Le Natural History Museum (NHM) de Londres est l’un des rares musées au monde à automatiser le scanning CT par rayons X des spécimens. Il a récemment pris livraison de son deuxième scanner CT de Nikon Metrology, une partie de la société mondiale Nikon, qui a une vaste expérience de travail avec les musées et qui les conseille sur tous les continents.
Le dernier système Nikon XTH225 ST est équipé d’un chargeur automatique d’échantillons à 10 stations dans lequel les supports d’échantillons sont chargés à l’intérieur de l’armoire, ce qui permet au manipulateur intégré du système de les charger automatiquement sur la platine de scanning et de les récupérer par la suite. Le but de l’initiative au NHM est non seulement d’aider les chercheurs du Musée dans ses nombreux départements et disciplines, mais aussi d’accélérer l’inspection non destructive, non invasive et la numérisation de ses vastes collections, notamment les objets, les animaux, les plantes, les fossiles, les roches et les météorites. De nombreux types d’animaux sont soumis à des investigations, notamment pour la comparaison morphométrique de leurs squelettes. C’est un moyen facile d’obtenir des résultats précis et reproductibles pour l’analyse par ordinateur afin de faciliter l’étude des tendances évolutives, sans introduire la variabilité de l’observation humaine. Par exemple, les coraux (qui, bien qu’immobiles, sont classés parmi les animaux) sont régulièrement scannés dans le cadre d’études sur le réchauffement climatique. En outre, le XTH225 ST est utilisé par des clients industriels pour l’analyse 3D non destructive d’échantillons tels que des batteries, des pièces produites par fabrication additive et des structures en nid d’abeille. Les applications industrielles représentent environ 20 % du débit du système et contribuent au revenu annuel du Musée. Le processus d’acquisition de données accélère l’imagerie continue de la collection de spécimens du NHM afin que la base de données puisse être remplie plus rapidement avec des modèles numérisés 3D de
leurs caractéristiques externes et internes. Il en résulte que l’information peut être partagée plus rapidement avec les chercheurs, les conservateurs, le milieu universitaire, les entreprises et le grand public à l’échelle internationale.
La possibilité d’utiliser l’équipement de manipulation de l’instrument pour charger automatiquement les articles à numériser a été un facteur clé dans notre décision d’acheter ce scanner micro-CT. -Dr Vincent Fernandez, responsable du laboratoire micro-CT du Musée
« Nous reconnaissons également la nécessité d’avoir un équipement fiable et une bonne qualité d’imagerie. Le système du Musée fonctionne souvent 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Notre précédent scanner, un système micro-CT Nikon 225 kV livré en 2008, est toujours en service aujourd’hui dans une entreprise industrielle du continent. » Il a également indiqué que l’équipement d’automatisation du NHM est largement utilisé pour l’inspection sans surveillance d’objets suffisamment petits pour être placés sur chacune des dix stations de support d’échantillons du rack, dont chacun a un diamètre d’environ 5 cm. Quel que soit le système de tomographie, les temps de balayage longs donnent les meilleurs résultats. C’est là que le chargeur automatique d’échantillons excelle, permettant des temps de balayage sans surveillance allant jusqu’à deux heures par échantillon pendant la nuit et les week-ends, maximisant le débit tout en fournissant la meilleure résolution possible. Toutefois, si la résolution maximale est sacrifiée pour une vitesse et un débit plus élevés, une exigence typique des applications industrielles, le système est capable de numériser et de reconstruire en 3D en moins de deux minutes.
Le nouveau système Nikon XTH225 ST installé dans l’installation de micro-CT par rayons X du Natural History Museum à Londres.
Le XTH225 ST dispose d’un champ de vision maximum de 42,75 x 42,75 cm, ou 85,5 x 85,5 cm en offset CT, et peut accueillir des échantillons jusqu’à 70 cm de haut. Ces échantillons plus larges sont montés directement sur la platine manuellement et les échantillons plus grands sont numérisés en assemblant plusieurs scans, ou en utilisant le logiciel de scan hélicoïdal X.tend pour produire une seule image étendue sans artefacts de faisceau conique vertical. La productivité de numérisation est augmentée non seulement par le chargeur automatique pour les plus petits échantillons, mais aussi par le dernier, unique, Rotating Target 2.0 de Nikon. La puissance qui peut être mise dans une cible statique est limitée par la dissipation de chaleur du matériau ; trop de puissance fera fondre la cible, entraînant une perte de concentration. La cible rotative de Nikon surmonte ce problème en tournant une cible refroidie par eau à 6000 rpm, dissipant ainsi la chaleur sur une piste périphérique et permettant de tripler la puissance ou la résolution des rayons X. La cible rotative peut être utilisée pour augmenter considérablement la vitesse de numérisation ou pour produire une taille de foyer plus petite pour une puissance donnée par rapport à une cible statique. La cible rotative peut fonctionner en continu à 450 watts sans nécessiter de période de refroidissement. Cette puissance associée avec le dernier détecteur de 8 mégapixels et 16 bits permet des taux d’acquisition de données de 15 images/s en pleine résolution, ou 30 images/s avec le détecteur groupé 2 x 2 pixels. Pour les raisons susmentionnées, le Dr Fernandez maintient la cible rotative en place pendant la majeure partie du temps d’utilisation du système. Cependant, si une taille de foyer plus petite est nécessaire, le système a été fourni avec une cible statique facilement interchangeable de 3 microns et une cible de transmission de 1 micron pour une résolution encore plus grande. Le Dr Fernandez décrit la cible de transmission comme étant « excellente pour l’étude de très petits échantillons ».
De plus, le système est fourni avec la cible multi-métal unique de Nikon. Outre la cible de tungstène standard, l’opérateur peut sélectionner trois matériaux alternatifs, le molybdène étant le deuxième plus utile car il est idéal pour l’étude des spécimens délicats comme les feuilles ou les composants en plastique. Il existe également un choix de cibles en argent et en cuivre pour différentes applications et toutes peuvent être échangées sans briser le vide du tube source.
L’équipement est facile à utiliser et nous permet d’ajuster finement les réglages pour étudier de manière optimale un large éventail d’objets différents. Avec l’avantage supplémentaire du chargement et du déchargement automatisés des échantillons, nous avons été en mesure de scanner en moyenne 100 articles par mois depuis que nous avons commencé à utiliser le nouveau système de micro-tomodensitométrie.
