Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7

4 – ACTIVITES EN COURS ET PROJET DE RECHERCHE
I. Contexte actuel et objectifs du projet
II. Trois axes de recherche
2.1 Matrices aléatoires et ondes en milieux complexes
2.2 L’onde cohérente bi-modale
2.3 La transition radiatif – diffus
III. Equipe et collaborations extérieures
IV. Programmation prévisionnelle
V. Références
I. Contexte actuels et objectifs du projet
Mes recherches concernent la propagation des ondes dans les milieux hétérogènes désordonnés. Pour fixer
les idées, à petite échelle (quelques centimètres) et aux fréquences ultrasonores (quelques MHz) les milieux concernés
peuvent être par exemple des milieux synthétiques modèles dont on contrôle les paramètres à volonté (forêts de tiges
métalliques de diamètre et concentration variable, gels comptant des inclusions diffusantes) ou des milieux réels et
fortement hétérogènes comme les granulaires, le béton, les poly-cristaux (aciers à grains), certains milieux poreux (os
trabéculaire, mousses solides), etc. A plus grande échelle, il peut s’agir de propagation d’ondes acoustiques dans l’océan,
sismiques dans la croûte terrestre, électromagnétiques dans les villes ou les bâtiments.
Ces dernières années, mes recherches (principalement expérimentales mais aussi numériques et théoriques)
se sont essentiellement articulées autour de quatre axes :
- Caractérisation de milieux hétérogènes par ondes ultrasonores en régime de diffusion multiple : rétrodiffusion
cohérente, mesure de paramètres de transport, spectroscopie d’ondes diffuses.
- Réversibilité de la propagation en milieux complexes, application à la génération d’ultrasons de forte amplitude
(plusieurs centaines de bars) et aux télécommunications numériques en milieu diffus.
- Corrélations spatiales et temporelles de la « coda » sismique ou du bruit sismique et leur utilisation en « imagerie
passive », ou comment faire de l’imagerie sans source contrôlable.
- Nouvelles approches matricielles, en lien avec la théorie des matrices aléatoires, pour la caractérisation et la détection
dans des milieux hétérogènes synthétiques.
Les questions posées par ces recherches sont largement pluridisciplinaires car la propagation des ondes (de
quelque nature qu’elles soient) dans un milieu hétérogène aléatoire intéresse aussi bien l’acoustique que l’optique, les
hyperfréquences, le génie civil, la géophysique, la physique de la matière condensée etc. A l’échelle internationale, la
thématique « ondes en milieux complexe » dans laquelle s’inscrit mon travail de recherche a connu un fort regain ces
dernières années, avec le développement de la physique dite « mésoscopique » et l’intérêt porté au rôle du désordre dans la
propagation des ondes [1-5].
Or les concepts fondamentaux utilisés par les physiciens des ondes en milieux complexes (approche
diagrammatique, équations de Dyson et de Bethe-Salpether, statistiques du speckle, localisation faible ou forte) n’ont pas
encore été pleinement valorisés dans deux domaines d’application qui relèvent pourtant directement de ces thématiques et
font couramment appel aux ultrasons : le contrôle non destructif des matériaux fortement hétérogènes, et le diagnostic
ultrasonore de tissus biologiques à structure complexe. Certes, les raisons tiennent en partie à la complexité du sujet, mais
aussi parfois à un trop grand cloisonnement entre le monde académique et les applications de terrain.
Les recherches que je développe sont justement à l’interface entre ces deux mondes. Aussi, l’objectif de mon
projet est-il double :
- tirer profit des spécificités des ultrasons relativement aux autres types d’ondes (souplesse d’utilisation des
émetteurs/récepteurs piézo-électriques, largeur de bande, mesures directes du champ) pour contribuer à des avancées
significatives du point de vue fondamental sur trois axes de recherches pluri-disciplinaires : les matrices aléatoires (2.1),
l’onde cohérente bi-modale (2.2), la transition radiatif-diffus (2.3).
- sur chacun de ces axes, être un relais entre le monde académique et celui des applications en tirant partie des
collaborations que j’ai nouées ces dernières années, plus particulièrement dans deux domaines concernés au premier chef :
le contrôle non destructif et le diagnostic médical par ultrasons.