine. Ces composites sont fabriqués en combinant du papier de qualité archivistique avec des résines thermoplastiques couramment utilisées dans les laboratoires de préparation des fossiles. Les composites légers qui en résultent ajoutent une stabilité à long terme aux échantillons tout en restant adaptés aux analyses radiologiques.
Article de méthode
Utilisation de papier d’archives japonais et de résines thermoplastiques pour préparer les fossiles pour le stockage, l’exposition, le transport et la radiographie
Dans cet article
Résumé
Résumé
Le washi Kozo est un papier d’archives couramment utilisé dans la conservation des objets de musée. Ce papier peut être combiné avec des adhésifs d’archivage largement utilisés pour former des composites légers de fibres naturelles et de résine thermoplastique, qui peuvent être utilisés dans la préparation des fossiles. Contrairement aux composés de gypse conventionnels, à l’époxy ou aux supports métalliques, les composites papier-résine sont facilement inversés et sont fabriqués à partir de matériaux d’archives, de sorte qu’ils sont conformes aux normes de conservation modernes.
Nous présentons la nouvelle « méthode Mayborn », une série de techniques permettant de reconstruire des spécimens fossiles tout en conservant leur aptitude à l’étude radiographique. Le composite papier-résine est utilisé pour combler les espaces entre les fragments, renforcer les points de contact et monter des entretoises en acrylique à l’intérieur des échantillons, créant ainsi des supports structurels internes. Les échantillons préparés avec ces composites peuvent résister à une orientation le long de plusieurs plans pour une imagerie optimale lors des analyses aux rayons X et à la tomodensitométrie. Une fois qu’un échantillon est suffisamment durable pour résister à la manipulation, il peut être emballé pour le transport avec de la mousse de polyéthylène et du film étirable, qui peuvent rester en place pendant l’imagerie radiographique.
Ces techniques peuvent être intégrées tout au long du processus de conservation des fossiles, de l’application sur le terrain à la préparation de l’exposition. Ces composites sont suffisamment solides pour supporter de gros spécimens lourds, tout en s’adaptant aux contours de petits spécimens délicats. Il est important de noter que ces techniques peuvent stabiliser le matériel « subfossile », élargissant ainsi les possibilités de recherche sur ces spécimens fragiles.
Introduction
Le travail paléontologique doit trouver un équilibre entre les besoins du chercheur et la conservation à long terme des spécimens 1,2. Les méthodes non destructives sont privilégiées lors de la préparation des fossiles de vertébrés pour l’exposition ou la recherche, et des efforts considérables ont été déployés pour développer des alternatives moins invasives aux méthodes destructrices conventionnelles 2,3,4. Par exemple, la tomodensitométrie (TDM) haute résolution peut être associée à l’impression 3D pour minimiser la manipulation des échantillons en offrant une alternative au moulage/coulée conventionnel 2,5,6. Autre exemple, la microtomographie synchrotron est une alternative non destructive au prélèvement histologique 2,5,6,7,8. De plus, les progrès de l’équipement et des techniques ont fait de la TDM une option viable pour des échantillons de plus en plus grands 2,4,6,9.
Les spécimens géologiquement plus jeunes du Cénozoïque, en particulier ceux de la période quaternaire, sont souvent non ou peu perminéralisés (« subfossiles »). Pour cette raison, les grands fossiles du Cénozoïque peuvent être sous-représentés dans la recherche en tomodensitométrie. Bien qu’il soit difficile de quantifier la fréquence à laquelle les échantillons sont exclus de l’analyse, car ces décisions sont rarement rapportées, il est possible d’évaluer les biais dans les types d’échantillons numérisés en examinant les actes publiés de conférences professionnelles, qui servent d’instantané des travaux actuels d’un domaine.
Les résumés des présentations lors des réunions annuelles de la Society of Vertebrate Paleontology (SVP) de 2022-10, 2023-2023-11 et 2024-12 ont été examinés, et les présentations de nouvelles données de tomodensitométrie ont été compilées. Les présentations utilisant uniquement des données de tomodensitométrie préexistantes n’ont pas été incluses. Lorsque plus d’une présentation utilisait les mêmes données, une seule présentation était incluse. Lorsqu’une présentation comprenait des données de plus d’une époque géologique, elle était classée en fonction du spécimen le plus ancien numérisé. Cela n’a pas eu pour conséquence d’exclure les fossiles du Cénozoïque (spécimens prémodernes) des décomptes finaux.
Lors de l’examen initial des données de TDM présentées lors des réunions annuelles de la SVP de 2022 à 2024, les taxons du Cénozoïque semblent être bien représentés (Figure 1). Par exemple, en 2024, 29 présentations ont porté sur les taxons du Cénozoïque, contre 34 présentations sur les taxons du Mésozoïque. En 2023, les présentations de taxons du Cénozoïque ont été plus nombreuses que celles des taxons du Mésozoïque. Cependant, pour chacune des années étudiées, environ un tiers des données de TDM pour les taxons du Cénozoïque concernent des spécimens modernes. De plus, les spécimens pré-modernes du Cénozoïque sont principalement des microvertébrés, des dents ou des os particulièrement durables, tels que des vertèbres et des phalanges distales. Sur les 219 présentations étudiées, seules trois impliquaient de nouvelles données de tomodensitométrie provenant de grands fossiles du Cénozoïque : une défense partielle de mammouth présentée en 2022, un humérus de mammouth présenté en 2024 (discuté dans cette étude) et un crâne d’Uintatherium présenté en 2024 (Supplément 1). La rareté des données provenant de grands fossiles fragiles suggère la nécessité de s’attaquer aux obstacles à l’analyse par tomodensitométrie de ces spécimens.
Figure 1 : Présentations lors des réunions annuelles de la Society of Vertebrate Paleontology, 2024, 2023 et 2022. L’information a été compilée à partir de résumés, et les auteurs ont été contactés pour obtenir des éclaircissements au besoin. Les présentations ont été classées en fonction du spécimen le plus ancien numérisé ; aucun fossile du Cénozoïque n’a été prélevé à l’aide de cette méthode (voir le supplément 1 pour plus de détails). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
L’un des obstacles à la tomodensitométrie des fossiles est la durabilité ; Les éprouvettes doivent résister au transport, à la manipulation et au positionnement 1,2,9. Certains chercheurs choisissent d’utiliser des scanners médicaux, qui sont conçus pour produire des images du corps humain. Les tomodensitomètres médicaux permettent aux chercheurs de maintenir les échantillons en position horizontale, ce qui réduit le risque de dommages 3,4. Cependant, les tomodensitomètres médicaux ne peuvent pas accueillir des échantillons plus grands qu’un humain typique. Ceux qui étudient de grands taxons, tels que les cétacés13 ou les proboscidiens6, déclarent exclure des spécimens ou limiter les images à des balayages partiels en raison des contraintes de taille des tomodensitomètres médicaux. Les tomodensitomètres industriels peuvent accueillir des échantillons plus grands et produire des images à plus haute résolution que leurs homologues de qualité médicale 3,4. Pour ce faire, les grands échantillons sont généralement orientés verticalement sur une plaque tournante, faisant pivoter l’échantillon sur son axe le plus long tout en étant balayé par des instruments fixes9. Compte tenu de ces paramètres, les échantillons qui sont à la fois trop grands pour les tomodensitomètres médicaux et trop fragiles pour résister à l’orientation verticale dans un tomodensitomètre industriel peuvent être exclus de la recherche tomographique.
Un autre obstacle à la tomodensitométrie, et à la radiographie (imagerie par rayons X) en général, est qu’il faut éviter les matériaux très atténuants. Ces matériaux peuvent obstruer les détails de la vue ou produire des artefacts, qui sont des distorsions qui peuvent être problématiques lors de l’analyse. Les matériaux à haute densité, tels que l’os et de nombreux minéraux, augmentent la probabilité de durcissement des faisceaux14. Dans la plupart des cas, le durcissement du faisceau crée un « halo » le long de la périphérie d’un objet, donnant la fausse impression que le bord extérieur a une densité plus élevée que l’intérieur 4,14. Dans des exemples plus extrêmes, les artefacts de faisceau peuvent faire paraître un objet plus petit et/ou plus mince que la réalité15. D’autres matériaux très atténuants, tels que les métaux, peuvent créer des artefacts de traînées ou d’étoiles, qui bloquent les détails 2,3,4,9,16,17.
Aucun de ces artefacts ne peut être complètement évité lors de la numérisation des fossiles, car les os fossiles sont particulièrement denses et peuvent être perminéralisés14. Cependant, l’exclusion de certains matériaux du processus de préparation des fossiles peut empêcher la création d’artefacts supplémentaires. Traditionnellement, les préparateurs ont renforcé les échantillons fragiles avec des matériaux tels que le bois, le métal, les composés de gypse (plâtre de Paris, « mastic à l’eau », etc.) et/ou les mastics époxy en deux parties 1,2,5,18,19. Ces matériaux permettent de stocker ou d’exposer des spécimens pendant de longues périodes, mais ils peuvent produire les artefacts décrits ci-dessus, ce qui peut limiter la capacité d’utiliser des méthodes de recherche radiographique. De plus, les tentatives d’élimination des charges telles que les composés de gypse ou les mastics époxy peuvent endommager irrémédiablement un échantillon20. Le mouvement visant à préparer des fossiles avec des matériaux réversibles de qualité archivistique 1,18,21 peut résoudre les obstacles au transport et à l’imagerie.
Le washi Kozo est un papier artisanal japonais utilisé dans la construction d’objets traditionnels tels que les volutes suspendues et les portes coulissantes 22,23,24. Cet article est utile pour la conservation d’artefacts et d’objets d’histoire naturelle en raison de sa résistance et de sa flexibilité23. Les résines thermoplastiques sont également largement utilisées dans les travaux de conservation. Par exemple, le « verre » acrylique (poly[méthacrylate de méthyle]) est considéré comme un matériau inerte21. Une variété d’autres résines thermoplastiques (B-72, B-76, B-98, etc.) sont omniprésentes dans les laboratoires de préparation des fossiles 1,18,20,25,26.
Des expériences combinant du papier kozo avec des résines thermoplastiques ont abouti à des matériaux composites qui peuvent remplacer l’utilisation de composés de gypse et de mastics époxy dans la stabilisation des échantillons 23,27,28,29. Ce composite de fibres naturelles dans une matrice de résine peut être utilisé pour créer des « bandages » qui ont des applications de remplissage, de support et de parement. Le composite peut également être combiné avec des supports en acrylique pour créer une alternative aux renforts en bois ou en métal. Ces méthodes répondent à des préoccupations à la fois dans la conservation à long terme et la recherche paléontologique : la méthode est réversible et les matériaux sont légers, de qualité archivistique 23,27,28 et radiotransparents (n’interfèrent pas avec l’imagerie aux rayons X ou à la tomodensitométrie)30.
Aux fins des protocoles suivants, un adhésif est une résine thermoplastique dissoute dans de l’acétone ou de l’éthanol, généralement dans un rapport de 1:1, pour créer une solution à haute viscosité permettant de « coller » deux fragments ensemble. Un consolidant est une solution plus diluée d’une résine thermoplastique dans de l’acétone ou de l’alcool (rapport 1:4 ou 1:5), qui est appliquée sur un échantillon pour le durcir ou le solidifier25,26. Le papier est classé en fonction du poids, qui est exprimé en grammes par mètre carré (GSM). Veuillez consulter le tableau des matériaux pour une liste complète des matériaux avec les fournisseurs.
Protocole
1. Bandages internes (support)
REMARQUE : Cette méthode renforce la couture entre deux fragments sans affecter l’aspect extérieur de l’éprouvette (figure 2A).
- Sélectionnez le meilleur papier kozo pour l’application.
REMARQUE : Le papier épais (30-50 GSM) ajoutera le plus de résistance aux grandes surfaces. Le papier fin (≤ 15 GSM) est idéal pour les espaces restreints. - Disposez les outils : papier, pince à épiler, adhésif, consolidant, acétone et outil(s) de votre choix. Disposez plus d’écouvillons et/ou de cure-dents que nécessaire (voir la table des matériaux pour des exemples).
- Déterminez la taille du pansement nécessaire : elle doit être de la longueur de la couture entre deux fragments et de 0,5 à 2,0 cm de large.
- Déchirez le papier, plutôt que de le couper, à la taille nécessaire. Effilocher les bords en tirant doucement sur les fibres. Vérifiez l’ajustement du papier avant de continuer.
- Appliquez une couche d’adhésif sur la zone cible du fossile.
ATTENTION : L’adhésif contenant de l’acétone ou de l’éthanol est inflammable ; Tenir à l’écart des flammes. Il peut provoquer une irritation respiratoire ; Utilisation dans un endroit bien ventilé. Il peut également irriter les yeux et/ou la peau ; Évitez tout contact et utilisez un équipement de protection individuelle. - Appliquez le papier sur l’adhésif. Maintenez-le fermement en place, en encourageant l’adhésif à s’intégrer à la texture du fossile. Si l’espace est trop petit pour utiliser les doigts, maintenez le papier en place à l’aide d’un outil tel qu’un cure-dent, une brochette de bambou ou une pince à épiler (Figure 2B).
- Utilisez un cure-dent, un coton-tige imbibé d’acétone ou un pinceau imbibé d’acétone pour travailler les fibres autour des bords du papier dans la texture du fossile (Figure 2C).
- Saturez le papier avec un consolidant si possible ; Généralement, 1 ou 2 gouttes par cm carré suffisent. Laissez sécher le(s) bandage(s) avant de déplacer l’échantillon ou d’appliquer des couches supplémentaires.
ATTENTION : Le consolidant contenant de l’acétone ou de l’éthanol est inflammable ; Tenir à l’écart des flammes. Il peut provoquer une irritation respiratoire ; Utilisation dans un endroit bien ventilé. Il peut également irriter les yeux et/ou la peau ; Évitez tout contact et utilisez un équipement de protection individuelle.
Figure 2 : Démonstration de l’application d’un bandage interne dans un fémur de mammouth. (A) Illustration de la mise en place d’un bandage interne sur l’os trabéculaire. (B) À l’aide d’une pince à épiler, placez du papier kozo épais sur une ligne d’adhésif. (C) Utiliser un coton-tige imbibé d’acétone pour lisser les fibres du papier dans l’os trabéculaire. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
2. Bandages externes (parement)
REMARQUE : Cette méthode renforce les coutures et scelle les bords qui s’effritent des matériaux fragiles (figure 3A). La réparation peut être visible.
- Sélectionnez le meilleur papier kozo pour l’application.
REMARQUE : Le papier épais (30-50 GSM) ajoutera le plus de résistance aux grandes surfaces. Le papier fin (≤15 GSM) est idéal pour les espaces restreints. - Disposez les outils : papier, pince à épiler, adhésif, consolidant, acétone et outil(s) de votre choix. Disposez plus d’écouvillons et/ou de cure-dents que nécessaire (voir la table des matériaux pour des exemples).
- Déterminez la taille du bandage nécessaire : elle doit être de la longueur de la couture entre deux fragments et de 0,25 à 1,0 cm de large.
- Déchirez le papier, plutôt que de le couper, à la taille nécessaire. Effilocher les bords en tirant doucement sur les fibres. Vérifiez l’ajustement du papier avant de continuer.
- Appliquez une couche large et mince d’adhésif sur la zone cible du fossile.
- Placez le papier à l’aide d’une pince à épiler (Figure 3B).
REMARQUE : Le papier sera utilisable pendant 1 à 2 min. - À l’aide d’un cure-dent, d’un coton-tige imbibé d’acétone ou d’un pinceau imbibé d’acétone, appuyez doucement sur le papier pour l’épouser dans les contours de l’échantillon et lisser les fibres sur les bords du papier (Figure 3C). Si un outil commence à coller aux matériaux, mettez-le de côté et commencez à utiliser un nouvel outil.
- Éliminez les bulles d’air au fur et à mesure qu’elles se forment en utilisant le côté d’un cure-dent pour les déplacer vers les bords du bandage.
- Une fois le papier en place, saturez-le de consolidant ; Généralement, 1 ou 2 gouttes par cm carré suffisent. Laissez-le sécher avant de déplacer l’échantillon.
Figure 3 : Démonstration de l’application d’un bandage externe sur une vertèbre de mammouth. (A) Illustration de la mise en place d’un bandage externe sur l’os cortical. (B) À l’aide d’une pince à épiler, placez du papier kozo mince sur une tache d’adhésif. (C) À l’aide d’un cure-dent en bois, enfoncez le papier dans les contours de l’os cortical. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
3. Patchs
REMARQUE : Cette méthode couvre les petites fissures et les espaces à l’extérieur du fossile. Envisagez de fraiser le patch plutôt que de le faire affleurer la surface, afin que les zones rapiécées soient clairement visibles dans tous les moules/moules futurs (Figure 4A).
- Disposez les outils : papier, pince à épiler, adhésif, consolidant, acétone et outil(s) de votre choix. Disposez plus d’écouvillons et/ou de cure-dents que nécessaire (voir la table des matériaux pour des exemples).
- Choisissez un papier kozo épais (30-50 GSM) pour cette application. Déchirez le papier, plutôt que de le couper, pour lui donner la forme générale de l’espace, à peine plus grand (Figure 4B). Effilocher les bords en tirant doucement sur les fibres. Vérifiez l’ajustement du papier avant de continuer.
- Appliquez de l’adhésif sur le bord intérieur de l’espace sur l’échantillon.
- Placez le papier à l’aide d’une pince à épiler.
REMARQUE : Le papier sera utilisable pendant 1 à 2 min. - À l’aide d’une pince à épiler ou d’un cure-dent, enfoncez doucement le papier dans l’espace afin que les bords du papier s’accrochent à l’adhésif (Figure 4C). Lissez les fibres vers l’extérieur à l’aide d’un cure-dent, d’un coton-tige imbibé d’acétone ou d’un pinceau imbibé d’acétone. Si un outil commence à coller aux matériaux, mettez-le de côté et commencez à utiliser un nouvel outil.
- Une fois le papier en place, saturez-le de consolidant ; Généralement, 1 à 2 gouttes par cm carré suffisent. Laissez-le sécher avant de déplacer l’échantillon.
- Une fois que le composite est sec, ajoutez des couches supplémentaires si nécessaire.
Figure 4 : Démonstration de l’application d’un timbre sur une vertèbre de mammouth. (A) Illustration de l’emplacement du patch sous le plan de surface externe. (B) Vérifier la taille de la pièce de papier kozo par rapport à la zone à réparer. (C) Utiliser une pince à épiler pour fraiser le patch en le pressant sous la surface externe du fossile. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
4. Fabrication d’un poste de travail pour la construction de cales et d’entretoises
- Sélectionnez un sac en polyéthylène de la taille souhaitée.
- Sélectionnez un matériau pour la création d’un plateau, comme du bois, de la mousse de polyéthylène ou du plastique ondulé. Coupez le matériau à une taille qui rentrera dans le sac en polyéthylène.
- Insérez le plateau dans le sac et fermez-le. Tirez sur un côté du sac et collez-le sur le dessous du plateau pour créer une surface supérieure tendue (Figure 5).
Figure 5 : Un espace de travail typique. (A) Pot avec des cure-dents et des cotons-tiges. (B) Flacon d’acétone en polyéthylène haute densité (PEHD). (C) Flacon d’adhésif en PEHD. (D) Flacon de consolidant en PEHD. Les élastiques améliorent l’adhérence lors de l’ouverture de la bouteille. (E) Pince à épiler fine. (F) Papier kozo épais. (G) Sac en toile rempli de sable pour le positionnement des échantillons. (H) Ciseaux. (I) Poste de travail en mousse de polyéthylène à l’intérieur d’un sac en polyéthylène. (J) Brochette de bambou. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
5. Fabrication de cales
REMARQUE : Les cales peuvent être créées à l’avance afin d’être prêtes à l’emploi en cas de besoin (Figure 6A). Conservez-les dans un contenant rigide pour préserver leur forme.
- Choisissez un papier kozo épais (30-50 GSM) pour cette application. Déchirez le papier kozo, plutôt que de le couper, en morceaux de 1 cm x 2 cm.
- Disposez les outils : poste de travail, papier, cure-dents, adhésif, consolidant, acétone (voir le tableau des matériaux pour des exemples). Voir les étapes 4.1 à 4.3 pour les instructions de création d’un poste de travail.
- Enroulez un morceau de papier autour d’un cure-dent neuf et propre (Figure 6B). Faites glisser le tube résultant du cure-dent et placez-le sur le poste de travail.
- Saturez les tubes de papier avec du consolidant, 2 ou 3 gouttes par cale, et laissez-les sécher.
Figure 6 : Création d’une cale. (A) Cales faites pour une utilisation future. (B) Enrouler du papier kozo épais autour d’un cure-dent pour former une cale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
6. Fabrication d’entretoises en acrylique
REMARQUE : Les entretoises en acrylique peuvent être créées à l’avance afin qu’elles soient prêtes à l’emploi en cas de besoin.
- Déterminez la taille nécessaire.
- Si vous créez des entretoises polyvalentes à l’avance, faites une variété d’entretoises de 1 cm de large et de 3 à 5 cm de long.
- Si vous créez une entretoise pour un échantillon particulier, mesurez la hauteur de l’espace où l’entretoise sera placée (voir l’étape 8.1 pour plus de détails sur le placement de l’entretoise). Soustrayez 0,5 cm de cette mesure pour déterminer la longueur nécessaire. Choisissez une largeur de 1 à 2 cm, aussi large que possible pour être facilement manœuvrée en place.
- Coupez l’acrylique à la taille nécessaire (Figure 7A). Si vous utilisez une feuille d’acrylique, coupez avec une scie. Si vous utilisez des tiges d’acrylique, marquez avec une lime métallique, puis cassez bien.
ATTENTION : L’acrylique se brisera conchoïdal lorsqu’il sera coupé ou fracturé. Portez des lunettes de protection et limez les arêtes vives pour éviter les blessures. - Disposez les outils : poste de travail, papier, acrylique découpé sur mesure, adhésif, consolidant, acétone (voir la table des matériaux pour des exemples). Voir les étapes 4.1 à 4.3 pour les instructions de création d’un poste de travail.
- Déchirez le papier kozo épais (30-50 g/m²), plutôt que de le couper, en un rectangle suffisamment grand pour envelopper l’entretoise tout en laissant une marge de 1 à 2 cm à chaque extrémité (Figure 7B).
- Appliquez une couche large et mince d’adhésif sur un côté du papier. Enroulez-le autour de l’entretoise et maintenez-le fermement en place. Assurez-vous que le papier adhère à lui-même.
- Placez l’entretoise sur le poste de travail, coutures vers le bas. Saturez le papier de consolidant, 3 ou 4 gouttes par cm linéaire, et laissez-le sécher.
- À l’aide de ciseaux, coupez les extrémités de l’emballage composite en « rabats de boîte » (figure 7C).
- Évasez les rabats. Appliquez de l’adhésif sur l’extrémité exposée de l’entretoise en acrylique et sur les rabats en composite.
- Appliquez du papier kozo fin (≤ 15 GSM) sur l’extrémité, en recouvrant l’acrylique exposé et en maintenant la forme de l’évasement. Assurez-vous que l’acrylique est entièrement encastré dans le matériau composite (figure 7D).
Figure 7 : Création d’une entretoise en acrylique. (A) Découpe d’une feuille d’acrylique en sections. (B) Une section d’acrylique avec la quantité de kozo épais nécessaire pour l’envelopper. (C) La tolérance à l’extrémité de l’entretoise coupée en « rabats de boîte » puis évasée. (D) Du papier kozo mince fixé à l’acrylique exposé et aux rabats de la boîte avec de l’adhésif. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
7. Installation de cales (remplissage des lacunes)
REMARQUE : Cette méthode comble de grands trous à l’intérieur / à l’extérieur du fossile. Envisagez de fraiser la réparation plutôt que de la faire affleurer la surface, afin que la réparation soit clairement visible dans toutes les répliques futures (figure 8A).
- Disposez les outils : papier, cales, pince à épiler, adhésif, consolidant, acétone et outil(s) de votre choix. Disposez plus d’écouvillons et/ou de cure-dents que nécessaire (voir la table des matériaux pour des exemples). Voir les étapes 5.1 à 5.4 pour les instructions sur la fabrication des cales.
- Créez une base pour le matériau de remplissage (figure 8B) en appliquant un bandage interne (voir les étapes 1.1 à 1.8) ou un timbre (voir les étapes 3.1 à 3.7). Laissez sécher.
- Créez une structure en « nid d’abeille » avec des cales.
- Coupez chaque cale pour qu’elle s’insère dans l’espace, mais pas au-delà de la surface du fossile.
- Placez chaque cale une à la fois. Appliquez de l’adhésif à l’une des extrémités de la cale et placez-la à l’aide d’une pince à épiler (figure 8C).
- Ajoutez de l’adhésif sur le nid d’abeille en vous assurant qu’une partie de l’adhésif pénètre dans les creux intérieurs des cales (figure 8D). Laissez sécher l’adhésif.
- Couvrez le nid d’abeille avec un bandage externe « bardeaux ».
- Utilisez des bandages courts pour couvrir une section à la fois. Laissez un espace entre chaque bandage ; la couche suivante sera décalée (comme les bardeaux de toiture) pour ajouter de la résistance à la réparation (figure 8E).
- Une fois que la première série de bandages est sèche, couvrez les espaces entre elles avec une deuxième série de bandages, en chevauchant les bords (figure 8F).
- Appliquez des couches de bandage supplémentaires jusqu’à ce que le remplissage de l’espace soit opaque (Figure 8G).
Figure 8 : Démonstration du remplissage d’un espace dans un fémur de mammouth. (A) Illustration de l’emplacement du remplissage d’un espace. Notez le placement alterné et décalé du bandage sur la surface extérieure de la réparation. (B) Une pièce fraisée appliquée à l’intérieur d’un espace. (C) Cales placées perpendiculairement à la pièce avec de l’adhésif. (D) Adhésif appliqué sur les cales pour remplir les vides. (E) Kozo épais appliqué sur la couche de cale. Le placement alterné ajoute de la force. (F) Kozo épais couvrant les interstices de la couche sous-jacente. (G) Un remplissage complet après séchage 24 h. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
8. Installation d’entretoises en acrylique
REMARQUE : Déterminez d’abord si un assistant est nécessaire. La manœuvre de gros échantillons peut nécessiter deux préparateurs ou plus.
- Identifiez l’emplacement idéal pour une entretoise. Choisissez un emplacement porteur où chaque extrémité de l’entretoise peut adhérer à l’échantillon.
REMARQUE : Certains échantillons peuvent nécessiter plusieurs entretoises. - Disposez les outils : papier, entretoises, pince à épiler, adhésif, consolidant, acétone et outil(s) de votre choix. Disposez plus d’écouvillons et/ou de cure-dents que nécessaire (voir la table des matériaux pour des exemples). Voir les étapes 6.1 à 6.9 pour les instructions de fabrication des entretoises.
- Appliquez de l’adhésif à l’endroit choisi. Placez l’entretoise, puis utilisez un cure-dent, un coton-tige imbibé d’acétone ou un pinceau imbibé d’acétone pour enfoncer les bords évasés dans la surface du fossile. Si un outil commence à coller aux matériaux, mettez-le de côté et commencez à utiliser un nouvel outil. Appliquez un adhésif supplémentaire sur la base de l’entretoise et laissez-le sécher pendant au moins quelques heures avant de continuer (Figure 9A).
- Testez l’entretoise pour vous assurer qu’elle est bien en place. Appliquez de l’adhésif sur l’extrémité libre de l’entretoise.
- Mettez le prochain fragment de fossile en place, en travaillant avec un assistant si nécessaire. Ajoutez des sacs de sable ou des blocs de mousse au besoin pour le maintenir en position (figure 9B).
- Une fois que l’entretoise et les nouveaux fragments sont stables, utilisez un cure-dent, un écouvillon imbibé d’acétone ou un pinceau imbibé d’acétone pour enfoncer l’extrémité évasée de l’entretoise dans la surface du fossile. Si un outil commence à coller aux matériaux, mettez-le de côté et commencez à utiliser un nouvel outil.
- Appliquez des bandages internes ou externes au besoin pour vous assurer que chaque extrémité de l’entretoise est en plein contact avec l’échantillon. Appliquez des bandages internes ou externes au besoin pour stabiliser le ou les fragments nouvellement positionnés. Laissez sécher les entretoises et les bandages pendant au moins 24 h avant de retirer les supports temporaires (figure 9C) ou de déplacer l’échantillon.
Figure 9 : Démonstration de l’installation d’entretoises en acrylique dans un humérus de mammouth. (A) Une entretoise placée dans une zone où l’os trabéculaire est manquant. L’adhésif a séché pendant 24 h avant de passer à l’étape suivante. (B) De l’adhésif a été appliqué sur l’entretoise et une nouvelle section d’os a été mise en place. Des blocs de mousse soutiennent la structure tandis que l’adhésif durcit et des bandages externes ont été ajoutés le long des coutures. (C) Les supports en mousse ont été retirés après plusieurs jours. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
9. Fabrication d’une brosse pointillée
REMARQUE : La brosse pointillée est un outil facultatif, que certains préparateurs préfèrent utiliser lors de l’application de bandages.
- Choisissez un pinceau étroit à poils souples.
- Disposez les outils : pinceau, ciseaux, ruban de masquage (voir la Table des matériaux pour des exemples).
- Coupez les poils à une longueur de 5 à 10 mm (Figure 10A).
- Couvrez tous les bords métalliques avec du ruban adhésif pour éviter d’endommager accidentellement les échantillons (Figure 10B).
- Utilisez la brosse pendant l’application du pansement (voir étapes 1.1-1.8 et 2.1-2.9). Après avoir appliqué du papier kozo sur l’adhésif, trempez les poils du pinceau dans de l’acétone. Utilisez de légers mouvements de tamponnage pour enfoncer le papier dans la surface du fossile (figure 10C).
Figure 10 : Création d’un pinceau pointillé. (A) Des poils de pinceau et une paire de ciseaux de bureau typiques. (B) Le ruban de masquage recouvre la partie métallique du pinceau. (C) Démonstration de l’utilisation du pinceau en mouvements de tamponnage pour presser le papier kozo en adhésif sur un bassin de mammouth. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
10. Sangles de stabilisation temporaires
REMARQUE : Cette méthode permet de créer des sangles temporaires, qui peuvent maintenir deux échantillons ensemble ou empêcher le mouvement de pièces détachées pendant la préparation, la manipulation ou le transport.
- Disposez les outils : papier, poste de travail, adhésif, consolidant, acétone et outil(s) de votre choix. Disposez plus d’écouvillons et/ou de cure-dents que nécessaire (voir la table des matériaux pour des exemples). Voir les étapes 4.1 à 4.3 pour les instructions de création d’un poste de travail.
- Choisissez deux zones sur l’éprouvette qui serviront de points d’ancrage où la sangle de transport se fixera.
- Mesurez la distance entre les deux points d’ancrage. Multipliez la distance par 2 pour calculer la longueur de la sangle.
- Déchirez du papier kozo épais (30-50 GSM), plutôt que de le couper, en une sangle de la longueur calculée à l’étape 10.3 et d’environ 1 à 2 cm de large. Effilocher les bords en tirant doucement sur les fibres.
- Tordez le milieu de la bande en une structure en forme de corde, en laissant un ancrage plat à chaque extrémité (Figure 11A). Placez la sangle sur le poste de travail, appliquez du consolidant sur la partie torsadée, 1 à 2 gouttes par cm linéaire. Laissez sécher la sangle.
- Appliquez de l’adhésif sur un ancrage, enfoncez-le dans l’un des points d’ancrage et maintenez-le en place pendant au moins 1 min. Laissez sécher la sangle pendant au moins 1 h.
- Appliquez de l’adhésif sur l’ancrage libre, tirez sur la sangle, appuyez sur l’ancre dans le point d’ancrage et maintenez-la en place pendant au moins 1 min. Laissez la sangle sécher pendant au moins 1 h (Figure 11B).
- Appliquez des sangles supplémentaires au besoin, en vous assurant que la section temporairement attachée est bien fixée (Figure 11C).
Figure 11 : Démonstration de l’application d’une sangle de transport sur un humérus de mammouth. (A) Torsion d’un kozo épais en une sangle de transport. (B) Une sangle de transport en place. (C) Des sangles de transport plus longues peuvent s’enrouler autour des échantillons si nécessaire. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
11. Emballage d’échantillons pour le transport et la tomodensitométrie
- Déterminez la forme la plus simple pour contenir l’échantillon (figure 12A). La rupture se produit lorsque les pressions sont réparties de manière inégale, alors choisissez une forme avec le moins de plans et de sommets possible. Si l’échantillon doit être positionné verticalement, utilisez la mousse de la plus haute densité disponible sur le « bas » de l’échantillon pour réduire les mouvements pendant l’imagerie.
- Disposez les outils : blocs et feuilles de mousse de polyéthylène, pellicule étirable en polyéthylène, ruban de papier à faible adhérence (« ruban de peintre »), planche de bois (voir le tableau des matériaux pour des exemples).
- Utilisez de la mousse de polyéthylène haute densité, à cellules fermées, pour remplir les cavités, les vides et les zones concaves. Coupez des blocs de mousse à la bonne taille, puis attachez-les en place avec du film étirable en polyéthylène et/ou du ruban adhésif de peintre. Intégrez des couches au besoin (Figure 12B). Ne placez pas plusieurs couches lâches sur le « fond » ; une seule couche de mousse dense réduira les mouvements pendant l’imagerie.
- Une fois que la forme générale ressemble à la forme choisie à l’étape 11.1, enveloppez étroitement l’échantillon dans des couches de mousse en feuille, en n’oubliant pas d’éviter d’accumuler des couches sur le « fond ». Utilisez une pellicule étirable et/ou du ruban adhésif pour maintenir chaque couche en place (Figure 12C).
- Écrivez des informations importantes, telles que « this end up », sur du ruban adhésif dans des zones très visibles. Enveloppez l’échantillon hermétiquement avec une dernière couche de film étirable (Figure 12D).
- Créez une base en bois en découpant une planche à la bonne taille. Collez de la mousse sur le tableau. Garder l’échantillon attaché à la planche avec une pellicule étirable pendant le transport (Figure 12E).
Figure 12 : Démonstration de l’emballage de transport avec un humérus de mammouth. (A) Exemples de plans réducteurs et de sommets d’une éprouvette. L’os d’un membre peut être réduit à la forme d’un cylindre. Une mandibule proboscidienne peut être réduite à une forme pyramidale modifiée. (B) Remplissage des concavités avec des blocs de mousse haute densité coupés à la taille et attachés en place avec une pellicule étirable. (C) Envelopper hermétiquement l’échantillon dans de la mousse en feuille. (D) Trois couches de film étirable sécurisant l’emballage. (E) Le fait de garder l’échantillon attaché à une planche maintenait l’échantillon stable et facilitait son transport. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
12. Retrait du composite papier-résine
- Disposez les outils : boules de coton, cotons-tiges, pince à épiler et acétone (voir la table des matériaux pour des exemples).
- Trempez une boule de coton dans de l’acétone. Touchez la boule de coton pour réparer le composite papier-résine et maintenez-la en place pendant 2 à 3 minutes (Figure 13A).
ATTENTION : Une exposition répétée ou prolongée à l’acétone peut blesser la peau. Envisagez d’utiliser un équipement de protection individuelle. - Commencez à déplacer la boule de coton en mouvements doux et tourbillonnants, en encourageant l’acétone à pénétrer dans le composite. Soulevez la boule de coton périodiquement et vérifiez si le composite s’est ramolli.
- Lorsque le composite se ramollit, commencez à glisser la boule de coton des bords de la réparation vers le centre jusqu’à ce qu’elle commence à se soulever (Figure 13B).
- Lorsque les bords commencent à se soulever, trempez un coton-tige dans de l’acétone et continuez à glisser pour soulever le composite loin du fossile. Réappliquez de l’acétone au besoin pour garder le composite souple (Figure 13C).
- Le composite doit se séparer proprement du fossile (figure 13D). Si des matériaux fossiles commencent à apparaître avec le matériau composite, appliquez de l’acétone supplémentaire.
- Une fois le composite retiré, trempez un coton-tige frais dans de l’acétone pour éliminer tout résidu. Ne pas épiler les fibres restantes ; Continuez à frotter doucement jusqu’à ce qu’ils soient retirés.
- Laissez la zone sécher avant de déplacer l’échantillon ou d’appliquer une nouvelle réparation.
Figure 13 : Démonstration de l’élimination d’un composite papier-résine d’un bassin de mammouth. (A) Tenir une boule de coton imbibée d’acétone sur le composite choisi pour l’enlèvement. (B) Glisser les bords du composite pour vérifier s’il s’est desserré. (C) Glisser les bords du composite avec un coton-tige imbibé d’acétone pour l’encourager à se soulever. (D) Le composite a été retiré de l’échantillon. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Résultats
Les protocoles décrits ci-dessus ont été mis en œuvre sur l’échantillon WACO 1000 en utilisant une solution 1:4 de B-72 dans de l’acétone comme consolidant, une solution 1:1 de B-72 dans de l’acétone comme adhésif26, un papier de 9 GSM comme « kozo mince » et un papier de 41 GSM comme « kozo épais ». Les points de contact ont été renforcés par des bandages internes et externes. Les vides dans l’os cortical ont été remplis d’une combinaison de bandages et de cales, créant des points de contact supplémentaires entre les fragments.
Pour éviter l’effondrement de la diaphyse, une entretoise a été installée au centre de la cavité. Les fragments ne se sont pas alignés dans une section en raison de processus taphonomiques qui déforment l’os ; Une deuxième entretoise assurait que l’os cortical maintenait sa position de chaque côté de l’espace résultant. Les entretoises ont été découpées dans une feuille de « verre » acrylique laissée par la construction d’une exposition muséale. L’enveloppement des entretoises dans du composite a permis aux entretoises de maintenir leur position dans l’échantillon et a également protégé l’échantillon de toute arête vive où l’acrylique avait été coupé.
Après la reconstruction, l’échantillon a pu résister à la manipulation et à l’orientation verticale sans dommage (figure 14A). Pour emballer l’échantillon en vue du transport, le personnel du musée a choisi les matériaux en fonction de la distance que l’échantillon parcourrait et de la quantité de manipulation nécessaire pour positionner l’échantillon. Le personnel a inspecté l’échantillon avant et après chaque voyage de recherche afin de vérifier s’il n’avait pas été endommagé pendant le transport.
L’échantillon a été imagé à la clinique vétérinaire du zoo de Cameron Park (CPZ) à Waco, au Texas, à l’aide d’un générateur de rayons X portable et d’un système de radiographie numérique directe. Pour se préparer à un bref transport (3,7 km), l’échantillon a été enveloppé dans un sac en polyéthylène, puis attaché à une planche de bois recouverte d’un film étirable en polyéthylène. Une fois arrivé à l’installation, l’échantillon a été retiré de la planche de bois, retiré du sac, puis placé horizontalement sur un panneau de détection de radiographie numérique sans fil. De la mousse de polyéthylène et du ruban de papier à faible adhérence ont soutenu la position de l’échantillon pendant l’imagerie (figure 14B). Les images ont été acquises à 75 kV et 3,0 mA. Un petit fragment (< 1 cm2) s’est détaché de l’échantillon pendant le transport de retour. Le fragment a été rattaché et renforcé par un bandage externe après que le spécimen a été renvoyé au musée.
L’échantillon a ensuite été imagé à l’installation de tomographie par ordinateur à rayons X à haute résolution de l’Université du Texas (UTCT Lab) à Austin, au Texas, à l’aide d’un scanner et d’un détecteur à écran plat. Pour se préparer à un transport plus long (162,5 km), des sangles de transport en papier et en résine ont été appliquées sur une section de l’échantillon qui nécessitait un soutien supplémentaire. Les vides et les concavités ont été remplis de blocs de mousse de polyéthylène, qui ont été découpés et maintenus en place avec une pellicule étirable en polyéthylène. L’échantillon a ensuite été recouvert de couches de feuilles de mousse de polyéthylène maintenues en place avec une pellicule étirable et du ruban de papier à faible adhérence. Une pellicule étirable maintenait l’échantillon attaché à une planche de bois pendant le transport. Une fois que l’échantillon est arrivé à l’établissement, il a été retiré du tableau. En gardant l’échantillon enveloppé, il a ensuite été positionné verticalement à l’intérieur d’un cylindre acrylique (Figure 14C) et stabilisé avec de la mousse de résine phénolique (« mousse de fleuriste »). Quatre balayages volumétriques ont été effectués (225 kV, 0,31 mA, préfiltre à plaque de laiton) avec une distance source-objet de 611,27 mm et une distance source-détecteur de 899,209 mm. La taille du voxel était de 136,0 μm et un total de 6025 tranches ont été produites. L’échantillon est resté vertical pendant près de 25 h avant d’être remis en position horizontale. Au cours de cette deuxième excursion, l’échantillon n’a subi aucun dommage dû au transport, à l’imagerie ou au déballage au retour.
Dans les radiographies simples de CPZ, la plupart des réparations composites ne sont pas visibles. Certaines zones avec plusieurs couches de composite ont des contours visibles. Les parties en acrylique des entretoises sont visibles, mais translucides, et aucun autre artefact n’a été produit (figure 14D). Dans les images de tomodensitométrie de l’UTCT, le composite est visible sous la forme d’une faible ombre. La partie acrylique des entretoises est d’un gris uniforme, propice à la segmentation numérique si on le souhaite (Figure 14E).
Figure 14 : Résultats de la préparation et de l’imagerie de l’échantillon WACO 1000. (A) L’échantillon après reconstruction. Les sections manquantes sont marquées en gris. (B) WACO 1000 en position pour les rayons X au zoo de Cameron Park. (C) WACO 1000 en position pour la tomodensitométrie à UT Austin. (D) Image radiographique de la zone délimitée en bleu à la figure 14A. (E) Image CT de la région marquée d’une ligne pointillée rouge sur la figure 14A. Les entretoises en acrylique sont marquées par des flèches jaunes, les bandages sont marqués par des flèches vertes, les cales sont marquées par des flèches violettes et la mousse de polyéthylène est marquée par une flèche rose. Cette coupe CT peut être vue sans flèches sur la figure 15. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Un certain durcissement du faisceau s’est produit dans les sections les plus denses du spécimen, ce qui correspond à d’autres matériaux fossiles14. Cependant, aucun durcissement du faisceau ne s’est produit dans l’acrylique, et aucun matériau acrylique ou composite n’a généré de traînées ou d’artefacts d’étoiles (figure 15).
Figure 15 : Tranche transversale en TC de l’échantillon WACO 1000. Cette image peut être vue avec des notations à la figure 14. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Supplément 1 : Détails des présentations aux réunions annuelles de la Society of Vertebrate Paleontology, de 2022 à 2024. Les présentations comprennent à la fois des affiches et des conférences. L’information a été compilée à partir de résumés, et les auteurs ont été contactés pour obtenir des éclaircissements au besoin. Lorsqu’une présentation comprenait des fossiles de plusieurs périodes, la présentation était classée en fonction du spécimen le plus ancien numérisé. Lorsque plus d’une présentation utilisait le même balayage, une seule présentation était incluse dans l’ensemble de données. Aucun fossile du Cénozoïque n’a été exclu à l’aide de ces méthodes. Les notes comprennent des détails sur les auteurs contactés et/ou des détails sur les spécimens inclus dans la présentation. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Discussion
La « méthode Mayborn » est une série de techniques utilisant des composites papier-résine pour reconstruire et soutenir des spécimens fossiles. Développées par des chercheurs du Waco Mammoth National Monument au Mayborn Museum Complex (Waco, Texas), ces techniques ont évolué à partir de celles utilisées dans deux autres institutions de recherche quaternaire, La Brea Tar Pits and Museum (Los Angeles, Californie)28,29, et The Mammoth Site (Hot Springs, Dakota du Sud)27. Bien que ces méthodes aient été développées pour relever les défis uniques du travail avec des fossiles quaternaires, elles devraient convenir à la plupart des fossiles de vertébrés.
Ces méthodes ont été testées sur des spécimens de mammouth colombien (Mammuthus columbi) du Waco Mammoth National Monument (WMNM), conservé au Mayborn Museum Complex (MMC) de l’Université Baylor, tous deux à Waco, au Texas, aux États-Unis. Les fossiles WMNM ont été déposés ≥ 50 000 ans avant le présent31 ans, et la perminéralisation du matériau est minime. Les fragments d’échantillons se fracturent et/ou s’effritent souvent lorsqu’ils sont manipulés, et le déplacement d’échantillons reconstruits peut entraîner un effondrement ou une fragmentation. De 2016 à 2021, les préparateurs ont utilisé un composé de gypse (« mastic aqueux ») pour stabiliser les échantillons lorsque le B-72 seul était insuffisant.
Le National Park Service recommande d’utiliser des matériaux qui ne libèrent pas de gaz ou de fluides qui causent une détérioration21. Afin de mieux se conformer à ces recommandations, les procédures opérationnelles normalisées du WMNM ont été mises à jour en 2021 pour rendre obligatoire l’utilisation de méthodes réversibles et de documents d’archives. Ce mandat a éliminé l’utilisation de composés de gypse, mais a également exclu des alternatives telles que les mastics époxy et les cyanoacrylates. La conservation des spécimens de WMNM devait répondre aux problèmes de stabilité tout en respectant les directives institutionnelles, de sorte que les chercheurs de WMNM ont commencé à chercher une alternative facilement réversible aux composés de gypse.
L’humérus droit d’un mammouth (WACO 1000) a été sélectionné pour l’imagerie par rayons X et par tomodensitométrie afin de documenter une pathologie impliquant la perte d’un grand volume d’os trabéculaire dans la diaphyse. En raison de la pathologie, l’épiphyse distale était considérablement plus lourde que la diaphyse creuse, avec peu de points de contact entre les deux sections. Deux premières réparations, utilisant uniquement du B-72 dans de l’acétone comme consolidant et adhésif, ont échoué lorsque l’échantillon a été déplacé. Les deux fois, l’adhésif s’est détaché des points de contact entre les sections, ce qui a entraîné le détachement de l’épiphyse distale de la diaphyse et a provoqué une abrasion supplémentaire de l’os cortical. À la lumière des analyses prévues pour l’échantillon, la recherche d’un stabilisant alternatif incluait désormais le critère selon lequel le ou les nouveaux matériaux n’interféreraient pas avec la radiographie. En fin de compte, les chercheurs ont choisi des composites papier-résine et des supports acryliques pour la reconstruction de l’échantillon.
L’utilisation de ces composites pour la reconstruction offre plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes conventionnelles. Un avantage non négligeable est que ces composites se sont avérés faciles à enlever, contrairement aux matériaux de remplissage tels que les composés de gypse et les mastics époxy. Les chercheurs ont pu utiliser des composites dans plusieurs scénarios difficiles au sein de la collection WMNM. Le matériau composite était suffisamment solide pour supporter un fémur de mammouth perminéralisé avec des fragments fortement abrasés (figure 2). À 9 g/m/m², les bandages kozo étaient suffisamment délicats pour adhérer aux contours de petites vertèbres artiodactyles et d’une carène d’oiseau de 4,1 cm, également de WMNM. Un autre avantage des composites est qu’ils n’augmentent pas considérablement le poids de l’échantillon, ce qui améliore la stabilité, facilite le transport et réduit l’usure future des armoires de stockage.
L’ajout de supports internes en acrylique est une nouvelle technique que nous avons trouvée être une amélioration significative par rapport aux structures métalliques conventionnelles et/ou aux composés à haute densité. Ces types de support sont souvent nécessaires pour garder intacts les grands spécimens subfossiles 1,19. Bien que ce type de préservation soit courant chez des fossiles relativement plus jeunes, tels que les spécimens quaternaires 1,3,6, il a également été observé dans d’autres contextes, tels que les fossiles exceptionnels du Crétacé de Mongolie25,32. Étant donné que ces spécimens sont susceptibles d’être endommagés lorsqu’ils sont déplacés, ils peuvent être considérés comme trop fragiles pour des investigations qui nécessitent plus qu’une brève manipulation 1,2,32. En stabilisant les échantillons fragiles tout en évitant les matériaux à haute densité, cette méthode élargit les possibilités de recherche pour des échantillons auparavant considérés comme trop difficiles pour l’analyse radiologique.
Les composites papier-résine peuvent être intégrés tout au long du processus de conservation des fossiles, de l’application sur le terrain à la préparation de l’exposition. Des bandages peuvent être placés sur le terrain pour stabiliser les fragments lâches, empêcher l’effondrement ou fournir une barrière entre l’échantillon et sa gaine de plâtre27. Les bandages peuvent également maintenir les fragments en place pendant que d’autres traitements sontappliqués28. Le personnel du WMNM a utilisé avec succès des sangles de stabilisation pour articuler un humérus, un radius et un cubitus mammouths en position de vie pour l’exposition. Les préparateurs n’ont pas eu besoin de beaucoup de temps ou d’efforts pour apprendre les nouvelles techniques, et avec de la pratique, certains ont été capables de créer des bandages presque imperceptibles (Figure 3C, Figure 10C).
Les préparateurs intéressés par l’utilisation de ces techniques doivent être conscients de quelques limites. Les solvants tels que l’acétone et divers alcools peuvent endommager les biomolécules d’un échantillon 27,33,34. Les échantillons pouvant être utilisés pour la recherche moléculaire (ADNa, protéines, lipides, etc.) ne doivent pas être exposés à des solvants. De plus, les consolidants et les adhésifs modifient la composition chimique d’un échantillon, ce qui peut affecter l’analyse isotopique ultérieure33,34. L’application d’adhésifs, de charges et de bandages modifiera la surface d’un échantillon, obscurcissant potentiellement les détails morphologiques, ichnologiques et/ou taphonomiques18,33. Une documentation minutieuse de toutes les méthodes utilisées sur un spécimen est la meilleure pratique pour aider les recherches paléontologiques futures18,35. Les préparateurs peuvent envisager de noter où les matériaux composites ont été appliqués, afin d’éviter ces zones lors du prélèvement d’échantillons pour toute analyse. Ces méthodes ne doivent pas être appliquées à des échantillons qui peuvent être utilisés dans des analyses chimiques, chronologiques ou d’usure de surface.
L’anticipation des besoins en matière de recherche est une compétence importante pour le préparateur35, mais on ne peut pas prévoir tous les scénarios de recherche possibles. La méthode la moins intrusive est celle qui laisse intactes les caractéristiques les plus critiques d’un échantillon. Une liste exhaustive de tous les scénarios possibles de préparation des fossiles ne serait pas pratique, mais un examen des scénarios courants peut être instructif. La figure 16 présente un résumé des flux de travail les plus couramment utilisés dans le laboratoire de préparation des fossiles du WMNM.
Figure 16 : Application par étapes de la méthode Mayborn dans trois scénarios courants de préparation des fossiles. Pour chaque scénario, les traitements sont présentés du moins invasif au plus invasif. Après chaque traitement, les préparateurs doivent vérifier la stabilité de l’échantillon. Si l’échantillon reste instable, ils doivent alors passer au traitement suivant. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Les problèmes les plus fréquents que nous rencontrons avec ces nouveaux protocoles concernent la conformité des composites aux contours de l’échantillon. Nous avons constaté que lorsque la surface d’un spécimen est complexe, nous avions plus de succès à appliquer plusieurs couches de kozo mince plutôt qu’une seule couche de kozo épais. À cet égard, nous avons parfois rencontré des problèmes lorsque les fibres du papier ne restaient pas à plat pendant l’application, et lorsque le composite commençait à sécher, les tentatives de déplacement des fibres ont entraîné l’adhérence du matériau aux outils et son détachement de l’échantillon. Dans ces cas, nous avons trouvé préférable de laisser le composite sécher complètement, puis de retoucher la réparation en appliquant 1 ou 2 gouttes de consolidant sur la zone et en lissant les fibres avec un coton-tige imbibé d’acétone.
Les auteurs continuent d’expérimenter avec différents matériaux pour stabiliser au mieux les grands spécimens. Les protocoles décrits ci-dessus ont été mis en œuvre avec succès sur l’échantillon WACO 1000 en utilisant du B-72 dans de l’acétone comme consolidant et adhésif, du papier 9 GSM comme « kozo mince » et du papier 41 GSM comme un « kozo épais ». Après la reconstruction du WACO 1000, les préparateurs d’échantillons WMNM sont passés à l’utilisation du B-76 en raison de problèmes de chaîne d’approvisionnement ayant eu une incidence sur la disponibilité du B-72. Les préparateurs n’ont remarqué aucune différence notable dans la qualité des composites fabriqués avec du B-76 et ceux fabriqués avec du B-72 (voir le Tableau des matériaux). D’autres combinaisons de différentes résines et/ou papiers peuvent améliorer les résultats dans d’autres laboratoires. Le temps de travail variera en fonction de facteurs tels que la température, l’humidité, la ventilation et les matériaux utilisés. Les préparateurs doivent expérimenter différentes viscosités de consolidant et d’adhésif pour évaluer ce qui fonctionne le mieux dans les conditions de leur laboratoire.
Déclarations de divulgation
Les auteurs ne déclarent aucun conflit.
Remerciements
Nous remercions Stephany Potze (La Brea Tar Pits and Museum) pour ses conseils dans le développement d’une première version de ces techniques, Jeff Huckeby et Jim Fau (Mayborn Museum Complex) pour leur aide avec les outils et les matériaux, G. Brian Henley et James Kusmierczyk (Cameron Park Zoo) pour leur expertise, Jessica Maisano et Dave Edey (University of Texas High-Resolution X-ray Computed Tomography Facility) pour leurs conseils et la résolution de problèmes. Kris Juntunen (Université d’État de Tarleton) pour le transport et l’assistance, et Evan Cerna et Molly Gielas (Département des géosciences de l’Université Baylor) pour l’aide à la manipulation des spécimens. Nous remercions l’équipe éditoriale et les réviseurs, dont les suggestions ont amélioré ce manuscrit. Ce travail a été rendu possible grâce au financement du Programme de recherche coopérative et de formation du système des parcs nationaux (subventions # P21AC10517 et P22AC01166), aux bourses de recherche Bryce C. Brown du Mayborn Museum, au département de géosciences de l’Université Baylor et à une bourse commémorative Frank Crane de la Dallas Paleontological Society. La tomodensitométrie a été rendue possible grâce au programme d’instrumentation et d’installations de la division des sciences de la Terre de la NSF (NSF EAR-1762458) et à la NASA (80NSSC23K0199).
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Acétone | Uline | S-25036 | |
| Tiges en acrylique | Blick | 56929-5114 | Acrylique préformé pouvant être découpé à la longueur nécessaire. |
| Feuilles en acrylique | Uline | S-22486 | L’option la plus rentable doit être découpée aux dimensions nécessaires. |
| Brochettes en bambou | Lowes | 5506242 | Les brochettes en bois sont également acceptées. |
| Planche | Lowes | 1368 | |
| Résine thermoplastique Butvar B-76 | TALAS | TCD001005 | Pour une utilisation comme consolidant et/ou adhésif. Fiche de données de sécurité : https://www.talasonline.com/images/PDF/MSDS/butvar_b76.pdf?srsltid=AfmBOoqmrD4d3F1OW _W3MovVlSk-xk_EHQrQd 5ZTn6GmZFgS1jDXBgKu |
| Boules de coton | Uline | S-16227 | |
| Cotons-tiges | Uline | S-18985 | |
| Protection des yeux | Uline | S-7023 | |
| Bouteilles en HDPE | Paléobond | Aucune donnée | Listé comme « bouteille vide de 2 oz avec buse à tête d’épingle et capuchon » à https://paleobond.com/product/2-oz-empty-bottle-with-pinhead-nozzle-and-overcap/ |
| Ruban papier à faible adhérence / Bande de peintre | Uline | S-23242 | |
| Fichiers métal | Blick | 84218-1001 | |
| Pinceau | Blick | 06000-0409 | |
| Ruban en papier/ruban de masque | Uline | S-11736 | |
| Résine thermoplastique paraloïde B-72 | TALAS | TFK028003 | Pour une utilisation comme consolidant et/ou adhésif. Fiche de données de sécurité : https://www.talasonline.com/images/PDF/MSDS/B-72MSDS.pdf?srsltid=AfmBOor_ssJ1FJBcg rftOZ2zRhMocJDlIRLPqjS WSbkKI51tmpIiCdWQ |
| Sacs en polyéthylène | Uline | S-1713 | |
| Blocs de mousse de polyéthylène | Uline | S-15690 | |
| Feuilles de mousse de polyéthylène | Uline | S-2963 | |
| Enveloppe extensible en polyéthylène | Uline | S-741 | |
| Élastiques | Uline | S-17254 | |
| Sable | Lowes | 10392 | |
| Sacs de sable (vide) | Uline | S-14843 | Remplissez un demi-à deux tiers de sablage et coudez fermement. |
| Scie | Lowes | 1097900 | Toute scie à base ou scie sur table fera l’affaire. |
| Ciseaux | Uline | H-6415 | |
| Kit de couture | Blick | 73502-1019 | |
| Bandage extensible | Uline | S-741 | |
| Un kozo washi épais | TALAS | TPB073404 | Yukyu-Shi 41 GSM |
| Kozo washi fin | TALAS | TPB094001 | Tengujo 9 GSM |
| Cure-dents | Blick | 85915-1025 | |
| Brucelles | Uline | S-25214 |
Références
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- Mallison, H. Digitizing Methods for Paleontology: Applications, Benefits and Limitations. Computational paleontology. , Springer. Berlin. (2011).
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- Racicot, R. Fossil secrets revealed: X-ray CT scanning and applications in paleontology. Paleontol Soc Pap. 22, 21-38 (2017).
- Ketcham, R. A., Carlson, W. D. Acquisition, optimization and interpretation of X-ray computed tomographic imagery: applications to the geosciences. Comput Geosci. 27, 381-400 (2001).
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- Imai, T., Hattori, S., Uesugi, K., Hoshino, M. High-energy synchrotron-radiation-based X-ray microtomography enables non-destructive and micro-scale palaeohistological assessment of macro-scale fossil dinosaur bones. J Synchrotron Radiat. 30, 627-633 (2023).
- Reims, N., Schulp, A., Böhnel, M., Larson, P. An XXL-CT-scan of an XXL Tyrannosaurus rex skull. 19th World Conference on Non-Destructive Testing, Munich, Germany, , https://www.academia.edu/download/81827633/fr2c4.pdf (2016).
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- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 83rd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2023_svp_program-final-10032023/ (2023).
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Réimpressions et autorisations
