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Dumoncel Jean

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Jean Dumoncel

Responsable du développement et du déploiement d’applications en morphométrie 3D.
Contact : jean.dumoncel@univ-tlse3.fr
Profil ResearchGate
https://gitlab.com/jeandumoncel
http://www.3dmorph.org/

Statut
Ingénieur d’études en calcul scientifique au CNRS / docteur en informatique.

Activités
Ingénieur d’études CNRS en calcul scientifique, spécialisé en comparaison de formes biologiques (tomographie, calcul intensif, deep learning, statistique), je travaille au sein de l’équipe IDEA. Je participe aux projets de recherche ainsi qu’aux développements, à la formation et à la maintenance des programmes dédiés aux études du phénotype.
Mes principales missions concernent :

  • la conception des méthodes pour la modélisation, le calcul et la visualisation 3D,
  • le déploiement des applications sur un serveur de calcul,
  • la gestion et l’administration d’un serveur linux,
  • la rédaction de publications scientifiques.

Recherches et développements
Mon programme de recherche porte sur la comparaison de formes. Cette comparaison représente l’une des clés de compréhension des mécanismes évolutifs, en particulier en ce qui concerne l’évolution humaine. Je développe des outils mathématiques et informatiques de comparaison de formes tridimensionnelles afin d’étudier les variabilités inter- et intra-espèces.

Thèse de doctorat (soutenu en 2017) :
Analyse morphométrique 3D de structures anatomiques pour la paléoanthropologie.
Jury : J.-M. Dischler (ICUBE), P. Desbarats (LaBRI), G. Gesquière (LIRIS), J.-P. Jessel (co-directeur de thèse, IRIT), G. Subsol (co-directeur de thèse, LIRMM), P. Bayle (PACEA), J. Braga (AMIS) et S. Durrleman (ICM).
J’ai travaillé sur les outils de comparaison de formes, notamment un outil de déformation de surfaces (Deformetrica) développé par S. Durrleman. Cette nouvelle méthode permet entre autres de construire des atlas topologiques sur des échantillons de formes et j’ai développé une méthode d’intégration de données partielles dans les analyses.

Expériences de recherche et collaborations
Je développe des méthodes et des outils appliqués à l’anthropologie virtuelle au sein de l’équipe imagerie. Ces méthodes concernent par exemple :
- le calcul intensif. Depuis 2014, je suis responsable de la gestion d’un projet en collaboration avec le mésocentre CALMIP (projet P1440) pour déployer un code de calcul sur le supercalculateur. Ce projet nous permet de déporter des codes de calculs intensifs sur des machines dédiées au calcul parallèle.

-  la problématique des données partielles. Les spécimens fossiles sont souvent altérés par des modifications biologiques (e.g. usures dentaires) ou endommagés par des processus taphonomiques (e.g. fracture, déformation) et présentent alors des parties manquantes. Nous proposons une nouvelle stratégie en utilisant des recalages non-rigides pour analyser les spécimens incomplets.

- les acquisitions multimodales. En collaboration avec A. Beaudet (School of Geography, Archaeology and Environmental Studies de l’Université de Witwatersrand), le département de radiologie de l’Université de Pretoria et l’hôpital Steve Biko (Afrique du Sud), nous comparons le cerveau et l’endocrâne correspondant chez des patients humains adultes à l’aide d’images issues de tomographes et d’IRM.

-  la génération d’un modèle numérique en vue d’étudier l’évolution d’un site de fouille. Ce travail s’inscrit dans le programme d’une mission archéologique dirigé par J. Braga portant sur le site de Kromdraai inscrit au patrimoine mondial de l’UNESCO. Pour cela, nous utilisons des méthodes d’acquisition 3D par scan laser en collaboration avec les laboratoires IRIT, LIRMM ainsi que les sociétés IMA Solutions et iqlaser.

-  l’analyse morphologique d’images tridimensionnelles de la cochlée. J’ai participé à une étude des variations morphométriques de la cochlée chez différentes espèces initiée par J. Braga. Ce projet porte notamment sur une étude statistique à partir de critères morphologiques.

Sélection de publications

  • C. Zanolli, O. Kullmer, J. Kelley, A.-M. Bacon, F.Demeter, J. Dumoncel, L. Fiorenza, F. E. Grine, J.-J. Hublin, A. T.Nguyen, T. M. H.Nguyen, L. Pan, B. Schillinger, F. Schrenk, M. Skinner, X. Ji, R. Macchiarelli (2019). Evidence for increased hominid diversity in the Early to Middle Pleistocene of Indonesia. Nature Ecology & Evolution, 3(5), 755–764.
  • J. Braga, V. Zimmer, J. Dumoncel, C. Samir, F. de Beer, C. Zanolli, D. Pinto, F. J. Rohlf, F. E. Grine. Efficacy of diffeomorphic surface matching and 3D geometric morphometrics for taxonomic discrimination of Early Pleistocene hominin mandibular molars. Journal of Human Evolution. Volume 130. 2019. Pages 21-35. ISSN 0047-2484.
  • J. F. Thackeray, J. Dumoncel, D. Gommery, L. Kgasi, G. Tawane, F. de Beer, J. Hoffman, L. Bam. Morphometric comparison of semicircular canals of Parapapio broomi and P. jonesi from Sterkfontein, South Africa. South African Journal of Science, 2019.
  • A. Beaudet, J. Dumoncel, F. de Beer, S. Durrleman, E. Gilissen, A. Oettlé, S. Subsol, J. F. Thackeray, J. Braga. The endocranial shape of Australopithecus africanus : surface analysis of the endocasts of Sts 5 and Sts 60. J. Anat. 2017.
  • J. Dumoncel, B. Lans, J. Braga, G. Subsol, J.-P. Jessel, F. Thackeray, B. Moreno, N. Plate, F. de Beer, and N. Ngoloyi. A computer-guided 3D multiscale reconstruction of the Kromdraai site. In : Kromdraai, a Birthplace of Paranthropus in the Cradle of Humankind. Ed. by J. Braga and J. F. Thackeray, 2017.
  • J. Dumoncel, G. Subsol, S. Durrleman, J. P. Jessel, A. Beaudet and J. Braga. How to Build an Average Model When Samples are Variably Incomplete ? Application to Fossil Data. 2016 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition Workshops (CVPRW), Las Vegas, NV, 2016, pp. 541-548.


Jean Dumoncel

In charge of the development of 3D morphometric applications.
Contact : jean.dumoncel@univ-tlse3.fr
ResearchGate profile
https://gitlab.com/jeandumoncel
http://www.3dmorph.org/

Status
Scientific computing engineer at the CNRS / PhD in computer science.

Current research
Scientific computing engineer at the CNRS, specialized in biological shape comparison (tomography, high performance computing, deep learning, statistics), I am a member of the IDEA team. I am involved in research projects and also in the development, training and maintenance of the programs related to the study of the phenotype.
Among my main missions, there are :
- the conception of methods for modeling, computation and visualization in 3D,
- deployment of the programs on a supercomputer,
- management of a linux server,
- writing of scientific publication.

Research and Development
My research program focuses on shape comparison. This comparison is necessary to understand evolutionary mechanisms, especially with regard to the human evolution. In this context, I develop mathematical and computational tools for comparing three-dimensional shapes in order to study the intra and inter specific variability.

Ph.D. Thesis (2017) :
3D morphometric analysis of anatomical structures for paleoanthropology.
Jury : J.-M. Dischler (ICUBE), P. Desbarats (LaBRI), G. Gesquière (LIRIS), J.-P. Jessel (co-supervisor, IRIT), G. Subsol (co-supervisor, LIRMM), P. Bayle (PACEA), J. Braga (AMIS) and S. Durrleman (ICM).
I worked with software for shape comparison, especially a software dedicated to surface deformation (Deformetrica) developed by S. Durrleman. This new method allows, among other things, to build topological Atlas from shape data and I developed a workflow to include incomplete samples in the analyses.

Research experiences and collaborations
I also develop methods and tools applied to virtual anthropology in the imaging team. These methods consist in, for instance :
- high performance computing. Since 2014, I am managing a project in collaboration with the mesocentre CALMIP (P1440 project). This project allows us to deport intensive calculations on machines dedicated to the parallel computing.

-  the problem of partial data. The fossil specimens are often altered by biological modifications (e.g. dental wears) or damaged by taphonomic processes (e.g. break, deformation). We propose a new strategy by using non-rigid registration to analyze the incomplete specimens.

- multimodal acquisitions. In collaboration with A. Beaudet (the School of Geography, Archaeology and Environmental Studies of the University of Witwatersrand), the Department of Radiology of the University of Pretoria and the Steve Biko Hospital (South Africa), we compare the brain and the corresponding endocast in human adult patients by means of tomographic (CT) and magnetic resonance (MRI) images.

-  the generation of a geological model in order to study the evolution of a site. This work is part of a program of an archaeological mission led by J. Braga in a world heritage site of UNESCO (Kromdraai). We use methods of 3D acquisition by laser scanning in collaboration with the IRIT and LIRMM laboratories and the IMA Solutions and iqlaser companies.

-  the morphological analysis of three-dimensional images of the cochlea. I contributed to a study of geometric morphometrics of the cochlea in different species led by J. Braga. This study includes a statistical study from morphological indexes. Developments have been made with MATLAB.

Selected Publications
C. Zanolli, O. Kullmer, J. Kelley, A.-M. Bacon, F.Demeter, J. Dumoncel, L. Fiorenza, F. E. Grine, J.-J. Hublin, A. T.Nguyen, T. M. H.Nguyen, L. Pan, B. Schillinger, F. Schrenk, M. Skinner, X. Ji, R. Macchiarelli (2019). Evidence for increased hominid diversity in the Early to Middle Pleistocene of Indonesia. Nature Ecology & Evolution, 3(5), 755–764.
J. Braga, V. Zimmer, J. Dumoncel, C. Samir, F. de Beer, C. Zanolli, D. Pinto, F. J. Rohlf, F. E. Grine. Efficacy of diffeomorphic surface matching and 3D geometric morphometrics for taxonomic discrimination of Early Pleistocene hominin mandibular molars. Journal of Human Evolution. Volume 130. 2019. Pages 21-35. ISSN 0047-2484.
J. F. Thackeray, J. Dumoncel, D. Gommery, L. Kgasi, G. Tawane, F. de Beer, J. Hoffman, L. Bam. Morphometric comparison of semicircular canals of Parapapio broomi and P. jonesi from Sterkfontein, South Africa. South African Journal of Science, 2019.
A. Beaudet, J. Dumoncel, F. de Beer, S. Durrleman, E. Gilissen, A. Oettlé, S. Subsol, J. F. Thackeray, J. Braga. The endocranial shape of Australopithecus africanus : surface analysis of the endocasts of Sts 5 and Sts 60. J. Anat. 2017.
J. Dumoncel, B. Lans, J. Braga, G. Subsol, J.-P. Jessel, F. Thackeray, B. Moreno, N. Plate, F. de Beer, and N. Ngoloyi. A computer-guided 3D multiscale reconstruction of the Kromdraai site. In : Kromdraai, a Birthplace of Paranthropus in the Cradle of Humankind. Ed. by J. Braga and J. F. Thackeray, 2017.
J. Dumoncel, G. Subsol, S. Durrleman, J. P. Jessel, A. Beaudet and J. Braga. How to Build an Average Model When Samples are Variably Incomplete ? Application to Fossil Data. 2016 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition Workshops (CVPRW), Las Vegas, NV, 2016, pp. 541-548.