Théorie géométrique de la diffraction appliquée à la caractérisation expérimentale des propriétés acoustiques et dimensionnelles de la diaphyse osseuse

Ce mémoire de thèse a pour but d'étudier une approche instrumentale permettant la caractérisation dimensionnelle et acoustique de l"os cortical et de sa cavité médullaire. La Théorie Géométrique de la Diffraction T.G.D. est exploitée dans ce but, pour une configuration en pulse-écho et en transmission. La théorie est appliquée à un modèle cylindrique et utilise uniquement l'information contenue dans le retard de phase des échos réfléchis et transmis dans l'os. Cette méthode est illustrée par des simulations. La précision de la prédiction des temps d'arrivée des échos est vérifiée en pratique. La résolution du problème inverse est validée sur des objets test en Plexiglas et Duraluminium ainsi que in vitro sur des échantillons animaux. Les différentes sources d'incertitudes sur les grandeurs mesurées sont également déterminées. L'ensemble des résultats est très satisfaisant. Les célérités acoustiques reportées sont en accord avec la littérature et les paramètres dimensionnels mesurés suivent les contours internes et externes de la diaphyse osseuse.This thesis aims to study an instrumental approach for the dimensional and acoustical characterization of cortical bone and medullar cavity. The Theory of Geometrical Diffraction is used, for both pulse echo and transmission mode. This theory is applied to a cylindrical model and only needs to know the phase delay between transmitted and reflected echoes from bone. This approach is evaluated by some simulations. The theoretical prediction of the echoes arriving time is experimentally verified. The solution of the inverse problem is validated on Plexiglas and Duraluminium phantom and in vitro with bovine bone. The measurements uncertainties are analysed too. The whole results are promising. The acoustical celerity are in keeping with reference data. The external and internal dimensions found follow the real boundary of the diaphysis in a satisfactory way