Cette thèse fait progresser l'imagerie photoacoustique (PAI) et les diagnostics multidomaines au moyen d’une plateforme compacte et entièrement à semi-conducteurs, combinant une excitation LED haute puissance via transistor à avalanche, des transducteurs ultrasonores MEMS multifréquences, et des capteurs MEMS passifs de contrainte et de déplacement à très faible consommation.
Sur le plan optique, un pilote à avalanche sur mesure délivre des impulsions de courant de forte intensité, inférieures à 100 ns, vers des LED proche infrarouge. Cette illumination temporellement confinée génère des signaux photoacoustiques robustes dans l’air comme dans l’eau, tout en réduisant les coûts et l’encombrement par rapport aux lasers Q-switched.
Sur le plan acoustique, les transducteurs MEMS sont conçus pour fonctionner à plusieurs fréquences résonantes couvrant une plage d’environ 0,3 à 8 MHz. Cette réponse large bande permet de capter, dans un seul dispositif, des détails superficiels à haute résolution ainsi que des structures plus profondes.
Les capteurs mécaniques compacts facilitent la mesure des déformations et des mouvements à puissance microwatt, permettant la compensation du mouvement et l’optimisation du couplage acoustique. Un capteur à anneaux concentriques atteint une résolution de déplacement de ~2 μm sur une plage de 20 μm, avec une consommation totale de seulement 2,8 μW.
Des prototypes intégrés pourraient permettre une acquisition tenant compte de la mécanique, ouvrant la voie à des systèmes PAI portables, basse consommation, ainsi qu’à des composants réutilisables pour les essais non destructifs, la surveillance environnementale et le diagnostic portable.
Ces résultats établissent les bases d’un système photoacoustique évolutif, abordable et fiable, reposant sur l’excitation LED par avalanche et une détection MEMS multifréquence et mécanique. Mots-clés: Imagerie photoacoustique, pilote à transistor à avalanche, excitation LED haute puissance, transducteurs ultrasonores MEMS multifréquences, capteurs MEMS passifs de contrainte/déplacement, compensation de mouvement, systèmes d'imagerie.
| Date | 16 mars 2026 |
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| langue originale | Anglais américain |
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| Établissement diplômant | - École de technologie supérieure
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| Superviseur | Frédéric Nabki (Directeur(-trice)) |
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- imagerie photoacoustique
- pilote à transistor à avalanche
- excitation LED haute puissance
- transducteurs ultrasonores MEMS multifréquences
- capteurs MEMS passifs de contrainte
- capteurs MEMS passifs de déplacement
- compensation de mouvement
- systèmes d'imagerie
Prud Homme Buelna, A. (Auteur(e)),
Nabki (Directeur(-trice)),
16 mars 2026Thèses et mémoires: Thèse de doctorat › Doctorat en génie: Génie