Les suspensions magnétiques passives fonctionnent grâce aux forces d'attraction ou de répulsion exercées entre des aimants permanents. Après avoir donné un panorama des différentes configurations possibles de suspensions magnétiques, le calcul des interactions entre des aimants permanents a été développé. Les calculs sont effectués à des parallélépipèdes aimantés, pour lesquels l'aimantation est représentée par des distributions de charges ou de pôles (approche coulombienne). L'ensemble des interactions (énergie, forces, couples,...etc.) a été calculé par des méthodes entièrement analytiques – une partie importante de ces résultats sont originaux.-

Des études expérimentales et théoriques du mécanisme d'électrodéposition de différents revêtements à base de cobalt : le cobalt métallique, les alliages binaires Co-Ni, Co-Cu et l'alliage ternaire Co-Ni-Cu sont menés.Les propriétés de ces films dépendent fortement des paramètres expérimentaux tels que le pH de l'électrolyte, la nature du substrat, etc.. Un champ magnétique jusqu'à 12T est superposé parallèlement à la surface de l'électrode de travail. La convection forcée induite dans l'électrolyte modifie les conditions hydrodynamiques et par conséquent, influe sur la structure et la morphologie des films obtenus. Par ailleurs, la cinétique des processus et la croissance des cristaux sont améliorées dans des conditions magnéto électrochimique. Les microstructures obtenues suite au procédé électrochimique en présence d'un champ magnétique sont caractérisées par différentes propriétés magnétiques trouvant un intérêt potentiel en tant que matériaux magnétiques doux et / ou dur. Dans le cadre du projet ANR COMAGNET, les matériaux subissent ensuite un traitement thermique en présence d'un champ magnétique, des phénomènes de recristallisation et interdiffusion sont mis en évidence induisant des modifications des propriétés magnétiques.Enfin, des calculs de l'énergie d'adsorption de l'atome d'hydrogène et de l'ion H+ sur différentes faces cristallographiques du cobalt sont menés par modélisation DFT (Théorie de la Fonctionnelle de la Densité). Ces résultats, mis en relation avec l'étude expérimentale, montrent le lien entre la formation de certaines structures cristallographiques et l'évolution simultanée de l'hydrogène à la surface de l'électrode pendant l'électrolyse. / The present work is focused on the experimental and theoretical studies of the electrodeposition mechanism of Co-based films, including single Co, binary Co-Ni, Co-Cu and ternary Co-Ni-Cu alloy films. The modeling and structure-properties relationship by a multi-scale approach is investigated.The preliminary study involves determination and optimization of the electrodeposition parameters in order to obtain nanocrystalline films with satisfied surface quality and promising magnetic properties. It is shown that the electrolytic pH, to-be-deposited type of substrate and deposition time are of high importance in the fabrication of nanoscale materials. Among them, the electrolytic pH is the one, which has the greatest effect on the structure formation. The film growth as well as its quality can be strongly affected by a superimposition of an external magnetic field. The electrodeposition process was carried out under parallel to the electrode surface magnetic fields with magnets strength up to 12T. The results reveal that the induced forced convection in the electrolyte changes the hydrodynamic conditions and thus, affects the structure and morphology of the obtained films. Furthermore, the process kinetics and crystal growth are enhanced under magnetic electrodeposition conditions.Microstructure formed by the electrochemical processing is characterized by some significant magnetic properties, which may result in soft and/or hard magnetic materials, depending on their application approach. Additionally, the microstructure of films has been improved by the magnetic annealing treatment. Thus, the recrystallization and interdiffusion phenomena are observed, and modification of the magnetic properties is induced.Considering the electrodeposition process carried out in aqueous solutions the secondary process, which is the hydrogen evolution reaction (HER), needs to be taken into account. The theoretical study based on the tools of quantum mechanics (QM) and density functional theory (DFT) is used to determine the adsorption energies of hydrogen. In this work, the calculation results are related with the experimental study and may explain the structure formation assisted by the simultaneous evolution of hydrogen at the electrode surface.

Une solution classique pour blinder un champ électromagnétique haute fréquence consiste à employer des matériaux bons conducteurs qui atténuent le champ grâce à leffet de peau. Le blindage est dautant meilleur que lépaisseur de lécran est grande devant lépaisseur de peau. A basse fréquence, ces matériaux continuent à blinder le champ électrique (par le principe de la cage de Faraday), mais deviennent de très mauvais écrans du champ magnétique. En effet, lépaisseur de peau augmentant quand la fréquence diminue, le blindage par effet de peau devient inefficace. Outre leurs propriétés électriques remarquables, les supraconducteurs présentent également des propriétés magnétiques spécifiques. Par exemple, un supraconducteur refroidi en dessous de sa température critique expulse le flux dinduction magnétique de son volume. Cette propriété peut être utilisée pour réaliser des blindages magnétiques par matériaux supraconducteurs. Cette thèse de doctorat sinscrit dans le cadre dun projet de recherche portant sur létude du blindage magnétique par supraconducteurs à haute température critique (HTS). Cette recherche est menée dans le groupe SUPRATECS de lUniversité de Liège en collaboration avec lEcole Royale Militaire de Belgique. Une première partie du projet consiste à réaliser des blindages HTS. Cette étude a été menée par Laurent Dusoulier, un étudiant doctorant du laboratoire de chimie inorganique structurale de lUniversité de Liège. Vu que les HTS sont des céramiques cassantes, il a été choisi de déposer un film supraconducteur sur un substrat métallique par la technique de déposition électrophorétique (EPD). La deuxième partie du projet comprend la caractérisation des échantillons réalisés par la technique EPD, ainsi que létude de la pénétration du champ magnétique dans des blindages HTS. Ma thèse de doctorat porte sur ces dernières questions. Dans un premier temps, nous avons caractérisé les propriétés supraconductrices et les propriétés de blindage magnétique des échantillons synthétisés en chimie. Cette étude a parfois nécessité de réaliser des montages expérimentaux spécifiques. Nous avons montré que les niveaux de blindage que lon peut obtenir avec un échantillon supraconducteur sont généralement supérieurs aux niveaux obtenus avec des écrans magnétiques classiques, si le champ à blinder est inférieur à un seuil caractéristique à lécran HTS. Ensuite, nous avons étudié de manière détaillée les propriétés de blindage de tubes HTS soumis à un champ magnétique axial. Cette étude a été menée de manière expérimentale et à laide de simulations numériques basées sur la méthode de Brandt. Grâce à ces résultats, nous avons déterminé le champ limite quun tube HTS peut blinder, nous avons étudié la variation spatiale du facteur de blindage, ainsi que sa dépendance fréquentielle. Finalement, grâce aux simulations numériques, nous avons étudié les propriétés de blindage magnétique déchantillons HTS axisymétriques présentant des configurations dun intérêt pratique. Cette étude permet dévaluer le gain que lon obtient en fermant un tube par un capuchon, de mesurer limpact dun trou dans ce capuchon, dévaluer leffet dune soudure métallique et linfluence de la non-homogénéité des propriétés supraconductrices sur les niveaux de blindage dun tube HTS.

Lobjectif de notre travail était triple. Dune part, nous voulions caractériser lévolution de la trace mnésique dans les 48 heures qui suivent lapprentissage explicite dune tâche motrice séquentielle (FTT). Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à la période qui suit immédiatement lapprentissage de cette tâche. En effet, cette période, particulièrement vulnérable à une interférence au sens large du terme, semble cruciale dans le processus de consolidation de la trace mnésique. Dautre part, les différentes étapes de lapprentissage moteur ayant été définies, nous voulions étudier le rôle spécifique de M1 au cours de chacune de celles-ci. Pour ce faire, nous avons utilisé la SMTr à faible fréquence que nous avons appliquée à différents délais sur le scalp en regard du cortex moteur primaire controlatéral à la main utilisée pour la tâche. Enfin, quelques études récentes suggérant que la SMTr à haute fréquence pourrait améliorer certaines tâches cognitives et motrices chez le sujet sain comme chez le sujet cérébrolésé, nous avons tenté daugmenter la performance de nos volontaires sains en leur appliquant la SMTr à haute fréquence en regard du cortex moteur primaire directement après lapprentissage de la tâche. Au terme de ce travail nos conclusions sont les suivantes : 1. Le traitement de la trace mnésique fraîche est un processus dynamique qui passe au moins par trois étapes. a. Lors de la première étape, caractérisée par les 30 premières minutes qui suivent lentraînement, la trace mnésique est accessible, plus efficace quà la fin de lentraînement mais fragile aux perturbations extérieures. Une interférence survenant à ce moment peut détériorer le rappel immédiat de la tâche et dans certaines conditions la performance à long terme. b. La seconde étape, caractérisée par les heures qui suivent lentraînement et pendant lesquelles le sujet est éveillé, correspond à une phase de stabilisation de la trace mnésique durant laquelle celle-ci est moins accessible mais plus robuste aux interférences. c. La troisième étape correspond à lamélioration de performance survenant après au moins une nuit de sommeil. Bien que nous nayons pas testé spécifiquement le rôle du sommeil, nous avons montré que 24 et 48 heures après lentraînement, la trace mnésique est optimale et de nouveau accessible lors de lexécution de la tâche. 2. La première étape nest pas dépendante du niveau de performance du sujet. Elle est présente après un premier entraînement mais également 48 heures plus tard après un second entraînement. Il reste néanmoins à préciser si ce gain de performance survenant précocement après lentraînement est toujours présent ou non après plusieurs semaines dentraînement, lorsque le sujet a atteint son niveau de performance maximal. 3. Le rôle de la première étape dans le processus de consolidation à long terme reste à préciser. Dun côté, le gain de performance acquis lors de la première étape (5 et 30 minutes) est proportionnel au gain de performance acquis lors de la troisième étape (après 48 heures). Ces données suggèrent que la première étape reflète une structuration précoce de la trace mnésique. Dun autre côté, cette première étape est partiellement supprimée par la SMTr sans modification de la performance à plus long terme, suggérant que la première et la troisième étape sont au moins partiellement indépendantes. 4. Contrairement à lapprentissage dune tâche motrice simple (Muellbacher et coll. 2002), la consolidation de la trace mnésique survient très précocement pendant la phase dacquisition de la tâche. En effet, jusquà présent aucune interférence, quil sagisse dune nouvelle séquence apprise juste après la première (Walker et coll. 2003a, Korman et coll. 2007) ou dune SMTr (nos données, Robertson et coll. 2005), na permis de supprimer complètement la trace mnésique dune tâche motrice séquentielle. Le participant ne revient jamais à létat « naïf », initial, et dans le pire des cas, son niveau de performance est superposable à celui de la fin de lentraînement. 5. Le cortex moteur primaire intervient dans les étapes très précoces (30 premières minutes) de la consolidation de la trace mnésique qui succède à la phase dacquisition. La SMTr appliquée au niveau de M1 controlatéral à la main entraînée réduit la performance du sujet uniquement si elle est appliquée immédiatement après lentraînement et non 4 et 24 heures plus tard. Labsence de détérioration de la performance à ces 2 derniers délais démontre quil sagit dun effet spécifique de la SMTr sur la trace mnésique et non simplement dune réduction de la vitesse de frappe liée à une inhibition relative de la région cérébrale responsable de lexécution du mouvement. De plus, labsence deffet de la SMTr lorsque celle-ci est appliquée au niveau du cortex occipital immédiatement après lentraînement prouve quil sagit dun effet spécifique de la SMTr au niveau de M1. 6. La SMTr à haute fréquence appliquée immédiatement après lentraînement a le même effet que la SMT à basse fréquence sur lévolution de la trace mnésique au cours des 48 premières heures. Elle réduit lamélioration observée 30 minutes après lentraînement sans modifier la performance 48 heures plus tard. Cet effet délétère précoce potentiel sur lapprentissage moteur doit être pris en compte lors des études utilisant la SMT à haute fréquence à visée thérapeutique et en particulier en réhabilitation motrice chez les sujets cérébrolésés dautant quil nexiste actuellement pas de recommandation de sécurité en ce qui concerne la SMTr à haute fréquence chez ces patients. Nous avons donc démontré lexistence dune phase précoce (5 à 30 minutes après lentraînement) et transitoire (absente 4 heures après lentraînement) au cours de laquelle la performance qui suit un entraînement unique saméliore (« early boost »). La détérioration partielle de cette amélioration transitoire de performance par la SMTr suggère quà cette phase, la trace mnésique est distribuée dans un réseau cérébral incluant M1. Par contre, labsence de détérioration ultérieure de la performance (48 heures) et labsence deffet de la SMTr à 4 heures et 24 heures suggèrent que la consolidation dune tâche motrice récemment apprise dépend de circuits cérébraux cortico-cérébelleux et cortico-striataux dans lesquels M1 ne jouerait pas un rôle critique (Robertson et coll. 2005, Doyon et Benali 2005, Peigneux et coll. 2006). Il est possible que dans les premières minutes qui suivent un apprentissage séquentiel, les réseaux neuronaux impliqués dans cet apprentissage soient activés de façon globale (Albouy et coll. 2006). Dans ces conditions, la participation de M1 ne serait pas spécifique de la séquence apprise. Les corrélats cérébraux de cette phase devraient être étudiés en utilisant limagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf, voir perspectives).

Cette étude est dédiée à la période charnière que constituent lEifélien et la base du Givétien en Belgique et les régions limitrophes, entre le Dévonien inférieur caractérisé par des dépôts détritiques et linstallation dune plate-forme carbonatée au Givétien. Létude sédimentologique détaillée que nous avons entreprise est le résultat de lintégration de différentes techniques danalyses : sur le terrain (levé et description banc par banc), en lame mince (pétrographie et microfaciès) et sur les échantillons (susceptibilité magnétique et analyses chimiques). Dans le cadre de ce travail, ce sont 14 coupes qui ont été levées, représentant une épaisseur totale de 1650 mètres. Les études de terrain ont permis de mettre en évidence une grande variété de faciès carbonatés, détritiques ou mixtes. Cette variété illustre parfaitement la variabilité latérale qui est la règle au sein de ces niveaux. Les analyses pétrographiques qui ont été menées sur 3352 lames minces, confirment cette diversité et aboutissent à la définition de 71 microfaciès. Ces microfaciès sont répartis sur un modèle de plate-forme et sur 6 modèles de rampe. Ces différents modèles de rampe se distinguent les uns des autres par une influence terrigène plus ou moins marquée, le développement ou non de bioconstructions ou encore la présence ou non de shoals. Les analyses de susceptibilité magnétique on permis de mettre en évidence trois paramètres sédimentologiques principaux linfluençant : lapport détritique (le continent étant la source principale des minéraux porteurs du signal), lagitation (qui peut empêcher le dépôt de ces mêmes minéraux) et la productivité carbonatée (qui peut diluer ces minéraux). Les analyses chimiques quant à elles permettent de clairement dégager 4 pôles parmi les minéraux présents dans les échantillons, chacun ayant sa contribution propre à la valeur de susceptibilité magnétique. Le premier est le contenu en carbonates qui est directement lié à la productivité carbonatée. Outre le quartz détritique, lapport terrigène comporte de son côté deux pôles distincts : lun sous forme dargiles et lautre sous forme de minéraux ferromagnétiques primaires. Le dernier pôle correspond à linfluence de la diagenèse par la dolomitisation et la cristallisation de pyrite, dhématite et éventuellement de magnétite. De par la répartition générale des trois paramètres sédimentologiques cités ci-dessus sur les profils de plate-forme et de rampes, trois types dévolution des courbes de susceptibilité magnétique se dessinent quand on la compare à lévolution des microfaciès. Certaines coupes ne montrent aucun lien entre les deux types de courbes, la susceptibilité magnétique restant relativement constante. Ensuite, un parallélisme peut sobserver entre les deux types de courbes (à une baisse de niveau marin, correspond une hausse de valeurs de susceptibilité magnétique et inversement). Enfin, une opposition peut être observée entre les deux types de courbes (à une baisse de niveau marin, correspond une baisse de valeurs de susceptibilité magnétique et inversement). Une fois identifiés, ces comportements relativement cohérents permettent lutilisation de la susceptibilité magnétique à des fins de corrélation. Lintégration de lensemble des données et interprétations aboutit à la proposition dun canevas de stratigraphie séquentielle. La généralisation de ce canevas à lensemble du bord Sud du Synclinorium de Dinant permet une meilleure compréhension du passage latéral entre la Formation de Couvin et la Formation de Jemelle et de linstallation de la plate-forme carbonatée à la transition Eifélien-Givétien.

Ce travail s’inscrit dans le cadre général de la recherche de nouveaux matériaux nanocomposites durs/doux dont le domaine d’application concerne les aimants permanents performants. Ces nanocomposites présentent des propriétés magnétiques intéressantes grâce à leur forte rémanence combinée à une grande coercivité. Ceci permet d’augmenter considérablement l’énergie spécifique de l’aimant. Dans ce contexte, nous avons élaboré et étudié de nouveaux nanocomposites à base de phases dures hors équilibre Sm(Fe,Si)9C et Sm(Fe,Ga)9C et des phases douces _-Fe et FeCo. Pour les nanocomposites intrinsèques, SmFeSiC /_-FeFe, la formation de la phase douce est contrôléeà partir des conditions d’élaboration de la phase dure en agissant sur l’excès de samarium. La microscopie électronique à transmission montre des nanograins de forme pseudo-sphérique et de diamètre moyen de l’ordre de 20 nm. La valeur maximale du produit d’énergie spécifique (BH) max est obtenue pour l’échantillon avec environ 15% de _-Fe, elle est égale à 11.7 MGOe (93.6kJ/m3). Pour les nanocomposites extrinsèques, les phases dures (Sm-Fe-Si-C) et douces (FeCo) ont été élaborées séparément puis mélangées dans des conditions appropriées. Un record d’aimantation à saturation de 235 emu/g a été enregistré pour la composition Fe55Co45 élaboré par la méthode polyol. Les nanocomposites SmFeSiC /FeCo et SmFeGaC/FeCo, ont révélé une amélioration de l’aimantation avec le taux de la phase douce mais avec une diminution du champ coercitif. L’énergie spécifique atteint des valeurs maximales de l’ordre de 13.5 MGOe (108 m3) et 12.4 MGOe(99.2 kJ/m3), pour les échantillons SmFeGaC/20%FeCo et SmFeSiC/10%FeCo, respectivement. D’autre part, nous avons étudié la structure locale des alliages Pr2(Co,Fe)7, un autre cas de phase dure, par spectroscopie EXAFS et nous avons montré que le site préférentiel du Fe dans ces composés est le site 12k / This work focuses on the synthesis and the study of new hard / soft nanocomposites. These nanocomposites exhibit interesting magnetic properties thanks to their high remanence combined with a high coercivity Hc. This allows a huge increase of the specific energy of the magnet. In this context, we have developed and studied new nanocomposites based on the out of equilibrium hard phases Sm (Fe, Si) 9C and Sm (Fe, Ga) 9C and soft phases _-Fe and FeCo. For the intrinsic nanocomposites SmFeSiC /_-Fe, we have shown by transmission electron microscopy, an average grain size of about 20 nm for the studied samples. The maximum value of (BH) max is obtained for the nanocomposite with about 15 % of _-Fe, it is equal to 11.7 MGOe (93.6 kJ/m3). For the extrinsic nanocomposites SmFeSiC/FeCo et SmFeGaC/FeCo, we have shown that the energy product (BH) max reaches a maximum and then decreases with increasing the rate of FeCo. The maximum values obtained are about 13.5 MGOe (108 kJ/m3) and 12.4 MGOe (99.2 kJ/m3) for SmFeGaC / 20% FeCo and SmFeSiC/ 10% FeCo samples, respectively. Finally, we have investigated the local structure of Pr2 (Co,Fe) 7 alloys by EXAFS spectroscopy and we have shown that the preferential site Fe in these compounds is the 12k site

La bonne precision du champ magnetique est souvent necessaire pour l'imagerie a resonance magnetique. Une des possibilites pour creer ce champ est d'utiliser l'expansion de Legendre de la fonction de Green. Nous proposons une methode qui corrige les defauts de champ magnetique sur un volume d'interet par l'utilisation de petits aimants permanents (appeles "shims"). Leur position sera determinee logiciellement. Cette methode de calcul peut aussi etre utilisee pour creer quasi n'importe quel champ avec des valeurs negligeables des harmoniques d'ordre eleve.

Dans le tokamak Tore Supra, le champ magnétique qui assure le confinement est rendu stochastique à la périphérie du plasma par l'application d'une perturbation résonante. Cette perturbation est créée par un ensemble de six bobines hélicoïdales, le divertor ergodique, situé à l'intérieur de la chambre à vide. La première partie de notre étude est l'analyse du transport des particules et de l'énergie dans un plasma de fusion en présence d'un champ magnétique stochastique, sans paroi matérielle. Le transport effectif des électrons, i.e. de la chaleur, est fortement augmenté et, dans une moindre mesure, celui des ions. Cette différence produit un champ électrique radial moyen. Dans une seconde partie, l'influence d'une paroi matérielle est considérée. Grâce au code<br />numérique Mastoc, la topologie de la connexion magnétique sur la paroi est détenninée précisément. Il est ainsi possible de décrire le transport des particules et de l'énergie depuis le plasma confiné jusqu'aux éléments de paroi. Cette étude éclaire certaines des principales observations de l'expérience Tore Supra en configuration divertor ergodique : l'étalement du dépôt de puissance sur les différents éléments de la paroi sans concentration anormale, la robustesse de cette configuration vis-à-vis de défauts d'alignement, les structures visibles en lumière Ha lors de réattachement de plasma. Afin d'étudier le transport des ions impuretés, une approche variationnelle par minimum de production d'entropie a été développée. Ce principe variationnel est appliqué au calcul de la diffusion néoclassique des ions impuretés dans le champ électrique radial moyen. Ce champ électrique déconfine les ions si le profil de pression n'est pas équilibré par une force de Laplace, c'est-à-dire si le plasma est bloqué en rotation, poloïdale et toroïdale, par une perturbationmagnétiqueou une force friction.

Description du sujet de recherche abordé: Le pied du cheval est composé de nombreuses structures anatomiques renfermées dans une boîte cornée rendant linvestigation de celles-ci plus compliquée (Dyson, 2003). Les méthodes dimagerie classiquement utilisées en médecine équine telle la radiographie et léchographie montrent de nombreuses limites dans linvestigation de cette région. Cest pourquoi, limagerie par résonance magnétique (IRM) est de plus en plus souvent utilisée pour linvestigation des boiteries du pied chez le cheval, permettant à la fois une investigation des structures osseuses et des tissus mous (Dyson et Murray, 2007c; b ; Werpy, 2009). De nombreuses études IRM ont été réalisées sur membres isolés afin de permettre un examen différé dans le temps et dans lespace voire dutiliser différentes techniques dinvestigation (Denoix, et al., 1993 ; Whitton, et al., 1998 ; Widmer, et al., 1999 ; Widmer, et al., 2000 ; Busoni, et al., 2005 ; Murray, et al., 2006 ; Spriet, et al., 2007). Le protocole de conservation varie dune étude à lautre, utilisant en général des membres congelés puis décongelés. Une étude décrit un protocole de conservation basé sur la congélation et la décongélation du membre (Widmer, et al., 1999). Cependant, ce protocole est fastidieux. De plus, plusieurs limites sont présentes dans cette étude. Dans une étude précédente sur des membres isolés, certains membres avaient été évalués ante-mortem (Murray, et al., 2006). Ceux-ci ont permis une comparaison qualitative des images ante-mortem et post-mortem dun même pied sans mise en évidence de changement de signal. Cependant, aucune étude quantitative na été réalisée et il nest pas précisé comment la comparaison a été réalisée et sur bases de quels critères. Différents systèmes sont maintenant disponibles pour lIRM du pied équin dont notamment une machine permettant lexamen des membres sur chevaux debout, uniquement sous sédation (Mair, et al., 2005) contrairement aux systèmes adaptés de la médecine humaine où lanesthésie générale est toujours nécessaire. Cependant, aucune étude sur des chevaux, na comparé la qualité des images obtenues sur des machines avec une intensité de champ magnétique différente si ce nest une étude sur le cartilage et los sous-chondral (Tapprest, et al., 2003). Cette étude a comparé un système de bas champ (low field - LF) pour chevaux couchés à un système de haut champ (high field HF). Elle a démontré une différence entre les 2 machines uniquement pour la détection de lésion cartilagineuse de bas grade. La comparaison dun système pour chevaux debout à un système de haut champ na jamais été réalisée si ce nest par le biais de la littérature humaine. Aucune unanimité sur les séquences et plans de coupe à utiliser lors dexamen IRM du pied équin na été établie dans la littérature. La majorité des études utilisent 3 séquences différentes (T1, T2, séquence avec suppression de la graisse) dans les 3 plans de coupe (Whitton, et al., 1998 ; Dyson, et al., 2003 ; Murray, et al., 2003 ; Dyson, et al., 2004 ; Zubrod, et al., 2004). Les objectifs suivants ont donc été établis : 1. évaluer le changement dans le temps du signal IRM du pied équin sain réfrigéré à 4°C (étude I : effets sur limage de la conservation des membres isolés), 2. évaluer leffet sur la qualité de limage IRM du pied équin sain du cycle de congélation/décongélation et du type de procédé de décongélation (étude II : effets sur limage de la conservation des membres isolés), 3. comparer qualitativement les images IRM de mêmes pieds sains isolés obtenues sur 3 systèmes avec une intensité de champ différente (0.27 Tesla (T), 1.5T et 3T) (étude III : effets sur limage du champ magnétique), 4. établir un ou plusieurs protocoles courts dexamen IRM du pied équin en choisissant les séquences les plus appropriées dans un nombre limité de plans de coupes, permettant de visualiser les différentes structures anatomiques les plus souvent atteintes lors de pathologie du pied équin (étude IV : effets sur limage des séquences et plans de coupe). Résultats: Les Etudes I et II ont permis de démontrer leffet de la conservation des pieds isolés sur la qualité de limage. Aucun changement de la qualité de limage na été mis en évidence lors de la réfrigération (Etude I). Une légère diminution de la taille des récessus synoviaux a été observée subjectivement. Aucun changement de signal na été noté subjectivement si ce nest pour la moelle osseuse, qui apparait légèrement plus hyperintense en séquence Short Tau Inversion Recovery (STIR) et légèrement plus hypointense en Turbo Spin Echo (TSE) pondérée en T2 après réfrigération comparé à T0. Lanalyse quantitative a démontré un changement significatif du rapport signal sur bruit (SNR) dans la moelle osseuse des membres réfrigérés lorsquils sont comparés à T0 en séquences STIR et en TSE pondérée en T2. Le réchauffement à température ambiante produit leffet inverse sur le SNR avec une augmentation significative du SNR en TSE pondérée en T2. Après 14 jours de réfrigération, une diminution du SNR a été observée dans la moelle osseuse avec les séquences TSE pondérée en T2 et Double Echo in Steady State (DESS). Le signal du tendon fléchisseur profond du doigt na pas montré de changement significatif avec la réfrigération. Aucun changement de netteté dimages na été observé dans létude II, si ce nest pour la partie dorsale et distale du sabot après congélation-décongélation. En effet, celle-ci apparaît hyperintense après congélation-décongélation dans toutes les séquences utilisées dans létude II mais de manière plus marquée en séquences TSE T2/PD et STIR. La liaison kéraphylle-podophylle est moins visible en séquences Gradient Echo (GE) T2* et TSE T2/PD après congélation-décongélation. A lexception du tendon, de petits changements de signaux ont été observés subjectivement dans toutes les structures investiguées mais pas dans toutes les séquences après un cycle congélation/décongélation. Lanalyse quantitative a démontré un changement de signal significatif dans la moelle osseuse en Spin Echo (SE) pondérée en T1 uniquement pour P3 lorsque les pieds sont décongelés à température ambiante avant lexamen. En ce qui concerne les pieds décongelés à 4°C, les changements de SNR de la moelle osseuse ont été observés dans toutes les structures osseuses et avec différentes séquences. Des changements de signal ont été significatifs dans le récessus synovial lorsque les extrémités digitées sont conservées à 4°C avant lexamen et ne sont pas retrouvés lorsque les pieds sont laissés à température ambiante pendant 24h. Les structures tissulaires telles le coussinet digital, la peau et le tissu sous-cutané, le DDFT ont montrés la plupart du temps une augmentation significative du SNR due à la congélation-décongélation et ceci avec les 2 types de décongélation (température ambiante vs. à 4°C). Ces changements étaient plus souvent présents avec les séquences GE qui semblent donc plus sensibles aux variations de signal induites par les conditions de conservation. En ce qui concerne leffet de lintensité du champ magnétique sur la qualité de limage (Etude III), les images obtenues dans chaque examen avec chaque machine étaient de valeur diagnostique à lexception des images de la boite cornée où des artéfacts considérables ont été observés avec le système de bas champ pour chevaux debout créant une distorsion et une perte de signal dorsalement et/ou distalement. Ces artéfacts étaient plus important en GE pondérée en T2*. Les valeurs de scores qualitatifs obtenues pour les différentes structures anatomiques à 3T et 1.5T (systèmes HF) étaient significativement plus grandes que les scores obtenus à 0.27T (système LF pour chevaux debout). Les scores des images obtenues à 3T étaient significativement plus grands que les scores obtenus à 1.5T. La moyenne des scores de chaque structure anatomique évaluée était statistiquement inférieure pour les images acquises avec le système LF pour chevaux debout par rapport aux images obtenues avec les 2 systèmes HF. La différence de moyenne des scores entre les 2 systèmes HF était inférieure à la différence de moyenne des scores entre les systèmes HF et le système LF pour chevaux debout. Cependant, la différence de moyenne des scores entre les systèmes HF était significative. La phalange distale, les cartilages unguéaux, los sésamoïde distal, le tendon fléchisseur profond du doigt, le ligament annulaire digital distal, le ligament sésamoïdien distal impair, le coussinet digital, le sabot et la couronne ont obtenus la plus grande différence en moyenne de scores (>1 point de score) entre le système LF et les systèmes HF. Le cartilage et los sous-chondral de larticulation interphalangienne distale (AIPD) sont les structures avec la moindre différence de moyenne de scores entre le système LF et les systèmes de HF (< 0.6 point de score entre le système de bas champ et 1 ou 2 des systèmes de haut champ). La différence de moyenne de scores entre les images obtenues à 1.5T et les images obtenues à 3T a été plus importante pour le cartilage de lAIPD et les cartilages unguéaux (> 0.2 point de score). Trois protocoles courts ont été proposés par lEtude IV. Le premier utilise principalement les séquences de SE, une séquence avec atténuation de la graisse et une séquence plus spécifique pour lévaluation du cartilage. Ces séquences sont: SE pondérée en T1 dans le plan transversal 2 (perpendiculaire au cortex palmaire de los sésamoïde distal), TSE dual echo pondérée en T2 et en PD dans le plan sagittal, STIR dans le plan sagittal, DESS 3D sans excitation selective de leau (sans WE) dans le plan dorsal 1 (parallèle à laxe de lextrémité digitée). Le deuxième protocole utilise en plus les séquences GE intéressantes pour mettre en évidence les sites dhémorragie et le cartilage articulaire. Les séquences utilisées sont : GE pondérée en T1 en 3D dans le plan dorsal 1, SE pondérée en T1 dans le plan transversal 2, GE 2D pondérée en T2* dans le plan transversal 2, TSE dual echo pondérée en T2 et en PD dans le plan sagittal, STIR dans le plan sagittal, DESS 3D sans WE dans le plan sagittal. Le troisième ajoute des plans de coupe particuliers : un perpendiculaire à linsertion distale du tendon fléchisseur profond du doigt (dorsal 3) et lautre perpendiculaire aux ligaments collatéraux de larticulation interphalangienne distale (transversal 3) ainsi quune séquence supplémentaire alliant visualisation du cartilage et suppression de la graisse. Les séquences utilisées sont : GE pondérée en T1 en 3D dans le plan dorsal 1, SE pondérée en T1 dans le plan transversal 2, GE pondérée en T2* en 2D dans le plan transversal 2, TSE dual echo pondérée en T2 et en PD dans le plan sagittal, STIR dans le plan transversal 2, TSE dual echo dans le plan dorsal 3, TSE dual echo dans le plan transversal 3, DESS 3D avec WE dans le plan sagittal. Conclusions et Perspectives: Les Etudes I et II ont permis de démontrer leffet de la conservation des pieds isolés sur la qualité de limage. Les changements de SNR significatifs rencontrés dans les études I et II démontrent que la conservation influence limage IRM et que lors des études ex vivo, les facteurs liés à la conservation et à la température du membre doivent être pris en considération pour interpréter tout résultat. Aussi bien sur les membres réfrigérés que sur ceux congelés, aucun changement de netteté dimages na été observé dans ce travail, si ce nest pour la partie dorsale et distale du sabot après congélation-décongélation. Etant donné ces changements, il sera conseillé dans le futur de réaliser les études concernant le sabot sur pieds frais ou réfrigérés. La réfrigération est une méthode simple de conservation ne nécessitant aucune planification de lexamen. Ceci est particulièrement attrayant car de nombreux examens à des fins expérimentales doivent être insérés entre les patients cliniques, voire reportés en fin de journée. De plus, si le flux de patients de la journée est plus élevé que prévu, lexamen de ces extrémités digitées peut être reporté au lendemain. La congélation du membre quant à elle nécessite une planification car une décongélation préalable est indispensable. En effet, les protons des structures gelées ne sont pas mobiles et nengendrent donc pas ou peu de signal (Widmer, et al., 1999). Une légère diminution de la taille des récessus synoviaux a été observée subjectivement après réfrigération mais pas après congélation-décongélation. Ceci peut être dû à lutilisation de gants pour recouvrir les pieds dans la seconde étude, or ceci navait pas été utilisé lors de la première étude. En effet, il a été démontré que la perte de poids de la viande par déshydratation à température basse lors du stockage est inférieur lorsque la viande est emballée (Bustabad, 1999). Aucun changement de signal na été noté subjectivement lors de réfrigération et ceci jusquà 14 jours, si ce nest pour la moelle osseuse. Lanalyse quantitative a démontré un changement significatif du SNR dans la moelle osseuse des membres réfrigérés lorsquils sont comparés à T0 en séquences STIR et TSE pondérée en T2 et le réchauffement à température ambiante a produit leffet inverse sur le SNR comparé à la réfrigération. Il faudra donc tenir compte des changements dus à la température du membre et si nécessaire ramener le spécimen à température ambiante si une étude ex vivo est entreprise sur des pieds réfrigérés. Le changement de signal en STIR avec la température démontré dans létude I ne semble pas avoir été décrit précédemment. Le TI optimal peut varier entre individus et entre différentes parties du corps (Shuman, et al., 1989 ; Shuman, et al., 1991). Comme le T1 de la moelle osseuse diminue légèrement à modérément avec une diminution de la température (Petrén-Mallmin, et al., 1993), une suppression incomplète de la graisse en STIR sur des membres réfrigérés a eu lieu suite au changement de température. De ce fait, une suppression incomplète du signal de la graisse doit être attendue dans les examens post-mortem sur pieds réfrigérés. Une technique a été décrite pour obtenir le TI optimal (Shuman, et al., 1991). Il peut donc être intéressant de faire varier le TI sur des membres réfrigérés afin dobtenir une suppression complète du signal de la graisse et ainsi améliorer la détection de lésion discrète. Après 14 jours de réfrigération, une diminution du SNR à été observée dans la moelle osseuse avec les séquences TSE pondérée en T2 et DESS. Il est donc préférable de garder des pieds isolés dans un frigo au maximum pendant 7 jours afin déviter cette chute du SNR due à la dégradation des tissus, même si la qualité de limage ne semble pas changé après 14 jours de réfrigération. Une congélation-décongélation sera préférée si une conservation des membres supérieure à 7 jours est nécessaire. Une décongélation à température ambiante semble aussi préférable car elle crée moins de changement de signal. Les résultats obtenus dans ce travail, en ce qui concerne le changement de signal en fonction de la conservation, sont très intéressants et il y a très peu de travaux publiés à ce sujet. Cependant, ces résultats entrainent de nombreuses autres questions. Ainsi, létablissement dune courbe en fonction de la température interne des tissus semble intéressant afin de mieux cerner à partir de quelle température les changements sopèrent. De plus, les résultats de cette étude pourraient également servir à lévaluation dexamen in vivo notamment pour les examens réalisés lors de température extérieure ou corporelle anormalement élevée ou basse qui pourrait avoir une influence sur le signal obtenu pour les différentes structures tel le phénomène de « cold-limb syndrome » retrouvé en scintigraphie (Dyson, 2007). Une évaluation du changement de signal du liquide synovial en fonction de la température et en fonction du temps semble également intéressante car celui-ci montre un comportement différent par rapport aux autres tissus. Comme les pieds examinés dans cette étude ne lont été que dans les 12h après la mort des animaux, une étude comparant le signal des différentes structures in vivo à ces mêmes structures ex vivo juste après la mort permettrait une évaluation des changements précoces obtenus après la mort. De même, il semble intéressant dévaluer ces méthodes de conservation sur des pieds pathologiques afin de voir si ce type de conservation ninfluence pas la qualité du diagnostic. En médecine humaine et vétérinaire, la préservation du sperme des ovocytes et dautres tissus reporte différents résultats en fonction de la température de congélation ainsi que de la vitesse de celle-ci et de la température de décongélation (Cui, et al., 2007 ; Luciano, et al., 2009). Une étude faisant varier ces paramètres permettrait lobtention de protocoles idéaux pour la préservation des pieds entre les examens. De même, une étude histologique lors de ces différents protocoles permettrait létablissement de protocole plus adapté à un examen histopathologique permettant une meilleure compréhension de la physiopathologie des lésions affectant le pied. LEtude III a démontré leffet de lintensité du champ magnétique (0.27T, 1.5T, 3T) sur la qualité des images de pieds normaux. Les images obtenues dans chaque système étaient de valeur diagnostique à lexception des images de la boite cornée où des artéfacts considérables ont été observés avec le système LF. Ces artéfacts sont dus aux inhomogénéités de champ et à des artéfacts métalliques. Ces artéfacts étaient plus important en GE pondérée en T2* car cette séquence est plus sensible aux inhomogénéités de champ (Kastler, 2003). Si une lésion est suspectée dans une région périphérique du pied, il est donc conseillé de placer cette région au centre de laimant dans le système LF pour chevaux debout. Ceci permettra davoir la région à investiguer dans la zone la plus homogène du champ magnétique et de réduire les artéfacts. Létude III confirme que dans les séquences SE, moins dartéfacts sont visibles dans le sabot. Une séquence SE est donc conseillée dans le système LF pour chevaux debout si une lésion périphérique du pied est suspectée. Avec les paramètres que nous avons utilisés pour lEtude III, la qualité subjective de limage et la visualisation des structures anatomiques du pied sain étaient meilleures sur les images obtenues avec les systèmes HF. Le système 3T offre la meilleure visualisation des structures anatomiques communément impliquées dans les boiteries du pied chez le cheval lorsque celle-ci est comparée aux systèmes 1.5T et 0.27T pour chevaux debout. Ce système 3T pourrait donc se révéler supérieur pour la détection de lésions plus discrètes telles des lésions cartilagineuses de bas grade, les lésions plus précoces ou la détection de lésion atteignant des structures anatomiques de petite taille telle le ligament annulaire digital distal, le ligament sésamoïdien distal impair. Les résultats obtenus lors de létude III sont en faveur des systèmes HF. Toutefois, en médecine humaine, même si les images avec les systèmes HF sont de meilleures qualités, plusieurs études montrent une efficacité diagnostique semblable avec un système LF (Barnett, 1993 ; Taouli, et al., 2004). Or, en médecine vétérinaire, le système LF pour chevaux debout prend une place de plus en plus importante aussi bien dans le diagnostic, le pronostic, le choix du traitement et le suivi des boiteries chez le cheval (Mair, et al., 2005). Ceci est dû au fait que de plus en plus de propriétaires acceptent de réaliser lexamen car aucune anesthésie du cheval nest nécessaire. De plus, en présence dun cheval de haute valeur, le choix dun traitement optimal est important pour le retour à une carrière équivalente. Cest pourquoi, il est particulièrement important dévaluer la qualité diagnostique de ce système LF, notamment en le comparant au système HF et ceci avec les mêmes pieds pathologiques. La plupart des pieds pathologiques ont souvent une combinaison de lésions atteignant plusieurs structures anatomiques sur un même pied (Busoni, et al., 2005 ; Murray, et al., 2006 ; Dyson et Murray, 2007a). Cest pourquoi le choix dun protocole permettant la visualisation de la plupart des structures anatomiques du pied est important. Loptimisation de quelques protocoles réalisée dans létude IV répond à un besoin de standardisation et à une recherche de données objectives sur lesquelles baser le choix de plans et séquences. Trois protocoles courts dexamen IRM ont été établis lors de lEtude IV. Les 2 premiers protocoles ont donné une priorité aux structures les plus souvent atteintes lors de douleurs du pied tel los sésamoïde distal et le tendon fléchisseur profond du doigt (Murray, et al., 2006 ; Dyson et Murray, 2007a), tout en permettant une évaluation des autres structures. Lutilisation dun plan de coupe transversal perpendiculaire au cortex palmaire de los sésamoïde distal sera préférée à un plan perpendiculaire à laxe digité. En effet, en utilisant ce plan, une plus grande partie du cartilage entre los sésamoïde distal et la phalange moyenne est visualisée. De même, lutilisation dun plan dorsal parallèle à laxe digité sera préférée à un axe parallèle au cortex palmaire de los sésamoïde distal permettant la visualisation dune plus grande partie du cartilage articulaire de AIPD et ceci dans sa partie la plus centrale. Lutilisation de séquence en 3D permet le reformatage des images et ainsi dobtenir des images dans un meilleur axe par rapport aux différentes structures telles les ligaments collatéraux de lAIPD (Dyson, et al., 2008 ; Gutierrez-Nibeyro, et al., 2009). Le troisième protocole permet une meilleure visualisation de structures impliquées moins fréquemment dans les boiteries du pied tel les ligaments collatéraux de lAIPD, le ligament sésamoïdien distal impair et les marges distales de la phalange distale (Murray, et al., 2006 ; Dyson, et al., 2008). Une séquence 3D réalisées dans le plan sagittal sest révélée meilleure pour le reformatage du cartilage entre los sésamoïde distal et la phalange moyenne. Les trois protocoles utilisent des séquences en différentes pondérations et une séquence avec saturation de graisse comme recommander précédemment (Tucker et Sampson, 2007). Le choix des séquences et des plans de coupes semble allier temps dexamen réduit et visualisation correcte de toutes les structures. Dun point de vue pratique, le choix des bonnes séquences et des bons plans permet de réduire le temps danesthésie sur les animaux anesthésié et permet de réduire le risque de mouvement sur chevaux sédatés lors dexamens réalisés sur chevaux debout. Cependant, la comparaison de lefficacité diagnostique entre un protocole court et un protocole long sur des pieds ou des chevaux pathologiques (contenant tous les plans pour chaque séquence) est nécessaire afin de confirmer lefficacité de ceux-ci. Ce travail a permis de démontrer le rôle essentiel joué par la conservation des membres lors des études ex vivo (études I et II) et de part lévaluation des différents systèmes, séquences et plans (études III et IV) permet une analyse critique de la littérature précédente et jette les bases nécessaires à une future standardisation des protocoles dIRM du pied équin. Références: BARNETT M.J. MR diagnosis of internal derangements of the knee: effect of field strength on efficacy. 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Dans ce manuscrit de thèse, nous nous intéressons au couplage entre le champ électromagnétique quantifié au sein d'un résonateur optique et la transition cyclotron d'un gaz d'électrons bidimensionnel soumis à un champ magnétique perpendiculaire. Nous montrons que ce système peut atteindre un régime de couplage ultrafort inédit, dans lequel la fréquence de Rabi du vide (quantifiant l'intensité de l'interaction lumière-matière) devient comparable ou plus grande que la fréquence de la transition cyclotron pour des facteurs de remplissage suffisamment élevés. Nos prédictions théoriques ont alors donné lieu à une vérification expérimentale spectaculaire. En outre, nous avons généralisé la théorie au cas du graphène dont les excitations de basse énergie sont convenablement décrites par un hamiltonien de Dirac sans masse. Nous montrons que si le couplage ultrafort peut également être atteint dans ce cas, des différences qualitatives importantes apparaissent par rapport au cas des fermions massifs du semiconducteur.