Exploration de la propagation d'ondes guidées dans les os. Application au transfert d'énergie sans fil.

Abstract

Le XXème siècle a été celui du recul, voire de l'éradication de nombreuses maladies mortelles grâce à l'utilisation massive de médication par principes actifs. Toutefois, ces techniques atteignent leurs limites pour des formes de pathologies différentes telles que les maladies neurodégénératives et neurologiques. D'un autre côté, de nouveaux traitements basés sur la stimulation et la neuromodulation montrent un potentiel médical de plus en plus grand. Cependant, pour que les dispositifs de stimulation puissent être implantés au sein de l'organe à traiter, il est fondamental que ceux-ci aient le plus petit volume possible. Comme la majorité du volume d'un implant est actuellement occupé par sa batterie, l’objectif de ce travail est de fournir une télé-alimentation à distance au dispositif de stimulation, afin d'améliorer son "implantabilité" dans les zones profondes du corps humain (cerveau, intérieur de la cage thoracique, …). Cette thèse menée à l'interface des laboratoires IMS et I2M Bordeaux propose ainsi l'utilisation d'ondes acoustiques comme vecteur du transfert de l'énergie pour deux raisons: (i) leurs faibles longueurs d'ondes et leurs densités de puissance maximum dans les tissus humains (72mW/mm²) plus avantageuses que pour le cas des ondes électromagnétiques. Dans le but d'atteindre des dispositifs implantés profondément, cette thèse se concentre sur la transmission d'énergie acoustique guidée dans les os, et sur l'identification des modes correspondants. Les résultats issus de la modélisation sont validés par des mesures sur des matériaux fantômes dans des configurations simplifiées. Enfin, une ouverture est proposée sur un concept de "relais" capable de convertir l’énergie provenant d'un couplage magnétique en énergie acoustique guidée permettant d'envisager une mise en œuvre pratique.