Academic literature on the topic 'Ultrasons à haute fréquence'

Nous avons mis au point un a ppareillage d'échographie ultrasonore haute fréquence qui, couplé à un dispositif de balayage et d'immersion constitue un système d'imagerie de type C-Scan présentant une résolution latérale de l'ordre de 10 0 μm dans l'eau. Différents modes d'investigation des matériaux, fondés sur l'utilisation de faisceaux focalisés , ont été étudiés : imagerie par ondes de volume, imagerie par ondes de surface rayonnantes (O. S. R. ). Dans ce dernier cas, une attention particulière a été attachée à l'étude des propriétés des O. S. R. Et de leur interaction avec les discontinuités acoustiques : voisines de la surface. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons montré l'intérêt qu'il y a à utiliser l’échographie ultrasonore haute fréquence pour l'étude de l'endommagement en sous couche des roulements et de l'interface matrice-renfort d'un matériau composite mono-filamentaire Al-SiC<br>We have developed a high frequency ultrasonic imaging system with a lateral resolution of about one hundred micrometers in water. Different s methods of investigation, using focused probes, have been studied : bulk waves and leaky Rayleigh waves (O. S. R. ) imaging. In this as t case we, have studied with a special attention the characteristics of O. S. R. And their interaction with subsurface flows. In the last part of this work, we have pointed out the advantages of using high frequency ultrasonic techniques to investigate subsurface damage of bearings and quality of the fiber-matrix interface of a single fiber metal composite Al-SiC

L'objectif de ces travaux est d'étudier les effets d'une irradiation ultrasonore haute fréquence (500 kHz) sur la synthèse électrochimique de polymères conducteurs en milieu aqueux. Les ultrasons favorisent la réaction de polymérisation électrochimique en augmentant le transport des espèces électroactives vers l'électrode. Ils engendrent des films plus compacts, présentant une topographie plus fine et plus homogène. Les effets chimiques engendrés par la propagation de l'onde acoustique permettent un meilleur taux de dopage des films. Néanmoins, leur conductivité électrique se trouve légèrement diminuée, dû à une dégradation des chaînes polymères par l'activité cavitationelle. La possibilité de contrôler les propriétés de morphologie fut mise à profit dans différentes applications comme celles des capteurs pH potentiométriques ou des revêtements anti-corrosion. Pour de telles applications, utilisant ces films en tant que couche fonctionnelle, les surfaces obtenues en présence d'irradiation ultrasonore mènent à de meilleurs résultats. Une technique de masquage sélectif à base d'ultrasons focalisés a également été développée afin d'élaborer un substrat biphasique laissant présager d'intéressantes applications biologiques

L’objectif de ces travaux est d’étudier les effets d’une irradiation ultrasonore haute fréquence (500 kHz) sur la synthèse électrochimique de polymères conducteurs en milieu aqueux. Les ultrasons favorisent la réaction de polymérisation électrochimique en augmentant le transport des espèces électroactives vers l’électrode. Ils engendrent des films plus compacts, présentant une topographie plus fine et plus homogène. Les effets chimiques engendrés par la propagation de l’onde acoustique permettent un meilleur taux de dopage des films. Néanmoins, leur conductivité électrique se trouve légèrement diminuée, dû à une dégradation des chaînes polymères par l’activité cavitationelle. La possibilité de contrôler les propriétés de morphologie fut mise à profit dans différentes applications comme celles des capteurs pH potentiométriques ou des revêtements anti-corrosion. Pour de telles applications, utilisant ces films en tant que couche fonctionnelle, les surfaces obtenues en présence d’irradiation ultrasonore mènent à de meilleurs résultats. Une technique de masquage sélectif à base d’ultrasons focalisés a également été développée afin d’élaborer un substrat biphasique laissant présager d’intéressantes applications biologiques<br>This study deals with the effects of high frequency ultrasound (500 kHz) irradiation on the electrochemical synthesis of conducting polymers in aqueous media. Ultrasound favors electrochemical polymerization reaction by improving mass transfer of electroactive species towards the electrode. It leads to films more compact, presenting a thinner and more homogeneous topography. Chemical effects generated by the acoustic wave propagation enable a higher doping level for the films. However, their electrical conductivity is slightly reduced, due to partial degradation of polymer chains by cavitational activity. The possibility to control morphological properties was used in different applications such as potentiometric pH sensors or anti-corrosion coatings. For such applications, using these films as functional layers, the irradiated coatings lead to better results. A selective masking technique, based on focused ultrasound, has been developed as well in order to elaborate a biphased substrate permitting interesting biological applications

L’objectif de ce travail est la proposition d’une nouvelle méthode d’estimation des vitesses de flux en imagerie ultrasonore haute fréquence lorsque les méthodes Doppler ne peuvent plus être mises en œuvre parce que les vitesses sont trop faibles ou que le système d’imagerie utilise un capteur unique en déplacement. Cette méthode est basée sur l’analyse du mouvement du speckle qui est l’aspect granuleux des images échographiques. Nous avons été amenés à prendre en compte la statistique spatiale et temporelle des images ultrasonores, les modèles de formation de l’image ultrasonore ainsi que les méthodes existantes d’estimation de mouvement pour proposer une méthode originale appelée SFI « Speckle Flow Index ». Cette méthode repose sur l’analyse de la variance temporelle locale le long de la séquence d’images et ne nécessite donc pas de mise en correspondance de blocs. Une implémentation sous la forme d’un filtrage linéaire de la séquence a également permis de proposer une implémentation temps réel de notre méthode. La validation de cette méthode a été réalisée à partir de données expérimentales acquises sur des fantômes en gélatine traversés par un fluide à vitesse calibrée. Nous avons ainsi pu montrer les performances et les limites de la méthode. Pour des vitesses de flux jusqu’à 2 mm/s, c’est à dire de l’ordre de ce qui est observé dans la microcirculation chez l’homme ou l’animal, cette nouvelle méthode statistique permet d’estimer des vitesses des flux. Quelques exemples d’estimation de flux en biologie sont finalement présentés<br>The objective of this work is to propose a new method for estimating flow velocity with high frequency ultrasound imaging when Doppler methods can not be used because of very low velocities or because of an imaging system using a single scanning transducer. This method is based on the analysis of the movement of the speckle which is the granulous aspect of echographic images. We took into account the spatial and temporal speckle statistics, ultrasound image formation models as well as the existing motion estimation methods in order to propose an original method called SFI "Speckle Flow Index". This method is based on the analysis of the local temporal variance across the image sequence and does not necessitate block matching. The method has been implemented as a linear filtering of the sequence and permits real time computation. The method has been validated with experimental data gathered on gelatine phantoms crossed by a fluid at calibrated velocities. We have shown the performances and the limits of the method. For flow velocities up to 2 mm/s, on the order of what is observed in the microcirculation for human and animal, this new statistical method permits flow velocities estimation. Some applications of flow estimation in biology are finally presented

Le comptage de particules constitue une activité primordiale dans le secteur biomédical. Nous proposons, dans ce travail, une méthode de comptage originale par rapport aux techniques classiques (optiques ou électriques). L’utilisation d'ultrasons haute fréquence focalisés permet de réaliser des comptages directement dans le milieu de culture sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des dilutions et sans danger pour le milieu. Un modèle linéaire de comptage nous a conduit à concevoir un prototype de compteur dont nous donnons la description dans ce mémoire. Le principe a été validé sur quelques milieux tels que des suspensions de sphères de latex, des solutions de tetrahymemas et de sang humain.

L'objectif de ce travail est de caractériser la réponse linéaire et non linéaire des microbulles et des nanoparticules expérimentales à cœur liquide avec des ultrasons à haute fréquence (20-40 MHz). Les séquences ultrasonores linéaires et nonlinéaires ont été mises au point, intégrées et validées sur un système échographique haute fréquence à large bande passante. Les nanoparticules expérimentales étudiées dans ce travail sont composées d’un cœur liquide de perfluorooctyl bromide (PFOB) et d’une coque polymérique de poly(lactide-coglycolide) (PLGA). La variation de la réponse haute fréquence des particules expérimentales a été évaluée en fonction de la pression, la durée de pulse et la concentration d’agent en solution. Les résultats montrent qu’à 20MHz la séquence d’Inversion de Phase (PI) améliore la réponse de deuxième harmonique sur le fondamentale de ces agents de contraste par rapport à la séquence conventionnelle. Les études in vivo ont été effectuées pour étudier la faisabilité de la détection des nanoparticules à cœur liquide à 20 MHz dans un modèle murin de tumeur ectopique après injection intraveineuse des nanoparticules pegylées. Le passage du bolus des nanoparticules a été détecté à 20 MHz alors que, pour ces mêmes nanoparticules et sous les mêmes conditions d’acquisition, le bolus n’a pas été détecté avec le système échographie clinique. Ce travail a démontré la détection à haute fréquence de la réponse non linéaire des nanoparticules expérimentales conçues pour la thérapie et pour l'imagerie de contraste. L’effet de composition et l’épaisseur de coque sur la réponse acoustique de ces nanoparticules à haute fréquence a été étudié<br>The objective of this work is high frequency (20-40MHz) characterization of the linear and non linear acoustic response of microbubble and experimental liquid-core nanoparticle contrast agents. Linear and non linear ultrasonic sequences were implemented and validated using a single-channel, broad bandwidth high frequency ultrasound prototype. The variation of the high frequency response of Sonovue contrast microbubbles and experimental nanoparticles was evaluated as a function of pressure, tone burst duration and solution concentration. Experimental nanoparticles consisted of perfluorooctyl bromide (PFOB) liquid cores with poly(lactide-coglycolide) (PLGA) shells. The acoustic response was compared for three different shell-thicknesses to radius ratios (0. 25, 0. 35 and 1). Results demonstrate increased second harmonic to fundamental ratio for the 20-MHz pulse inversion, PI, tone burst sequences as compared to the conventional sequence. The experimental liquid-core nanoparticles studied under flow in vitro present detectable linear and nonlinear response at 20 MHz. In vivo measurements are made to investigate the feasibility of high frequency acoustic detection of the liquid-core nanoparticles in an ectopic murine model after intraveneous injection of these nanoparticles. Bolus arrival of liquid core nanoparticles is detected at 20 MHz whereas, under matched conditions, detection was not achieved using a 7-14 MHz clinical ultrasound system. This work demonstrated high frequency detection and nonlinear response from experimental nanoparticles designed for therapy and contrast imaging and investigated the effect of shell type and thickness on this acoustic response

Les ouvrages de génie civil en béton armé sont destinés à assurer un certain nombre de fonctions souvent pendant plusieurs siècles. Les armatures en acier sont protégées de l'extérieur par quelques centimètres de béton appelés épaisseur d'enrobage, couche protectrice très importante pour la durée de vie. De nombreuses agressions chimiques et physiques sont capables d'altérer cette protection, ce qui conduit à la corrosion des armatures, à de la fissuration ou de la microfissuration, et à l'augmentation de la porosité. L'intérêt principal du contrôle non destructif (CND) comme outil d'auscultation est qu'il permet sans toucher à l'intégrité de l'ouvrage de réaliser des investigations (même répétées dans le temps). L'originalité du travail est d'utiliser les ondes ultrasonores de surface (OS) se propageant à la surface du béton, dont la propagation est perturbée par des obstacles (fissures, trous,. . . ) ou des modifications des propriétés du matériau (hétérogénéités). Il en découle des modifications de vitesse, d'atténuation et d'amplitude. L'analyse est conduite à des fréquences de 0,5 à 1 MHz, gamme de fréquence inhabituelle dans le domaine du génie civil, mais qui s'impose au vu de la faible épaisseur de la couche dégradée et de la taille des discontinuités engendrées par la dégradation. Les ondes de Rayleigh sont adaptées à notre problématique puisque elles sont les seules utilisables si une seule face de l'ouvrage est accessible et leur profondeur de pénétration est en rapport avec leur longueur d'onde et donc avec la fréquence employée. Le travail a permis de passer d'un dispositif acoustique avec contact à un robot émetteur-récepteur sans contact automatisé (gain de temps, répétition des mesures sur une même zone, moins de perte d'énergie due au couplage, meilleure précision des mesures). Des programmes de traitement originaux des signaux acoustiques permettent l'estimation des paramètres principaux. La méthode Slant Stack (méthode de mesure de la vitesse) permet une détermination précise de la caractéristique de la dispersion. D'autre part, il a été mis en évidence la possibilité de distinguer les classes de résistance du béton, de détecter une zone carbonatée, de détecter une fissure, de localiser l'amorçage d'une fissure avant qu'elle ne soit visible. Cependant, la technique n'est pas capable de distinguer la différence entre un remplissage de la porosité par une eau chlorée ou non. De nombreuses études ont été menées aussi bien en laboratoire que sur ouvrages réels. Les différents essais réalisés (en laboratoire et sur site) ont toujours fait l'objet d'un croisement des techniques qui montre la plus-value apportée par la combinaison de plusieurs méthodes.