Les visiteurs du zoo de Prague peuvent profiter d’un spectacle insolite : une réplique grandeur nature d’un crâne de Triceratops. Nous avons utilisé la photogrammétrie pour créer un clone 1:1 d’un véritable crâne de dinosaure et l’avons imprimé en 3D sur nos imprimantes 3D Original Prusa XL. La sculpture finale de 226 x 153 cm est l’une des plus grandes choses que nous ayons jamais imprimées et pèse plus de 66 kilogrammes (145 livres) sans le support. Voyons comment nous l’avons fabriquée !

Quelle taille d’objets peut-on imprimer en 3D ?

Si jamais vous visitez Prague, en République tchèque, vous pouvez commencer votre voyage en plongeant bien plus profondément dans l’histoire que ce que les belles rues de la vieille ville pourraient offrir. Presque juste à côté de l’aéroport de Prague, se trouve le centre commercial POP Airport, qui cache un secret unique parmi ses nombreux magasins de vêtements et de cosmétiques : un musée des dinosaures appelé Dinosauria.

Avec des fossiles réels vieux de 154 millions d’années et de nombreux modèles grandeur nature (et réalistes), l’exposition a quelque chose à offrir à tous les fans de Jurassic Park. Bien sûr, nous sommes également devenus curieux et une conversation amicale avec le personnel du musée a rapidement soulevé deux questions. Tout d’abord, c’était « Pouvez-vous scanner un crâne de dinosaure et le transformer en modèle 3D ? » et une autre question a rapidement suivi : « Alors, pouvez-vous peut-être imprimer une réplique grandeur nature du crâne sur vos imprimantes 3D ? » ce à quoi notre collègue a immédiatement répondu : « You bet jur-ass-i-can » (« Évidemment que je peux ! »)

Bon, il ne l’a pas formulé ainsi, mais nous aimons prétendre que c’est le cas. Quoi qu’il en soit, cela a abouti à un défi amical : essayons de scanner un véritable crâne de Triceratops et de créer une réplique imprimée en 3D.

Voici Trik le Tricératops

Trik est le dinosaure que nous avons scanné au musée. Son squelette a été découvert dans la Hell Creek Formation, dans le Montana. Le squelette a 66 millions d’années et a été découvert dans un état relativement bien conservé. Le squelette de Trik montre qu’il était extrêmement grand, environ 30 % plus grand que ce qui est habituel pour le Triceratops horridus. La meilleure preuve en est son fémur, qui mesure 30 cm de plus que chez les autres individus de cette espèce – 132 cm, soit approximativement la taille d’un enfant de neuf ans. Trik aurait pu mesurer jusqu’à 9 mètres de long et peser environ 12 tonnes, soit l’équivalent de trois éléphants indiens réunis. Les bosses et blessures visibles sur son squelette suggèrent qu’il a survécu à de nombreuses attaques au cours de sa vie – le grand trou dans la collerette osseuse a probablement été causé par un T-Rex.

 

Le Triceratops, dont le nom signifie « visage à trois cornes », était un dinosaure herbivore qui parcourait la Terre à la fin du Crétacé, il y a environ 68 à 66 millions d’années. Ce dinosaure emblématique est connu pour son apparence distinctive, avec une grande collerette osseuse à l’arrière de son crâne et trois cornes faciales. Les deux longues cornes au-dessus de ses yeux et une plus courte sur son nez faisaient du Tricératops l’un des dinosaures les plus reconnaissables et les mieux défendus de son époque.

Un fait intéressant à propos du Triceratops est sa taille, certains individus atteignant des longueurs allant jusqu’à 30 pieds et pesant plus de 10 tonnes. Ces puissants herbivores étaient capables de charger des menaces ou des rivaux potentiels, en utilisant leurs cornes pour la défense et des démonstrations de domination. Des fossiles de Triceratops ont été découverts en Amérique du Nord, en particulier dans des régions comme le Montana, le Dakota du Sud et le Wyoming, fournissant des informations précieuses sur les écosystèmes de la fin du Crétacé et sur la diversité des dinosaures qui les habitaient.

Triceratops horridus, auteur Nobu Tamura, sous licence CC BY-SA

Quatre cents photos

Il existe plusieurs façons de créer une réplique numérique d’un objet réel, mais seules deux étaient adaptées à cette tâche. Un scanner 3D portable ou la photogrammétrie. Nous avons choisi cette dernière en raison de son accessibilité. Si vous possédez un appareil photo reflex numérique et un PC moyennement puissant, vous pouvez également le faire.

Nous avons utilisé un Fujifilm X-H1 pour prendre près de 400 photos numériques de l’intégralité du squelette du Triceratops. Celles-ci ont ensuite été réduites à 250 meilleures photos que nous avons finalement intégrées au populaire logiciel Reality Capture. Ce logiciel peut analyser des centaines de photos et les transformer en objets 3D détaillés. Cela a cependant un prix – nous avons dû utiliser un puissant GPU GeForce RTX 3080 pour traiter les photos dans un délai raisonnable. Dans notre cas, le résultat était un modèle comportant 5 219 328 triangles, ce qui était parfait car nous avions besoin d’autant de détails que possible. Et petite anecdote amusante : même si nous nous sommes concentrés sur le crâne, les photos ont également suffi à reconstruire assez bien le corps. Mais nous étions surtout intéressés par le crâne, nous avons donc fini par retirer le reste du modèle.

D’ailleurs, si vous souhaitez examiner le crâne, n’hésitez pas à le faire ! Le modèle est disponible sur Printables.com!

Coupe mon crâne en morceaux

Le crâne massif a dû être découpé en blocs plus petits qui pourraient être imprimés sur l’Original Prusa XL. Techniquement, nous pourrions les réduire encore davantage, mais cela signifierait qu’il y aurait beaucoup trop de coupes. Même avec l’énorme imprimante XL, nous avons fini par diviser le modèle en 34 énormes pièces.

D’ailleurs, la récente version de PrusaSlicer (2.6.1) présente un système entièrement retravaillé et considérablement amélioré pour couper des objets. Outre une simple coupe via un plan, l’outil prend désormais également en charge des fonctionnalités avancées, telles que la possibilité d’ajouter et de configurer diverses jointures, ce qui facilite grandement l’assemblage d’objets.

Au final, il a fallu près de deux litres de superglue pour assembler le tout. Le modèle résultant mesure 226×153 centimètres (7,4 » sur 5 ») et pèse 29 kilogrammes. Cependant, il restait encore quelque chose à faire.

Survivre à ciel ouvert

Nous savions que le crâne serait exposé au zoo de Prague (l’un des meilleurs zoos au monde) et qu’il devait être protégé contre les intempéries – des étés torrides aux hivers glacials, en passant par la pluie et la neige. Et bien sûr, nous avons dû recouvrir les jointures entre les différents segments imprimés. Tout d’abord, nous avons appliqué trois kilos d’apprêt pour sceller la sculpture.

Une fois le modèle sec, nous l’avons peint avec deux litres de peinture et les jointures ont été masquées avec du mastic. Ensuite, il était temps de procéder à quelques travaux de peinture supplémentaires pour rendre le crâne plus patiné et plus réaliste. Enfin, le modèle a été recouvert de trois litres de revêtement transparent protecteur contre les UV.

Dès le départ, nous avions prévu d’exposer le crâne. Pour cette raison, nous avons monté un cadre métallique spécial sur mesure dans le crâne, ce qui a porté le poids total à 66 kilogrammes (145 livres). Quatre personnes ont dû charger l’impression dans une camionnette.

Le crâne arrive

Il a fallu quatre personnes pour installer le crâne sur une structure de support en acier massive préalablement installée dans le zoo.

Avec son épais revêtement transparent protecteur contre les UV, le crâne devrait être capable de résister sans problème aux intempéries toute l’année. Donc, si jamais vous visitez le zoo de Prague, vous pourrez découvrir l’une des plus grandes impressions 3D que nous ayons jamais produites.

Et en passant, le modèle a été découpé en morceaux par un outil de PrusaSlicer très basique – ses capacités ont été massivement étendues dans la récente version 2.6.1. Cependant, il y a beaucoup d’autres changements, alors n’hésitez pas à consulter notre article de blog qui couvre tout ce qui est nouveau et important.

Si vous souhaitez imprimer vous-même le crâne, il suffit de visiter Printables.com et de le télécharger gratuitement !

Bonne impression !