Charlotte RITTEMARD

Diplôme :
Doctorat
Mention :
Systèmes intégrés, environnement et biodiversité
Date :
vendredi 22 novembre 2019 - 14:00
Identification d'espèce par micro-CT et reconstruction tridimensionnelle : méthodologie et applications aux sciences archéologiques, historiques et forensiques

Charlotte RITTEMARD soutiendra sa thèse de doctorat préparée sous la direction de Mme Hélène COQUEUGNIOT

  • Centre de Recherche Paul Pascal - 115 Avenue du Dr Albert Schweitzer - 33600 Pessac. Salle : Amphithéâtre
  • Jury : Mme Hélène COQUEUGNIOT, Mme Christine CHAPPARD, Mme Cristina CATTANEO, M. Olivier DUTOUR, M. Sébastien COUETTE, M. Serge COHEN, M. Pascal DESBARATS

Résumé

La distinction entre des restes humains et animaux ou entre différentes espèces fauniques représente l’une des étapes fondamentales de l’identification de restes osseux retrouvés en contexte archéologique ou forensique. Cependant, l’état de fragmentation des vestiges osseux rend souvent difficile voire impossible leur identification sur la seule base de l’anatomie ostéologique. L’utilisation de nouveaux critères d’identification et d’une méthode d’analyse plus précise est alors nécessaire. Dans cette perspective, l’analyse de la microstructure osseuse et en particulier du réseau canalaire cortical (RCC) apparaît discriminante car ce réseau présente des différences de structure en fonction des espèces. Cette thèse a pour objectif la définition de paramètres du RCC permettant de déterminer l’origine humaine ou animale de fragments osseux ainsi que l’identification de leur espèce animale d’appartenance. Dans le cadre de cette recherche, nous avons effectué l’analyse qualitative et quantitative en 3D d’acquisitions μCT de diaphyses d’os longs (fémurs et humérus) appartenant à 3 espèces (H. sapiens, S. scrofa et B. taurus). Le test d’identification d’espèce, effectué grâce à la méthode statistique de forêts aléatoires, permet d’obtenir un taux d’identification totale de 88.82%. Les individus humains sont correctement identifiés à 100% contre 86.2% pour S. scrofa et 79.51% pour B. taurus. La longueur moyenne des canaux et la connectivité apparaissent comme les variables les plus discriminantes. L’observation et la quantification du RCC en 3D se révèle une méthode d’analyse non-invasive prometteuse pour la distinction d’espèce, appropriée en cas de spécimens rares ou fragiles. Elle s’applique dans divers domaines scientifiques, en cas de forte fragmentation osseuse. Afin de confirmer et d’améliorer ces premiers résultats, il est toutefois nécessaire de développer cette méthode sur d’autres éléments osseux et d’élargir le spectre des espèces animales testées.

Abstract

The distinction between human and animal remains or between different animal species represents one of the most fundamental steps in the identification of bone remains discovered in archaeological and forensic contexts. Unfortunately, the frequent bone fragmentation makes this identification difficult or even impossible only based on anatomical osteology. The use of new identification criteria and a more accurate method of analysis are then necessary. In this perspective, the analysis of bone microstructural features, in particular, the canal cortical network (CCN) appears discriminating as its organization varies among species. This Ph.D. dissertation aims to define CCN microstructural parameters allowing the determination of the human or non-human origin of bone fragments and then the identification of the animal species concerned. In this research, we performed 3D qualitative and quantitative analysis of μCT images from long bones (Femur and humerus) of 3 species (H. sapiens, S. scrofa and B. taurus). The identification test, based on the random forests statistical method, results in a total correct identification rate of 88.82%. 100% of the human's samples were properly identified as well as 86.6% of S. scrofa and 79.51% of B. taurus samples. Canal’s mean length and connectivity appear to be the most discriminating parameters. The 3D observation and quantification of CCN proved to be a non-invasive and promising method for species identification, appropriate for the study of rare or fragile specimens. It can be useful in various science fields in case of important fragmentation. In order to confirm and improved theses first results, it is, however, necessary to enhance this identification method by testing other bones and animal species.