Thierry Scotti
Docteur en Mécanique
Ingénieur de Recherche en calcul scientifique
CNRS- LMA
31 chemin Joseph Aiguier
13402 Marseille cedex 20
Tél. : +33 (0)4 91 16 42 81
Fax : +33 (0)4 91 16 40 80
E-Mail : scotti@lma.cnrs-mrs.fr
Administration de la recherche.
Responsable adjoint de la spécialité "Acoustique" de la seconde année du Master recherche "Mécanique, Physique et Ingénierie"
Chargé de mission qualité
Responsable de l’équipe Propagation et Imagerie (2004-2008)
Enseignements.
Chargé de cours et responsable du module "Problèmes Inverses appliqués à l’imagerie" en Master recherche 2ème année (M2) spécialité "Acoustique".
Chargé de cours "Méthodes de résolution - discrétisation" en M2 spécialité "Acoustique".
Chargé de cours "Méthodes numériques pour la mécanique", troisième année de l’Ecole Centrale Marseille.
Activités scientifiques.
I. Propagation d’ondes en milieux complexes.
Il s’agit d’étudier la propagation d’ondes en milieux complexes à partir de modélisations de type éléments finis de volume ou de frontière (méthodes FEM/BEM), de type différences finies ou de méthodes approchées (de type Rayleigh, Kirchoff, Icba, …). Le travail développé porte sur :
1/ la prise en main et l’utilisation de plusieurs grands codes de calcul dont Sysnoise, Comsol et Akuspor (développé en interne),
2/ sur la modélisation mathématique de modèles directs approchés (réduction de modèle complexe, modèle canonique, modèle équivalent, …) qui se traduisent par des développements numériques (notamment destinés à la résolution des problèmes inverses, voir II).
Exemples d’études réalisées :
• Etude de la diffraction d’ondes dans les milieux confinés poroélastiques macroscopiquement hétérogènes, e.g., os en forme de plaques ou cylindres,
• Etude du fondement théorique et généralisation de la méthode ICBA (Intersecting Canonical Body Approximation) par techniques asymptotiques,
• Exploitation numérique et l’établissement des limites de la méthode MRC (Modified Rayleigh Conjecture),
• Etude de la propagation/diffraction d’ondes par des haut-parleurs en champs libres par modélisations BEM.
II. Identifications paramétriques de modèle par des méthodes itératives non linéaires à partir de mesures de champs vibratoires ou ondulatoires.
La problématique concerne les méthodes d’identification paramétrique non linéaires (voir quelques détails). La recherche des paramètres inconnus est menée de façon itérative jusqu’à ce que la différence entre champ mesuré et estimé (i.e., fonction de coût) soit suffisamment petite. Cette recherche nécessite en générale la résolution d’un problème direct à chaque étape du processus. On pourrait alors penser que l’identification se fait directement par la recherche des minima de cette fonction coût, mais ce problème est mathématiquement mal posé. Sur cette problématique, le travail développé concerne :
1/ La mise en perspective de la façon dont le choix de l’estimateur (i.e., modèle du système physique censé rendre compte des données acquises, et employé dans l’algorithme d’inversion) influe sur l’unicité et la stabilité de la reconstruction des paramètres,
2/ Le développements de modèles estimateurs réduits/simplifiés notamment dans la perspective d’identification temps réel,
3/ La prise en compte de l’inadéquation du modèle estimateur réduit/simplifié dans la résolution du problème inverse,
4/ L’étude de la façon dont les erreurs sur les variables internes supposées connues de l’estimateur influent sur l’unicité et la stabilité de la reconstruction des paramètres.
Exemples d’applications réalisées :
• Etude d’un problème d’identification des paramètres d’un milieu visco-élastique stratifié (sensé modéliser le sous-sol terrestre ou une cloison d’isolation) à partir de mesures du déplacement (domaine temporel) en surface,
• L’approfondissement de la notion de crime inverse : démonstration de son utilité pour révéler et éliminer la non unicité des problèmes inverses,
• Etude de la stabilité du processus d’identification de paramètres par comparaison des reconstructions obtenues avec des données réelles d’une part, et données simulées d’autre part,
• Développement de méthodes pour l’identification d’un objet 3D en espace libre à l’aide d’une onde sonore en régime harmonique,
• Etude des problèmes directs et inverses de diffraction d’ondes dans les milieux confinés fluides ou élastiques macroscopiquement hétérogènes en forme de plaques ou cylindres : le but est de pouvoir accéder à un sous-ensemble des paramètres du fluide ou solide par moyens acoustiques.
Quelques présentations sur ce thème.
[-] Identification of model parameters by iterative methods, octobre 2010, journées LMA-Ircam.
[-] The Non-Unicity Problem in Non Linear Parametric Identification, Conference on Applied Inverse Problems, Vienna 2009.
[-] Identification paramétriques et crime inverse, janvier 2008, LMA.
[-] Global optimization of non linear inverse scattering problems, Eccomas 2008, Lido di Venezia.
[-] Quelques développements pour l’identification non ambiguë de paramètres en non linéaire, juin 2008, GDR ISIS.
[-] Une problématique de l’inversion en non linéaire, mai 2006, LMA.
[-] Quelques méthodes d’identification de cible par inversion du champ acoustique diffracté, juin 2007, GDR US.
[-] Identification paramétrique non linéaire à partir de mesures de champs acoustique diffusé, janvier 2009, LMA.
[-] De l’utilisation de modèles canoniques pour l’imagerie paramétrique non linéaire, juillet 2009, LMA.
[-] Quelques développements pour l’identification paramétriques en non linéaire, octobre 2008, LMA.
Publications.
[1] LE MARREC, L, LASAYGUES P, SCOTTI T, LEFEBVRE J-P : Spatial and Temporal contribution for Real Time Quantitative Imaging of Cortical Long Bone, 1st European Symposium on Ultrasonic Characterization of Bone, Paris 2006
[2] SCOTTI T., WIRGIN A., Reconstruction of the three mechanical material constants of a lossy fluid-like cylinder form low frequency scattered acoustic fields, C.R.Acad.Sci.Paris IIb, 332, 2004, 717-724
[3] L. LE-MARREC, P. LASAYGUES, T. SCOTTI, C. TSOGKA : Efficient shape reconstruction of non-circular tubes using broadband acoustic measurements, Acta Acustica united with Acustica,Vol 92, pp 355-361, 2006.
[4] OGAM E., SCOTTI T. et WIRGIN A. : Non-uniqueness in connection with methods for the reconstruction of the shape of cylindrical bodies from acoustic scattering data. In A. Wirgin (ed.) (ed.), Actes du colloque Acoustics mechanics and the related topics of mathematical analysis - AMRTMA. 2002. Fréjus (France) - 18-22 juin 2002 – World Scientific, A. Wirgin Ed.
[5] OGAM E., SCOTTI T. et WIRGIN A. : Reduction of the ambiguity of shape reconstruction of cylindrical bodies using both real and synthetic acoustic scattering data. In Wirgin A. (ed) (ed.), Actes du colloque Acoustics Mechanics and the Related Topics of Mathematical Analysis, pp 222—228. World Scientific, Singapore, 2002
[6] FRIOT E. et SCOTTI T. : Simulation dans le domaine temporel de bruits instationnaires dans des cavités à bords absorbants. In Actes du 6ème Congrès Français d’Acoustique, p. CDROM. 8-11 avril 2002. Lille (France).
[7] LEMARREC L., TSOGKA C., LASAYGUES P. et SCOTTI T : Multi-frequency quantitative imaging of high contrast objects : canonical approximation. in Acoustical Imaging , Vol.27.
[8] SCOTTI T. et WIRGIN A. : reconstruction en temps-réel de la taille, position, orientation et forme d’un objet a partir de champs diffractes acoustiques. Journées gdr ondes, 8-10 décembre 2003, Marseille
[9] SCOTTI T. et WIRGIN A. : reconstruction des trois constantes matérielles mécaniques d’un cylindre viscofluide a partir de champs diffractés acoustiques basses fréquences. Journées gdr ondes, 8-10 décembre 2003, Marseille
[10] OGAM E., SCOTTI T. et WIRGIN A. : Non-ambiguous boundary identification of a cylindrical object by acoustic waves. C.R. Acad. Sci. Paris Ser. II, 329, 61—66, 2001.
[11] LEMARREC L., TSOGKA C., LASAYGUES P. et SCOTTI T. : wide band quantitative imaging of high contrast objects by a canonical approximation. in 5th world congress on ultrasonics, pp 625—628. 2003.
[12] SCOTTI T. et WIRGIN A. : « Location and shape reconstruction of a soft body by means of canonical solutions and measured scattered sound fields », C.R.Acad.Sci.Paris IIb, 320, 1995, 641-646.
[13] SCOTTI T. et WIRGIN A. : « Shape reconstruction using diffracted waves and canonical solutions », Inverse Problems, 11, 1995, 1097-1111.
[14] WIRGIN A. and SCOTTI T. : « Wide-band approximation of the sound field scattered by an impenetrable body of arbitrary shape », J.Sound Vibr., 194 , 1996, 537-572.
[15] SCOTTI T. et WIRGIN A. : « Shape reconstruction of an impenetrable scattering body via the Rayleigh hypothesis », Inverse Probs., 12, 1996, 1027-1055.
[16] GILBERT R.P., SCOTTI T., WIRGIN A. and XU Y.S. : Identification of a 3D object in a shallow sea from scattered sound, C.R.Acad.Sci.Paris IIb, 325, 1997, 383-389.
[17] SCOTTI T. et WIRGIN A. : « Real-time sonomammography based on the intersecting canonical body approximation of the diffracted wavefield », Ultrasonics, 36 (1998) 643 - 652.
[18] GILBERT R.P., SCOTTI T., WIRGIN A. et XU Y.S. : « Identification of a 3D void or inclusion in a plate by inversion of the diffracted wavefield », Ultrasonics, 36 (1998) 115 - 119.
[19] GILBERT R.P., SCOTTI T., WIRGIN A. and XU Y.S. : « The unindentified object problem in a shallow ocean », J.Acoust.Soc.Am., 103, 1320-1327, 1998.
[20] WIRGIN A. and SCOTTI T. : Complete family of functions methods, based on the Rayleigh hypothesis and on the extinction theorem, for inverse acoustic wave scattering problems, Acustica-Acta Acustica, 84, 1998, 1083-1090.
[21] WIRGIN A. et SCOTTI T. : Location and shape reconstruction of a penetrable body using solutions of a canonical forward wave interaction problem and measurements of scattered electromagnetic waves, in Nondestructive Testing of Materials, R. Collins et al., Eds. (IOS Press, Oxford, 1995), pp.271-279.
[22] SCOTTI T. et WIRGIN A. : Location and shape reconstruction via diffracted waves and canonical solutions, in Acoustical Imaging , Vol.22, P. Tortoli et L. Masotti, Eds. (Plenum, New York, 1996), pp. 101-106.
[23] SCOTTI T. Localisation et reconstruction des caractéristiques géométriques et physiques d’un objet à l’aide du champ acoustique diffusé, Doctoral thesis, Université de la Méditerranée, Marseille, June 1997.
[24] SCOTTI T. et WIRGIN A. : Shape reconstruction of a penetrable homogeneous 3D scattering body via the ICBA, in Proceedings of the Conference on Inverse Problems of Wave Propagation and Diffraction, G. Chavent and P. Sabatier, Eds. (Springer, Berlin, 1996).
[25] SCOTTI T. et WIRGIN A. : Real-time ultrasonic imagery of live vascular and non-vascular tubular organs based on the intersecting canonical body approximation of the diffracted wavefield. In Y.C. Teng, E.C. Shang, Y.H. Pao, M.H. Schultz et A.D. Pierce (eds.) (eds), Third International Conference on Theoretical and Computational Acoustics ’97, pp 707—728. World Scientific, Singapore, 1999. Actes du colloque - Newark NJ - 14-18 juillet 1997.
[26] WIRGIN A. et SCOTTI T. : Inversion of seismograms for the identification of the shape of a soft basin below the earth’s surface. In Y.C. Teng, E.C. Shang, Y.H. Pao, M.H. Schultz et A.D. Pierce (eds.) (eds),
