Chap. III : Méthodes Tridimensionnelles
V.4 Proposition de reconstitution virtuelle de Biache-Saint-Vaast 2
V.4.1 Choix du spécimen de référence
Nous avons commencé la sélection d’un spécimen de référence avec l’os frontal. Pour des raisons chronologiques, phylétiques et géographiques, nous avons limité la recherche aux fossiles d’Homo heidelbergensis d’Europe et aux Néandertaliens auxquels nous avions accès (collection du Laboratoire d’Anthropologie de la Faculté de Médecine, secteur Nord, Marseille, 2003). Le choix a été restreint aux individus les mieux conservés (tableau 18).
Tableau 18 : Liste des fossiles comparés avec Biache-Saint-Vaast 2. Homo heidelbergensis : Arago 21 (Arago3D) ; Petralona ; Sima de los Huesos 5.
Homo neanderthalensis : Krapina 3 ; Amud 1; Circeo 1; La Ferrassie 1 ; Neandertal ; La Chapelle-aux-Saints ; La Quina H5.
Biache-Saint-Vaast 1.
Nous avons comparé les contours de l’écaille frontale de Biache-Saint-Vaast 2 avec ceux des autres spécimens. Deux types de comparaisons ont été réalisés :
1/ Comparaison des profils sagittaux médians ;
2/ Comparaison des contours transversaux des fragments de l’os frontal.
Les comparaisons ont été réalisées (sans modification de taille des crânes) à partir de profils relevés sur des modélisations surfaciques tridimensionnelles.
V.4.1.1 Comparaison des profils sagittaux frontaux
La comparaison de contours crâniens nécessite un alignement tridimensionnel des individus concernés. Aligner des fragments s’avère difficile. Il est impossible d’aligner les fragments frontaux suivant le plan de Francfort. Nous avons pris comme point de référence le
nasion et nous avons fait correspondre les courbures des zones glabellaire et supraglabellaire ainsi que les sutures fronto-malaires (figure 91). Nous considérons la zone glabellaire (seule zone visible dans ce plan) comme une portion du bourrelet sus-orbitaire.
Les trois Homo heidelbergensis présentent des profils crâniens différents de celui de Biache-Saint-Vaast 2, ainsi que des différences entre eux. L’écaille frontale cérébrale de la nouvelle reconstruction d’Arago 21 présente un tracé similaire jusqu’au niveau de la fosse supraglabellaire. Celle-ci est beaucoup plus allongée chez Arago 21 alors qu’elle est presque inexistante chez Biache-Saint-Vaast 2. Le bourrelet sus-orbitaire frontal d’Arago 21 présente un rayon de courbure plus faible et une glabelle plus avancée que celle de BSV 2. La courbure sagittale des os propres du nez s’inverse par rapport au bourrelet sus-orbitaire à partir du nasion alors que dans cette comparaison la glabelle de BSV 2 se superpose presque au nasion en projection horizontale.
L’individu Sima de los Huesos 5 présente une glabelle pratiquement confondue avec le nasion en projection horizontale. Le rayon de courbure du bourrelet sus-orbitaire est inférieur. Le tracé de l’écaille frontale cérébrale ne peut être superposé à celui de BSV 2 en raison d’une avancée moindre de celle-ci. Ceci est la conséquence d’une dépression supraglabellaire plus marquée, même si elle l’est moins que celle d’Arago 21.
Des trois Homo heidelbergensis, Petralona présente le profil sagittal le plus différent. Le bourrelet sus-orbitaire de ce fossile a un rayon de courbure supérieur à celui d’Arago 21 mais largement inférieur à celui de BSV 2. Ce bourrelet s’avance plus antérieurement que celui d’Arago 21. La courbure se prolonge postérieurement par un tracé fuyant de l’écaille frontale cérébrale.
La comparaison du profil frontal sagittal de Biache-Saint-Vaast 2 avec celui des Néandertaliens considérés met en évidence de plus grandes similitudes.
Les os frontaux de Neandertal 1, de La-Chapelle-aux-Saints et de La Ferrassie 1 présentent un tracé sagittal similaire (à l’exception d’un léger renflement de la base de l’écaille frontale cérébrale de Neandertal jusqu’au point supérieur de la zone comparée). Le tracé de l’écaille frontale cérébrale de ces spécimens (sauf Neandertal) est similaire à celui de BSV 2 jusqu’au niveau de la glabelle. Les différences avec cet individu correspondent à un rayon de courbure moindre pour le bourrelet sus-orbitaire. Les divergences apparaissent à partir de la glabelle, les tracés continuant vers le bas et l’arrière en se courbant alors que celui de BSV 2 est vertical. Le nasion de ces trois spécimens est plus postérieur que celui de BSV 2 (nous supposons la position du nasion de La Ferrassie 1 après examen des portions
fronto-Figure 91 : Superposition du profil
sagittal frontal de
Biach
e-Saint-Vaast 2 avec ceux
(en noir) de 3
Homo heidelbergensis
et de 6
Homo
neanderthalensis
. La ligne blanche correspond à l’
alignement des nasions. Les deux traits sur le
profil d’Arago 21 représ
entent le rayon de
courbure du bourrelet sus-orbitair
La superposition du profil sagittal de Monte Circeo 1 et de BSV 2 présente seulement deux zones communes (nasion et point supraglabellaire). Le bourrelet sus-orbitaire de Monte Circeo 1 a un rayon de courbure moindre à celui de BSV 2. La glabelle de Circeo 1 est plus antérieure que celle de BSV 2. Le tracé de l’écaille frontale cérébrale est identique depuis le point supraglabellaire jusqu’au sommet de l’écaille conservée. Le métopion théorique de BSV 2 est avancé par rapport à celui de Monte Circeo 1.
Amud 1 a une écaille frontale cérébrale morcelée et reconstituée. La superposition des deux profils sagittaux est difficile. Le nasion de BSV 2 est antérieur et les bourrelets sus-orbitaires présentent des rayons de courbure différents, supérieurs pour BSV 2. L’écaille frontale cérébrale d’Amud 1 est plus antérieure (avec un métopion plus antérieur).Petralona et Amud 1 ont les profils sagittaux les plus différents de celui de Biache-Saint-Vaast 2.
Krapina 3 a le profil sagittal frontal le plus comparable morphologiquement à celui de BSV 2 à l’exception d’une légère avancée de la zone glabellaire chez BSV 2. Les deux écailles frontales cérébrales ont les mêmes tracés jusqu’aux bourrelets sus-orbitaires qui ont des rayons de courbures presque identiques (BSV 2 supérieur). Les tracés sagittaux depuis la glabelle jusqu’au nasion sont eux aussi identiques.
De tous les profils frontaux sagittaux comparés, Krapina 3 présente celui le plus comparable à BSV 2.
V.4.1.2 Comparaison des profils frontaux transversaux
En raison du niveau de fracturation du fossile Biache-Saint-Vaast 2, le plan de coupe (figure 92) a été choisi virtuellement pour obtenir le plus long contour frontal transversal. Ce plan permet d’obtenir le contour du bourrelet sus-orbitaire ainsi que la forme de la fosse temporale du frontal. Il permet d’avoir une représentation de la largeur frontale minimale mais ne permet pas de comparer la zone entre les torus sus-orbitaires gauche et droit.
Petralona (figure 93) présente la plus grande largeur frontale antérieure ainsi qu’une forte avancée de l’espace inter-orbitaire. La largeur frontale minimale est nettement supérieure. Le rayon de courbure de la fosse temporale frontale est important. A l’opposé, le rayon de courbure de la fosse temporale frontale de BSV 2 est très réduit. La fosse temporale de Biache-Saint-Vaast 2 est très profonde.
Monte Circeo 1, La Ferrassie 1, Amud 1, La Chapelle aux Saints, L’Homme de Neandertal présentent une morphologie semblable au niveau de la coupe transversale. La fosse temporale frontale est peu marquée avec un fort rayon de courbure.
La Quina H5 présente le même aspect que ces Néandertaliens, mais avec une plus grande avancée de la zone inter-orbitaire.
Sima de los Huesos 5 a une morphologie différente : le rayon de courbure et la profondeur de la fosse temporale du frontal sont plus proches de ceux de Biache-Saint-Vaast 2 mais le contour du bourrelet sus-orbitaire diffère avec une distinction au niveau de l’arcade orbitaire et de l’apophyse orbitaire externe. Autre différence, le plan de coupe traverse les cavités orbitaires de Sima de los Huesos 5 ce qui n’est pas le cas de BSV 2.
Notre reconstitution d’Arago 21 se distingue de BSV 2 au niveau des structures anatomiques et par la coupe passant au niveau des cavités orbitaires.
Krapina 3 présente une largeur minimale moindre que celle de Biache-Saint-Vaast 2. La fosse temporale frontale présente un tracé assez similaire à celui de Sima de los Huesos 5. La différence entre Krapina 3 et la Sima de los Huesos 5 et l’analogie avec BSV 2 a lieu au niveau de la transition entre le bourrelet et la fosse temporale. Cette transition est plus mousse chez Sima de los Huesos 5 et plus saillante chez Krapina 3 et BSV 2.
Les différences morphologiques au niveau des coupes transverses sont plus ténues et plus difficiles à relever que sur les coupes sagittales frontales. Mais Krapina 3 présente la morphologie la plus semblable à celle de Biache-Saint-Vaast 2.
Figure 93 : Coupes transversales
des os frontaux de Biache-Sa
int-Vaast 2 et celles de 3
Homo heidelbergensis
et de 7
Homo
neanderthalensis
. Les deux traits sur le profil de BS
V 2 représentent le rayon de courbure de
la facette temporale du frontal. SldH5
V.4.1.3 Comparaison des profils pariéto-temporaux en coupe frontale.
Nous avons choisi comme plan l’axe mastoïde – incisure pariétale en raison du faible nombre de points de repères précis et reproductibles disponibles sur le bloc pariéto-temporal de Biache-Saint-Vaast 2 (figure 94). Les coupes ont ensuite été superposées pour obtenir une correspondance aux niveaux du processus mastoïdien, des sutures pariéto-temporales et de l’axe du rocher (lorsqu’il était disponible).
Figure 94 : Plan de coupe du bloc pariéto-temporal de BSV 2 de la mastoïde à l’incisure pariétale.
Suivant cet axe choisi, Biache-Saint-Vaast 2 (figure 95) présente une écaille pariétale latérale presque verticale, ne changeant de courbure qu’au niveau de la ligne temporale inférieure. Biache-Saint-Vaast 2 présente un petit processus mastoïdien étroit et peu développé.
La superposition directe (suivant la courbure générale de l’écaille) du bloc pariéto-temporal de BSV 2 sur Petralona montre une similarité du contour exocrânien. Mais un tel placement du bloc pariéto-temporal de Biache-Saint-Vaast 2 entraîne une orientation beaucoup trop basse du rocher.
La comparaison de BSV 2 avec La Quina H5, La Chapelle-aux-Saints, La Ferrassie 1 et Monte Circeo 1 permet de constater une différence de courbure de l’écaille latérale du pariétal. Celle-ci est beaucoup plus bombée chez ces Néandertaliens qu’elle ne l’est chez Biache-Saint-Vaast 2. De plus, ces Néandertaliens ont dans leur ensemble un processus mastoïdien plus curviligne et plus large que celui de BSV 2, et un profil temporal similaire (surtout La Quina H5).
Figure 95 : Superposition du profil du bloc
pariéto-temporal de Biache-S
aint-Vaast 2
en vue frontale avec ceux (en noir) de 2
Homo heidelb ergensis et de 6 Homo neanderthalensis et Biache-S
aint-Vaast 1 (BSV 1). Les coupes su
ivent l’axe processus mastoïdien – incisure
pariétale. BSV 1, coté droit. SdlH5 corres
Sima de los Huesos 5 a une courbure générale du bloc pariéto-temporal moindre que celle de BSV 2. Sima de los Huesos 5 a des bords latéraux verticaux. La hauteur de l’os temporal de Sima de los Huesos 5 est supérieure au niveau de cette coupe à celle de Biache-Saint-Vaast 2 et des autres spécimens déjà évoqués. Ceci pourrait résulter du fort développement et de l’allongement vertical du processus mastoïdien.
Amud 1 présente presque la même courbure que BSV 2 à l’exception d’une dépression au niveau de la suture pariéto-temporale. Au niveau supérieur, le changement de courbure de l’écaille pariétale de BSV 2 est plus bas que celui d’Amud 1. Amud 1 présente le même profil pour l’os temporal à l’exception du processus mastoïdien, plus long et plus haut que celui de BSV 2.
Krapina 3 a un os temporal plus court, mais avec le même type de processus mastoïdien. Le tracé de la portion latérale de l’écaille pariétale est identique à celui de Biache-Saint-Vaast 2 jusqu’au niveau de la ligne temporale inférieur de Krapina 3. Puis la courbure du pariétal s’infléchit plus que celle de BSV2 qui s’infléchit deux centimètres au-dessus. Ceci pourrait être lié à une différence de taille et de sexe entre BSV 2 et Krapina 3.
Nous avons comparé Biache-Saint-Vaast 1 et 2. Nous avons comparé le bord droit de BSV 1 que nous avons symétrisé. L’os temporal de BSV 1 est moins haut que celui de BSV 2 et présente un processus mastoïdien moins détaché. La courbure de l’os pariétal droit de BSV 1 est un peu plus marquée que celle de BSV 2.
V.4.1.4 Comparaison des profils pariéto-temporaux en vue transversale Le choix du plan de coupe dépend de l’état fragmentaire du bloc pariéto-temporal de BSV 2 et la recherche des points de repères précis. Nous avons choisi une coupe partant de l’astérion postérieurement jusqu’au niveau du kroptaphion antérieurement (figure 96). Nous avons défini le kroptaphion de BSV 2 à partir du fossile original et en étudiant les autres spécimens fossiles disponibles.
Le plan de coupe traverse quelques fractures de Biache-Saint-Vaast 2 et génère ainsi trois courtes portions, la plus antérieure étant réduite à quelques millimètres (figure 97). La zone la plus bombée correspond à la fin des lignes temporales supérieure et inférieure et à un torus angularis large et peu développé.
BSV 1 n’est présenté qu’à titre indicatif en raison de la non conservation des bords antérieurs des pariétaux droit et gauche. Nous pouvons seulement constater que le contour général de BSV 1 est moins courbé que celui de BSV 2.
Figure 96 : Plan de coupe transversal du bloc pariéto-temporal de BSV 2. Axe astérion - kroptaphion.
Petralona présente un tracé antérieur correspondant à celui de BSV 2 mais le tracé se différencie postérieurement avec l’absence de courbure de l’écaille pariétale au niveau de l’astérion. Cette zone est précédée antérieurement d’une légère dépression chez Petralona, accentuant l’absence de courbure au niveau de l’astérion.
Amud 1 présente un contour différent de celui de BSV 2. L’alignement du tracé de BSV 2 sur celui d’Amud 1 génèrerait deux aberrations : 1/ L’orientation du rocher trop antérieure ; 2/ L’espace dévolu à l’occipital trop petit.
Le contour de Monte Circeo 1 est en dépression par rapport à celui de BSV 2 jusqu’aux environs des lignes temporales au niveau desquelles le contour devient plus externe et plus courbé. La portion postérieure à cette courbure présente un tracé similaire à celui de BSV2.
La Quina H5 est aussi curviligne au niveau des lignes temporales, mais présente antérieurement un bloc pariéto-temporal plus externe que celui de BSV 2. Le contour de La Quina H5 est plus mousse, plus courbé.
La Chapelle-aux-Saints a une courbure générale moindre que celle de Biache-Saint-Vaast 2 avec une portion postérieure du tracé de BSV 2 qui se courbe plus tôt. La partie antérieure présente un tracé assez semblable, comme La Ferrassie 1, spécimen ayant un contour postérieur plus proche de celui de BSV 2.
Les deux spécimens étudiés les plus proches morphologiquement dans ce plan de coupe sont Krapina 3 et Sima de los Huesos 5 avec une différence postérieure au niveau de Sima de los Huesos 5.
Figure 97 : Superposition des prof
ils transversaux du bloc pariéto-temporal de
Biache-Saint-Vaast 2 avec ceux (en noir) de 2
Homo heidelb ergensis et de 6 Homo neanderthalensis et Biache-S aint-Vaast 1 (BSV 1). Coupe su
ivant l’axe astérion – kroptaphion. SdlH5
V.4.1.5 Comparaison de caractères morphologiques
En plus des contours sagittaux, frontaux, transversaux, nous avons comparé des caractères morphologiques et anatomiques de Biache-Saint-Vaast 2 avec ceux des spécimens déjà présentés (plus Gibraltar 1 et Saccopastore 1 ; tableau 19). Nous avons recherché sur l’os frontal s’il y avait : 1/ Concordance de la forme du torus sus-orbitaire (des cavités orbitaires curvilignes surmontées d’un bourrelet orbitaire) ; 2/ Continuité du torus sus-orbitaire (absence d’une dépression glabellaire) ; 3/ Constance des épaisseurs du torus de la partie glabellaire au bord externe ; 4/ Présence d’une zone vermiculée (pour les spécimens étudiés sous forme de moulage, nous nous sommes référés aux différentes publications y faisant allusion, dont Tappen, 1978).
Nous avons aussi comparé le profil des os nasaux ainsi que la région correspondant à la largeur minimale de l’écaille frontale cérébrale (changement de courbure en vue supérieure). Nous n’avons pas comparé la forme des sinus frontaux ainsi que leur répartition en raison de l’utilisation de moulages. Pour l’os pariétal nous avons comparé les lignes temporales, la présence d’un torus angularis équivalent (même bombement), le tracé des trois sutures au niveau de l’astérion. Nous avons aussi comparé la forme et l’orientation du processus mastoïdien et de l’apophyse zygomatique de l’os temporal.
Tableau 19 : Liste des caractères morphologiques étudiés (1 : comme BSV 2 ; 0 : différent ; / : non comparable).
Frontal Pariétal Temporal
Torus Ligne temporale Apophyse & processus Total
Fossiles
Forme
Continuité Epaisseur Zone vermiculée Profil nasal Largeu
r
minimale Supérieure marquée Inférieure marquée Torus angularis Suture
lambdatique Astérion Mastoïde Zygomatique
Krapina 3 1 1 1 1 1 \ 0 1 0 1 1 1 \ 9 BSV 1 \ \ \ \ \ \ 0 0 0 1 1 1 \ 3 La Chapelle-aux-Saints 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 4 La Ferrassie 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 La Quina H5 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 Gibraltar 1 1 1 1 \ 1 0 0 0 0 0 0 0 \ 4 Saccopastore 1 \ \ \ \ \ 0 0 0 0 0 0 1 \ 1 Monte Circeo 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 Neanderthal 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 \ \ 5 Amud 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 4 Petralona 0 1 0 \ 0 1 0 0 0 0 0 \ \ 2 Sima de los Huesos 5 0 1 0 \ 1 1 0 0 0 1 0 0 0 4 Arago 2005 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 \ \ 3
V.4.1.6 Conclusions
Nous constatons, au travers de nos comparaisons, que le crâne de Krapina 3 est le plus semblable aux fragments de Biache-Saint-Vaast 2. Le choix de ce crâne comme référence va nous permettre d’orienter le bloc frontal par rapport au bloc pariéto-temporal.
Afin d’obtenir un occipital pour notre chimère nous avons décidé d’utiliser les fragments postérieurs de Biache-Saint-Vaast 1. Les similitudes sont nombreuses entre les os pariétaux, les sutures lambdatiques, la forme des astérions, et la relative complémentarité de la portion restante du foramen magnum de Biache-Saint-Vaast 2 En utilisant cet occipital, nous choisissons de donner un chignon occipital à BSV 2.
V.4.2 Proposition de reconstitution virtuelle de Biache-Saint-Vaast 2
La difficulté pour reconstituer le crâne du deuxième individu de Biache-Saint-Vaast réside dans le positionnement des pièces isolées et dans les modalités de reconstruction. Il nous faut définir si les fragments de l’os frontal et du pariétal gauche peuvent être articulés ou non, et si oui, suivant quelles orientations.
Si nous adoptons l’hypothèse de correspondance et d’articulation des deux blocs fragmentaires, la zone de contact effective est limitée à 2 centimètres. Le choix des positions possibles est limité. Nous avons procédé à divers essais d’assemblage virtuel. Aucun essai n’a permis d’atteindre une connexion anatomique acceptable (non alignement des os, torsion de l’écaille frontale,…). Ceci nous a amené à envisager la non continuité des pièces frontale et pariétale.
Nous avons constaté une mauvaise articulation des fragments antérieurs du pariétal gauche et de la facette temporale de la grande aile du sphénoïde gauche. Nous avons procédé au découpage virtuel de ces fragments que nous avons ensuite réalignés sur le bloc pariéto-temporal (figure 98). Afin de réaliser cette étape nous avons modélisé tridimensionnellement le spécimen néandertalien de Krapina 3 afin d’avoir un support virtuel de référence. Les fragments antérieurs de l’os pariétal ont été ramenés vers l’intérieur tandis que les fragments de sphénoïde ont été décalés vers l’extérieur.
Figure 98: Nouveau positionnement virtuel des extrémités antérieures du bloc pariéto-temporal de Biache-Saint-Vaast 2 ; P : Pariétal ; S : Sphénoïde.
Pour positionner ensemble le pariéto-temporal et le frontal remaniés nous avons utilisé le spécimen Krapina 3 comme référence. Celui-ci ne possédant que le pariétal droit, nous avons inversé la modélisation de Krapina 3 pour obtenir un pariétal gauche. Nous avons réaligné les arcades orbitaires de BSV 2 suivant celles de Krapina 3 dans les différents plans x, y, z. Nous avons ensuite aligné dans le plan sagittal l’écaille frontale ainsi que la zone nasale du frontal (figure 99).
Figure 99: Superposition virtuelle du crâne de Krapina 3 (bleu) et du frontal de BSV 2 en vues latérale gauche et de face.
S P
S
Nous avons ensuite aligné le bloc pariéto-temporal de BSV 2 par rapport au bloc frontal. Nous avons dans une première étape aligné le porion de BSV 2 et de Krapina 3 ainsi que l’apophyse zygomatique et les tracés des sutures lambdatiques et pariéto-temporales. Les individus étant différents, malgré les ressemblances précédemment indiquées, nous avons du procéder à des retouches de positionnement (figure 100). Nous avons réalisé ces retouches en utilisant : 1/ Les courbures de la facette temporale de l’os frontal ; 2/ Les courbures de la