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Perrine Sahuguet

Doctorante - Allocation de recherche ministérielle (MESR)

Directeur de Thèse : Vincent GIBIAT

Sujet de thèse : « Problème inverse en acoustique et imagerie de la physique des milieux complexes »

Ecole doctorale MEGEP - Spécialité Dynamique des Fluides

Monitrice : Université Paul Sabatier - UFR Physique Chimie Automatique

Contact :
Mail : sahuguet cict.fr
Tél : 05.61.55.85.94
Fax : 05.61.55.81.54

Description du sujet

La résolution du problème inverse de la propagation acoustique est à la base de ce qu’il est convenu d’appeler de manière générique "l’imagerie acoustique". L’application du principe de Huygens permet de résoudre ce problème par une seule série de mesures et de reconstituer le champ spatial en mettant en évidence les inhomogénéités des caractéristiques physiques du milieu.

Si l’imagerie d’impédance est bien connue (échographie) il est aussi possible "d’imager" à l’aide d’ondes acoustiques les caractéristiques de température, de flux de chaleur ou d’écoulement du milieu. PHASE a développé, breveté [1] et publié [2] en collaboration avec AIRBUS une méthode nouvelle de résolution du problème inverse dans le domaine temporel pour des milieux solides anisotropes. Cette méthode se rattache facilement aux concepts de retournement temporel. Elle vient d’être appliquée avec succès à des milieux biologiques . Dans le cadre de la thèse de Nicolas Dominguez une méthode d’imagerie des défauts d’impédance acoustique dans les composites, construite sur le concept d’optimisation de l’énergie topologique dans le domaine temporel a été décrite d’un point de vue théorique et mise en oeuvre avec succès sur des matériaux composites. Les résultats obtenus nous incite à penser que cette méthode peut être étendue à deux situations particulièrement importantes : l’imagerie des milieux biologiques et l’imagerie des flux thermiques. Si l’efficacité de la méthode dite Time Domain Topological Energy (TDTE) a été montrée sur des défauts de forte impédance, nous ne sommes qu’au début de l’étude des caractéristiques élastiques de milieux biologiques avec cependant des résultats déjà prometteurs. La thèse portera sur deux aspects. La résolution du problème inverse demande la résolution d’un problème dit direct sur un milieu de référence et la résolution d’un problème dit adjoint à partir d’un ensemble de mesures. La résolution du problème direct peut être numérique mais la mise en place de méthodes analytiques permettrait un gain de temps important pour le calcul. La première partie de la thèse portera sur l’étude des descriptions temporelles semi analytiques de la propagation en milieu complexe. En parallèle il sera nécessaire de vérifier les conditions d’optimisation numérique de la résolution des deux problèmes. Enfin il sera bien entendu important de vérifier l’efficacité de la méthode sur les deux problèmes précités. Il sera nécessaire d’allier la qualité de la programmation avec la pertinence de l’approche théorique et expérimentale. La méthode est conceptuellement proche des techniques de retournement temporel.

[1] Dominguez N., Mascaro B., and Gibiat V., Procede d’imagerie par calcul de l’énergie topologique, Brevet FR2891367 US Pat App 20070215823

[2] Dominguez N. , Gibiat V. and Esquerre Y, "Time domain topological gradient and time reversal analogy : an inverse method for ultrasonic target detection", Wave Motion, 42(1), pp. 31-52, 2005

[3] Dominguez N., Gibiat V., "Non destructive imaging using the Time Domain Topological Energy method”, Ultrasonics (2009) doi:10.1016/j.ultras.2009.08.014.

[4] Gibiat V., Sahuguet P., "Wave Guide Imaging through Time Domain Topological Energy", Ultrasonics (2009), doi : 10.1016/j.ultras.2009.09.029.

Mots-clé : Imagerie acoustique - Echographie - Retournement temporel - Energie topologique

Bibliographie

Articles

Gibiat V., Sahuguet P., "Wave Guide Imaging through Time Domain Topological Energy", Ultrasonics (2009), doi : 10.1016/j.ultras.2009.09.029.

Communications

Sahuguet P., Chouippe A., Gibiat V., "Biological tissues imaging with Time Domain Topological Energy", International Congress on Ultrasonics, Universidad de Santiago de Chile, January, 11-17 2009

Gibiat V., Sahuguet P., Chouippe A., "Wave Guide Imaging through Time Domain Topological Energy", International Congress on Ultrasonic, Universidad de Santiago de Chile, January, 11-17 2009

Sahuguet P., Gibiat V., "Imagerie des tissus biologiques par Energie Topologique dans le domaine temporel", JAPSUS, Université du Maine, Le Mans, 3-5 Juin 2009

Activités d’enseignement

  • L1 Chimie, Biologie, Physique, Santé (C.B.P.S.) et Science de la Vie et de la Santé (S.V.S.) : TD Optique
  • L3 Génie de l’Habitat (G.H.) : TP Thermodynamique
  • L3 Génie de l’Habitat(G.H.) : TP Acoustique
  • M1 Ingénierie du Diagnostic, de l’Instrumentation et de la Mesure (I.D.I.M.) Option Technologies et Méthodologies médicales (T.M.M.) : TP Traitement et analyses d’images