LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

[2020 - Stage Master] Caractérisation ultrasonore d’os post-mortem – Perspective pour la classification en criminologie —> POSTE POURVU !

Pour le laboratoire SATIE UMR 8029 :
- Andres Arciniegas ; andres.arciniegas-mosquera@u-cergy.fr
- Nicolas Wilkie-Chancellier ; nicolas.wilkie-chancellier@u-cergy.fr ; Tél : +33 (0)1 34 25 73 32

Pour le LMA UMR 7031 :
- Philippe Lasaygues ; lasaygues@lma.cnrs-mrs.fr

- Cécile Baron ; cecile.baron@univ-amu.fr ; Tél : +33 (0)4 84 52 42 83

Durée du stage : 6 mois à partir de Février-Mars 2020

Lieu du stage : Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique, UMR 7031 CNRS, Aix-Marseille Université, Centrale Marseille
Contact : lasaygues@lma.cnrs-mrs.fr

Résumé : Le contexte actuel traversé par les pays tels que la France oblige à remettre aux centres des préoccupations nationales les problématiques liées aux attentats bien évidemment, mais plus largement l’analyse des risques, des scènes de crime et d’accident. Sur les 700 cadavres découverts en moyenne chaque année en France, une dizaine de corps sont retrouvés à l’état de squelette et étudiés par les anthropologues judiciaires de l’IRCGN (Institut de Recherche Criminelle de la Gendarmerie Nationale). La connaissance du délai post mortem (DPM), c’est à dire le temps écoulé entre le moment de la mort et la découverte des restes osseux, conditionne la suite ou non de l’enquête. Pourtant, il n’existe pas de consensus à l’heure actuelle autour de l’utilisation d’une méthode de datation osseuse car les résultats ne sont ni fiables ni suffisamment précis pour aider l’enquêteur.

Depuis 2017 par le biais du projet de thèse Post-MortUS, l’IRCGN s’associe au laboratoire SATIE UMR 8029 dont l’expertise est reconnue dans le développement de méthodes de caractérisation de matériau, qu’elles soient acoustiques, électriques ou optiques. Parmi les techniques possibles pour étudier le vieillissement de structures, celles basées sur l’interaction d’ondes ultrasonores avec la cible sont particulièrement adaptées à la compréhension des phénomènes d ’altération de manière générale, et de la dégradation de matériaux composites en particulier. C’est dans cette catégorie de matériaux que l’on peut classer l’os long et plus précisément l’os cortical chez l’adulte. Ce matériau est hétérogène, anisotrope et viscoélastique de par sa composition chimique organique et inorganique. De ce fait, différentes techniques ultrasonores, notamment celles développées au LMA pour les applications médicales et à l’ISM pour la modélisation biomécanique, peuvent être couplées aux mesures vibrométriques déjà réalisées au SATIE afin d’estimer les paramètres élastiques d’échantillons d’os et de les corréler en fonction du DPM.

Le stage proposé a pour principal objectif d’établir un protocole expérimental de mesures ultrasonores des propriétés élastiques du tissu osseux post-mortem. Dans une première étape, nous proposons de déterminer, pour un modèle isotrope et homogène, les paramètres acoustiques (vitesses, atténuation) par des mesures ultrasonores en immersion dans la gamme de fréquences de 1 à 10 MHz. Ceci nous permettra de définir un plan d’anisotropie. Pour compléter l’évaluation, nous utiliserons, dans un second temps, un dispositif de spectroscopie par résonance ultrasonore (RUS) permettant de calculer les autres plans d’anisotropie de la matrice de rigidité des échantillons. Enfin, un contrôle de densitométrie osseuse sera réalisé par micro-tomographie X.

Pour répondre à cette problématique, les tests seront menés initialement sur des échantillons calibrés prélevés sur des modèles animaux. Si les résultats sont concluants, seront alors entreprises des expériences sur des pièces anatomiques humaines afin d’alimenter un modèle numérique multi-physique et multi-échelles.

Type de travail : Le candidat devra maîtriser les notions de propagation d’ondes (milieux solides et fluides) et la mécanique associée (élasticité, résistance des matériaux…). Le stage sera avant tout expérimental, et commencera par une étude approfondie de la bibliographie dédiée à la caractérisation acoustique des os.

Résultats attendus : Montage et validation d’un banc expérimental de caractérisation ultrasonore de tissus osseux post-mortem. Étude paramétrique expérimentale et numérique de la matrice de rigidité.

Compétences requises : Mécanique des matériaux, physique des ondes, programmation Matlab. La maîtrise d’un logiciel éléments finis est un plus, idéalement Comsol MultiphysicsTM

Rémunération : Selon la réglementation en vigueur.

Possibilité de poursuite en thèse : oui (suivant le dossier de l’étudiant, et le classement par l’École Doctorale)

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