Écoulements générés en milieu fluide par une onde ultrasonore focalisée : streaming acoustique et écoulement de particules solides
Auteur / Autrice : | Rafika Ben Haj Slama |
Direction : | Jean-Christophe Béra, Bruno Gilles, Maher Ben Chiekh |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des fluides et acoustique |
Date : | Soutenance le 22/01/2018 |
Etablissement(s) : | Lyon en cotutelle avec École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie) |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....) |
Laboratoire : Laboratoire des applications Thérapeutiques des Ultrasons | |
Jury : | Président / Présidente : Abdelmajid Jemni |
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Béra, Bruno Gilles, Maher Ben Chiekh | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Dalila Elhmaidi-Ouesleti, Florence Elias |
Mots clés
Résumé
Les travaux de recherche du présent projet se situent dans le contexte général de l'optimisation de la technique de sono-thrombolyse (destruction d'un caillot sanguin ou d'un thrombus par cavitation ultrasonore). En effet, certes cette technique a plusieurs avantages par rapport à la solution chirurgicale, mais elle présente des limitations qui sont principalement le risque de libération de fragments du thrombus, susceptibles d'engendrer l'embolie pulmonaire. Face à ces limites actuelles que de la technique de sono-thrombolyse, s'est imposée la nécessité de pousser plus loin les recherches pour mieux comprendre les mécanismes qui la régissent. D'où le projet de la présente thèse qui s'intéresse plus particulièrement aux écoulements générés lors de l'application des ultrasons focalisés dans un liquide. L'objet du présent travail consiste à étudier minutieusement les phénomènes hydrodynamiques et acoustiques, en particulier le streaming acoustique du fluide et la force de radiation ultrasonore agissant sur les particules solides. Cela permettra d'obtenir une connaissance profonde des phénomènes hydrodynamiques se produisant lors de l'application des HIFU dans un milieu liquide chargé de particules.La technique optique de PIV a été adoptée pour mesurer l'écoulement du fluide ainsi que des particules solides. Ceci a permis de caractériser le streaming acoustique induit par la propagation des ultrasons focalisés dans un milieu liquide infini, de le comparer à un écoulement classique de type jet circulaire libre, et de déterminer un diamètre critique au-dessus du quel l'écoulement des particules solides sphériques dans un liquide est dominée par la force de radiation ultrasonore plutôt que par l'entrainement du streaming acoustique. Comme approche numérique, un outil de simulation CFD a été utilisé afin de modéliser le même écoulement de streaming en question et afin de comparer les résultats numériques avec les résultats expérimentaux obtenus