En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)
Portail > Offres > Offre UMR7587-JULDEL-001 - Estimation des paramètres viscoélastiques à partir de l’analyse du champ de bruit ambiant H/F

Estimation des paramètres viscoélastiques à partir de l’analyse du champ de bruit ambiant H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 26 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler

Informations générales

Intitulé de l'offre : Estimation des paramètres viscoélastiques à partir de l’analyse du champ de bruit ambiant H/F
Référence : UMR7587-JULDEL-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : vendredi 5 juillet 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2993.93 et 4204,22 euros bruts mensuels
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : Indifférent
Section(s) CN : Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Missions

La technique d’estimation de la fonction de Green est maintenant largement utilisée pour l’imagerie passive à partir du bruit ambiant. En effet, si le bruit est suffisamment isotrope et homogène, la corrélation des champs converge vers la différence des fonctions de Green anti-causale et causale entre les 2 points de mesure, c-à-d vers la partie imaginaire de la fonction de Green (ImG) à une fréquence et ainsi permet une estimation passive de la réponse entre 2 points[1]. La méthode de corrélation du bruit ambiant a ouvert la voie à des résultats spectaculaires en sismologie. Il a également été démontré avec des ondes acoustiques, élastiques et électromagnétiques dans les gammes de fréquences micro-ondes et optiques. Ces méthodes ont été utilisée entre autres pour réaliser de la tomographie de vitesse d’ondes de Rayleigh ou de l’imagerie/détection.
Cette méthode a été également utilisée en élastographie passive pour caractériser l'élasticité musculaire à l'aide d'ondes de surface par Sabra et al. en 2007 [2].
L’augmentation de la concentration des capteurs avec un échantillonnage qui peut être plus petit que la longueur d’onde aussi bien en sismologie qu’en acoustique médicale permet d’estimer ImG avec une résolution sub-longueur d’onde. En 2008, appliquée aux ondes de cisaillement à l'intérieur des gels à l'aide de transducteurs ultrasonores, la mesure de la largeur de ImG (dont la forme correspond à une tache focale obtenue par retournement temporel) permet d'estimer localement la vitesse des ondes de cisaillement [3,4].
Parallèlement, une autre approche basée sur la courbure de Im G au point focal a été développée [5] permet même une résolution sub-longueur d’onde. Cette technique se rapprochent de l’estimation locale des nombres d’ondes [6] à des fréquences spécifiques. Ces techniques ont été utilisées avec succès pour l’imagerie par exemple dans les matériaux composites [7].
Il reste néanmoins un problème ouvert qui consiste en l’estimation de l’atténuation à partir de corrélations de bruit passives. Ce problème était jusqu’à présent difficile à résoudre car l’atténuation est un phénomène de second ordre par rapport à l’estimation de la célérité.
Néanmoins les mesures locales du champ permettent une estimation plus complète de ce dernier et ainsi un nouveau paradigme concernant l’évaluation de l’atténuation. C’est l’objet du projet “Smart Imaging” qui finance ce post-doc. Fondé sur des résultats préliminaires obtenus lors d’une précédente collaboration, nous proposons de développer des techniques allant de la sismologie à la caractérisation des tissus tumoraux. En effet, nous savons qu’en présence d’une distribution volumétrique non corrélée de la source de bruit, la corrélation donne une estimation de la fonction de Green, y compris l’atténuation due à la viscosité [5]. Cependant si les sources de bruits sont externes au volume exploré cette propriété n’est plus exacte et il faut trouver une nouvelle approche.

Objet du post-doc
Lors de ces deux années de post-doc, nous proposons de développer des méthodes sur l’estimation locale de la viscosité dans ce cas de figure. Pour cela nous nous inspirerons de travaux réalisés en élastographie par IRM[8] dans le cas des sources contrôlées et pas aléatoires. Des travaux préliminaires ont confirmé la pertinence de cette approche pour du bruit. Ils ont permis d’estimer localement la viscosité sur une plaque en polypropylène[9].

Références
[1]. Roux P, Sabra KG, Kuperman WA, Roux A. Ambient noise cross correlation in free space: Theoretical approach. J Acoust Soc Am. 2005;117(1):79–84.
[2] Sabra KG, Conti S, Roux P, Kuperman WA. Passive in vivo elastography from skeletal muscle noise. Appl Phys Lett. 2007 May 7;90(19):194101.
[3] Catheline S, Benech N, Brum J, Negreira C. Time reversal of elastic waves in soft solids. Phys Rev Lett. 2008;100(6):1–4.
[4] Benech N, Catheline S, Brum J, Gallot T, Negreira C. 1-D elasticity assessment in soft solids from shear wave correlation: the time-reversal approach. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2009 Nov;56(11):2400–10.
[5] Giammarinaro B, Tsarsitalidou C, Hillers G, de Rosny J, Seydoux L, Catheline S, et al. Seismic surface wave focal spot imaging: numerical resolution experiments. Geophys J Int. 2022 Jun 27.
[6] E. B. Flynn, S. Y. Chong, G. J. Jarmer, J.-R. Lee, Structural imaging, through local wavenumber estimation of guided waves, NDT E International 59 (2013) 1–10. doi:10.1016/j.ndteint.2013.04.003
[7] O. Mesnil, C. A. Leckey, M. Ruzzene, Instantaneous and local wavenumber estimations for damage quantification in composites, Structural Health Monitoring 14 (3) (2015) 193–204. doi:10.1177/1475921714560073
[8] Sinkus, R., Tanter, M., Xydeas, T., Catheline, S., Bercoff, J., & Fink, M. (2005). Viscoelastic shear properties of in vivo breast lesions measured by MR elastography. Magnetic resonance imaging, 23(2), 159-165.
[9] Jakub Spytek, Daniel A. Kiefer, Claire Prada, Ros Kiri Ing, Julien de Rosny, Jérôme Grando, Lamb wave characterisation of viscoelastic polymer plates with surface contamination, en cours de soumission

Activités

Les travaux préliminaires décrits précédemment ouvrent un large champ de recherches avec de nombreux axes. Les aspects à explorés sont les suivants

Formalisme :
- Généralisation aux ondes élastiques avec le cas particulier de de l’élastographie
- Traiter le cas 1D, 2D (partiellement fait) et 3D
- Montrer explicitement le lien entre les estimations locale par fonction de Green ou nombre d’onde
- Cerner la précision de cette approche locale en particulier en termes de résolution, de signal sur bruit, de biais, ...
- Proposer des algorithmes robuste pour estimer l’atténuation locale
- Comprendre l’effet du nombre de sources sur la convergence et de l’isotropie du champ
- La possibilité de compenser une estimation partielle du champ

Numériques :
Valider ces approches à l’aide de codes de simulations (FDTD ou Eléments finis) 2D ou 3D simples. Nous pourrons tirer profit de l’expertise de Isterre sur ces aspects

Expérimental :
Au laboratoire nous possédons des vibromètres laser qui permettent de réaliser des scans avec une résolution et un rapport signal sur bruit très bon. Ces expérimentions permettront de valider sur un cas concret les algorithmes proposés. Ces travaux trouveront leur application an contrôle non-destrucif. Nous avons également de nombreux autres dispositifs, cuve ultrasonores, interféromètres laser, élastographie pour réaliser d’autres tests.

La finalité de cette étude sera médicale. Nous collaborerons avec le laboratoire LabTau pour appliquer ces résultats à des cas précliniques sur fantômes et des tests in-vivo.

Compétences

Le(a) post-doctorant(e) doit avoir effectué sa thèse en relation avec la propagation des ondes acoustiques et/ou élastique. Le post-doc fera appel à des compétences en modélisation de la propagation de signaux aléatoires avec des fonctions de Green, des notions d'ondes guidées dans les solides, des notions de physique expérimentale et des notions de traitement du signal pour traiter les signaux enregistrés, des notions sur l'utilisation des simulations numériques.

Contexte de travail

L'institut Langevin est L'Institut Langevin est une Unité Mixte de Recherche sous tutelles de l'ESPCI (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles) de la Ville de Paris - PSL (Paris Sciences et Lettres) et du CNRS, dédiée à la physique des ondes et à ses applications. Les activités de l'Institut Langevin allient dans un esprit très pluridisciplinaire, recherche fondamentale, développement instrumental et création d'entreprises. Les ondes concernées sont diverses : ondes mécaniques (ondes acoustiques, élastiques et sismiques, vagues), ondes électromagnétiques (radiofréquences, micro-ondes, Terahertz) et optique (infrarouge et visible).
Les chercheurs de l'Institut s'attachent à comprendre la propagation de ces différents types d'ondes dans les milieux les plus complexes et à l'exploiter pour concevoir des instruments originaux afin de contrôler ces ondes et développer de nouvelles modalités d'imagerie de ces milieux.
L'Institut Langevin compte 30 chercheurs et enseignants-chercheurs et 10 ingénieurs et techniciens. Les activités de recherche de l'Institut sont structurées autour de trois grands thèmes de recherche [d1] qui s'alimentent continuellement.
les activitées du post-doc s'inscriront principalement au sein du thème "Nouveaux Concepts pour l'Imagerie et la Détection " sous la responsabilité de Julien de Rosny, directeur de recherche CNRS.
Le post-doc fait partie du projet "Smart imaging" qui regroupe ISTERRE de Grenoble et est piloté par le LabTau de Lyon.

Contraintes et risques

RAS