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News

Last updated 3 September 2019

Monday 14 October 2019

Author: Johannes Aichele
Summary:

  La première partie se penche sur le comportement des ondes dans des milieux poreux. La dispersion de l'onde de cisaillement et de l'onde de compression secondaire dans des matériaux imitant le poumon est analysées expérimentalement, puis comparées à la théorie de poro-élasticité de Biot. Les résultats quant à l'onde de cisaillement sont conformes à la théorie, et ceux de l’onde de compression y correspondent qualitativement. Pour conclure, dans le cas des milieux mous, poreux et élastiques, la dispersion des ondes élastiques est gouvernée par les propriétés du fluide visqueux. Ainsi, les résultats présentés au cours de cette thèse pourraient consolider la théorie nécessaire à une imagerie de l’élasticité pulmonaire. Potentiellement d’autres organes pourraient en bénéficier : en effet, le foie et la rate sont constitués d'un pourcentage élevé de sang. Ce fluide non-Newtonien présente une forte variabilité de la viscosité. Celle-ci implique la nécessité d’étudier le rôle du sang vis-à-vis de l'élastographie du foie, pas encore expliquée par les modèles visco-élastique. En outre, la preuve expérimentale de l'onde de compression secondaire est utile dan l’étude de la propagation d'ondes poro-élastiques. Il est important de noter que l’onde de compression secondaire a été objet principal d’études approfondies en géophysique et n’a été observée que dans quelques rares cas.  La partie suivante s’intéresse à une problématique de la géophysique explorée au moyen de l’imagerie de l’onde de cisaillement :Que pourrait révéler sur la nature de la rupture dynamique d’une instabilité de friction l’étude du champs d’onde élastique ? Comment la rupture, le processus responsable des tremblements de terre, est générée? En observant la carte du champ d’onde de cisaillement pendant la rupture d’une aspérité granulaire au point source et dans le milieu, il est possible d’acquérir une meilleure compréhension de la propagation de la rupture. L’expérience qui se base sur l’utilisation de fantômes mous et élastiques montre une multitude de phénomènes qui sont aussi présents dans la friction des roches en laboratoire, ainsi que dans la Terre. Par exemple, les ruptures supershear, sub-Rayleigh, une phase de nucléation et la friction du type stick-slip ont été observés. Toutefois, ni un mécanisme de source d’une force unique, ni un double-couple n’arrivent à expliquer l’ensemble des ruptures observées. De plus, pour analyser la complexité spatio-temporelle des ruptures de cette expérience, un workflow semi-automatique intègrant la segmentation d’image et la vision numérique est suggéré.


Time:13:30
Place:Salle de Séminaire

Friday 11 October 2019

Author: Marie Muller
SummaryParce qu'ils sont non-invasifs, relativement peu coûteux et faciles d’accès, les ultrasons sont une modalité d'imagerie et de caractérisation des tissus particulièrement attractive. Par ces aspects, cette modalité est plus prometteuse que toute autre pour le screening de maladies répandues (comme le cancer et l’ostéoporose, qui affectent des millions d'individus chaque année), ainsi que pour le suivi de la réponse de patients à des traitements thérapeutiques. Il y a cependant de gros inconvénients aux méthodes ultrasonores: elles manquent de spécificité, et ne sont pas adaptées à des organes a la structure complexe tels que l'os et le poumon, car la propagation ultrasonore ne s'y fait pas de manière classique. Il est toutefois possible de tirer profit de la complexité de ces milieux, pour révéler de nouvelles sources de contraste. La propagation des ondes ultrasonores dans des milieux tels que l'os et le poumon est associée à des phénomènes de diffusion qui peuvent être exploités. En modélisant la diffusion et l’atténuation ultrasonore en milieu complexe plutôt que de simplement se fonder sur des principes d’écholocation, il est possible de caractériser la microstructure de manière quantitative. Nous présenterons des exemples dans les réseaux vasculaires angiogeniques, dans l'os et dans le poumon. Nous montrerons comment ces mécanismes de diffusion peuvent être invoqués pour évaluer la malignité de tumeurs, l’ostéoporose ou des pathologies telle que la fibrose ou l'oedème pulmonaire
Time:11:00
Place:Salle de conférence du LabTAU, u1032 151 cours Albert Thomas

Friday 4 October 2019

Author: Sarah Clève
Summary: Microbubbles find use in several domains, one of them being medical ultrasound applications. Different characteristics of those bubbles such as their acoustic resonance or their destructive effect during inertial cavitation can be exploited. Another phenomenon induced around acoustically excited bubbles is microstreaming, that means a relatively slow mean flow with respect to the fast bubble oscillations. Microstreaming and its associated shear stresses are commonly agreed to play a role in the permeabilization of cell membranes, a detailed understanding of the induced flows is however missing. To acquire basic physical knowledge, this work focuses on the characterization of streaming induced around an air bubble in water, more precisely around
a single acoustically trapped and excited, nonspherically oscillating bubble. The experimental part consists of two steps. First, the bubble dynamics, in particular the triggered shape mode and the orientation of the bubble have to be controlled. For this, the use of bubble coalescence proves to be an adequate method. In a second step, the microstreaming is recorded in parallel to bubble dynamics. This allows to correlate the obtained streaming patterns to the respective shape oscillations. The large number of obtained pattern types can be classified, in particular with respect to the mode number and bubble size. A close investigation of the bubble dynamics allows furthermore deducing the important physical mechanisms which lead to such a variety of streaming patterns. In order to confirm the experimental findings, an analytical model has been developed. It is based upon time-averaged second-order fluid mechanics equations and the experimentally obtained bubble dynamics serves as input parameters. Supplementary to the microstreaming work, this manuscript contains a short section on directed jetting of contrast agent microbubbles, which might appear at high acoustic driving. The impact of those microjets on cell membranes presents another mechanism made responsible for the permeabilization of cell membranes.
Time: 13h30
Place: Ecole Centrale Lyon - Bâtiment W1 Amphi201

 

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