In vivo acousto-optic imaging with a rare-earth crystal-based high-resolution filter (H/F)

Présentation de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris
L’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris) est la première école d’ingénieurs française au classement de Shanghai. Distinguée par 6 prix Nobel, elle allie recherche d’excellence (1 publication par jour), innovation (1 brevet par semaine, 3 start-ups par an) et formation interdisciplinaire par la recherche. Elle accueille 400 élèves ingénieurs, 600 chercheurs dans 9 unités mixtes de recherche et environ 100 agents de support de la recherche et de l’enseignement. L’Institut Langevin est une Unité Mixte de Recherche de l’ESPCI Paris et du CNRS dédiée à la physique des ondes et à ses applications. Il allie dans un esprit très pluridisciplinaire, recherche fondamentale, recherche appliquée et création d’entreprises. Le spectre des ondes concernées est très large : ondes mécaniques (ondes acoustiques, élastiques et sismiques, vagues), ondes électromagnétiques (radiofréquences, micro-ondes, Térahertz) et optique (infrarouge et visible). Les chercheurs de l’Institut se donnent pour objectif de comprendre les mécanismes de propagation de ces différents types d’ondes dans les milieux les plus complexes et de tirer parti de cette meilleure compréhension pour concevoir des instruments originaux pour la manipulation de ces ondes et l’imagerie de ces milieux.

Rattachement du poste Le poste sera rattaché à l’Institut Langevin, au sein de l’équipe « Acousto-optique ». Cette équipe s’intéresse aux techniques d’imagerie multi-ondes combinant la lumière et les ultrasons, afin d’imager des objets profondément enfouis dans des milieux optiquement diffusants. Au cours des 10 dernières années, les chercheurs de l’équipe ont étudié différentes méthodes de détection basées sur l’holographie, en utilisant alternativement des cristaux photoréfractifs, des milieux à gain ou l’holographie numérique. Ils ont également proposé des méthodes d’excitation ultrasonore originales permettant d’exalter la sensibilité de la détection. Ils ont tissé des liens de collaboration avec les chercheurs de BIOMAPS (CEA, Orsay) et de l’UTCBS (Paris) qui apportent leur savoir-faire et leur culture dans les domaines de l’acoustique, des modèles animaux, et des questions éthiques. Membres permanents de l’équipe : François Ramaz (MCF ESPCI) Anne Louchet-Chauvet (CR CNRS) Maimouna Bocoum (CR CNRS) Sébastien Popoff (CR CNRS)

Missions et responsabilités
L’objectif de ce poste est de réaliser une image optique avec une résolution sub-millimétrique, plusieurs cm en profondeur dans un tissu biologique in-vivo. La finalité d’une telle démonstration est d’aider le diagnostic précoce de tumeurs cancéreuses. Dans cette perspective, la technique d’imagerie acousto-optique est particulièrement prometteuse, mais à ce jour aucune démonstration in-vivo n’a encore été réalisée, à cause de la décorrélation du speckle, à laquelle les méthodes interférométriques sont sensibles.
Le projet vise à imager des tumeurs in-vivo dans des modèles animaux, en s’appuyant sur la méthode de détection dite « SHB » (Spectral Hole Burning). Cette méthode consiste à créer une étroite fenêtre de transparence dans le profil d’absorption d’un cristal photosensible. Cette fenêtre permet alors de filtrer les photons marqués par les ultrasons. Cette méthode incohérente est intrinsèquement robuste aux décorrélations du speckle inévitables lorsque l’on travaille in-vivo.
Cette démonstration est un défi expérimental puisqu’elle nécessite une combinaison de savoir-faire dans des domaines très variés : il faut bien comprendre les propriétés spectroscopiques du cristal photosensible, maîtriser les problématiques cryogéniques pour le refroidissement du cristal, concevoir des séquences d’excitation ultrasonores adaptées avec un échographe, et enfin manipuler des modèles animaux dans le respect du protocole sanitaire. Toutes ces compétences sont maîtrisées par l’équipe et ses collaborateurs, de l’optique à la biologie en passant par l’acoustique. Le candidat rejoindra cette collaboration fortement interdisciplinaire afin de produire un résultat scientifique de premier plan.

Profil
Diplôme requis : doctorat. Une thèse ou séjour postdoctoral dans le domaine de l’optique est souhaitable, ainsi qu’un intérêt pour l’imagerie médicale. Une expérience en interaction lumière-matière, cryogénie ou techniques ultrasonores serait un plus.

Modalités de Recrutement
Le poste est à pourvoir : par voie contractuelle pour une durée d’un an pour les agents non titulaires.
Les candidatures de personnes disposant de la RQTH sont encouragées. Ces personnes peuvent bénéficier d’un dispositif de recrutement dérogatoire de la Ville de Paris pour l’accès à l’emploi de titulaire.
Poste à pourvoir à compter du : 1er octobre 2020 (date modifiable) Contact
Les candidatures (comportant un CV ainsi qu’une lettre de motivation) sont à transmettre par courriel à :

Anne Louchet-Chauvet (anne.louchet-chauvet@espci.fr)

Pour tout complément d’informations, contacter : Anne Louchet-Chauvet, 01 80 96 30 42

Lieu Le dispositif expérimental est situé dans les locaux de l’UTCBS à la faculté de Pharmacie de Paris, permettant d’avoir accès aux modèles animaux. UTCBS : 4 avenue de l’Observatoire, 75006 Paris, RER B Port-Royal, métro Vavin ligne 4

Le candidat passera également une partie de son temps dans les locaux de l’Institut Langevin pour des réunions de groupe et discussions avec l’équipe. Institut Langevin (1 rue Jussieu, 75005 Paris, métro Jussieu lignes 7 et 10, métro Paris-Austerlitz lignes 5 et 10)