Offre de thèse
Optimisation des méthodes de vélocimétrie par résonance magnétique pour l'étude d'écoulements
Date limite de candidature
14-06-2024
Date de début de contrat
01-10-2024
Directeur de thèse
PERRIN Jean-Christophe
Encadrement
Directeur de thèse : PERRIN Jean-Christophe - Professeur Université de Lorraine - LEMTA - jean-christophe.perrin@univ-lorraine.fr Le LEMTA apporte une attention particulière aux doctorant(e)s et à leur suivi. Un personnel référent assure le suivi administratif (inscription, accueil, missions, soutenance..). Les doctorant(e)s sont accueilli(e)s lors d'une journée dédiée lors de laquelle sont exposées l'organisation et les thématiques de recherche du laboratoire. Les doctorant(e)s sont fortement incité(e)s à participer aux événements organisés par l'école doctorale, à prendre part à la vie du laboratoire (conseil de laboratoire, organisation de séminaires), à participer à des conférences nationales et internationales pour présenter leur travail.
Type de contrat
école doctorale
équipe
Axe Transverse IRMcontexte
L'équipe transverse « IRM pour l'ingénierie » du LEMTA développe un axe de recherche concernant le développement de méthodes de mesure de champs de vitesse (vélocimétrie par résonance magnétique – MRV) pour des applications dans le champ des milieux poreux, du transport multi-phases, des écoulements de fluides complexes, des procédés...etc.spécialité
Énergie et Mécaniquelaboratoire
LEMTA – Laboratoire Energies & Mécanique Théorique et Appliquée
Mots clés
imagerie par résonance magnétique, vélocimétrie RMN, écoulements, transferts de masse, énergie, procédés
Détail de l'offre
Le travail de thèse consistera dans un premier temps à développer un outil de simulation des expériences « standards » de vélocimétrie IRM utilisant des gradients de champ bipolaires. Cet outil, qui devra être validé par des mesures sur le nouvel imageur 3T et sur le système de micro-imagerie à 14.1T de la plateforme de RMN de l'Université de Lorraine, permettra de cerner de façon quantitative les limites des méthodes employées actuellement.
Dans un second temps, le travail s'orientera vers l'optimisation des mesures par la programmation et l'utilisation de nouvelles séquences. Une des pistes envisagées est celle de la théorie du contrôle optimal. Cette approche, déjà introduite dans les domaines de la RMN et de l'IRM médicale commence à être appliquée à la MRV. Les premiers travaux utilisant le contrôle optimal en vélocimétrie par IRM sont encourageants car ils démontrent que le temps de mesure peut être raccourci par un encodage de la vitesse des molécules directement pendant l'impulsion RF initiale et non pendant les impulsions de gradient de champ bipolaires.
Keywords
MRI, velocimetry, flows, mass transfers, energy applications, process engineering
Subject details
The PhD work will initially involve developing a simulation tool for 'standard' MRI velocimetry experiments using bipolar field gradients. This tool, which will need to be validated by measurements on the new 3T imager and on the 14.1T micro-imaging system at the NMR platform of the University of Lorraine, will enable the limits of currently employed methods to be identified quantitatively. Secondly, the work will concentrate on optimizing measurements by programming and using new sequences. One of the possible directions is that of optimal control theory. This approach, already introduced in the fields of NMR and medical MRI, is beginning to be applied to MRV. Initial work using optimal control in MRI velocimetry is encouraging, as it demonstrates that measurement time can be shortened by encoding molecule velocity directly during the initial RF pulse and not during bipolar field gradient pulses.
Profil du candidat
Les candidat(e)s doivent posséder (ou posséderont au cours de l'année universitaire 2023-2024) un diplôme de Master 2, d'ingénieur (ou équivalent) en physique, ingénierie, génie chimique, génie des procédés ou dans une discipline connexe et auront un niveau de français et d'anglais intermédiaire. Des connaissances en RMN et/ou IRM et une expérience en laboratoire ne sont pas obligatoires, mais seront considérées comme des atouts.
Pour toute thèse proposée au sein de l'Ecole Doctorale, le futur doctorant devra bien être titulaire d'un master (diplôme de master ou d'ingénieur français ou étranger, …) avec au moins une mention AB.
Dans tous les cas (diplôme de master ou d'ingénieur français ou étranger, …) le dossier doit comporter :
• le CV du candidat et lettre de motivation
• les notes obtenues au diplôme conférant le grade de master, mention 'Assez Bien' requise au minimum et copie du diplôme s'il est disponible
• 2 lettres de recommandations émanant du Responsable de la filière de formation et du tuteur de stage de fin d'études
• des éléments tangibles sur l'initiation à la recherche (mémoire de recherche, publication, ...).
Le dossier complet de candidature doit être envoyé à la direction de thèse par l' adresse messagerie du directeur de thèse : jean-christophe.perrin@univ-lorraine.fr
Candidate profile
Candidates must hold (or will hold during the 2023-2024 academic year) a Master's 2, engineering degree (or equivalent) in physics, engineering, chemical engineering, process engineering or a related discipline, and will have an intermediate level of French and English. Knowledge of NMR and/or MRI and laboratory experience are not mandatory, but will be considered an asset.
All applicants to the Doctoral School SIMPPÉ must have successfully completed a Master degree or its equivalent with a grade comparable to or better than the French grade AB (corresponding roughly to the upper half of a graduating class). In all cases (French or foreign Master degree, engineering degree, etc.) the counsel of the doctoral school will examine the candidate's dossier, which must include:
• CV and letter of motivation
• the grades obtained for the Master (or equivalent) degree and a copy of the diploma if it is available
• 2 letters of recommendation, preferably from the director of the Master program and the supervisor of the candidate's research project
• written material (publications, Master thesis or report, etc.) related to the candidate's research project.
The complete application file must be sent to the thesis supervisor by email : jean-christophe.perrin@univ-lorraine.fr
Référence biblio
[1] F. Guerroudj et al., '3D magnetic resonance velocimetry for the characterization of hydrodynamics in microdevices: Application to micromixers and comparison with CFD simulations,' Chemical Engineering Science, vol. 269, Apr 2023, Art no. 118473, doi: 10.1016/j.ces.2023.118473.
[2] F. Guerroudj et al., 'Low-cost MRI devices and methods for real-time monitoring of flow and transfer phenomena in milli-channels,' Pure and Applied Chemistry, 2023 Jun 2023, doi: 10.1515/pac-2023-0105.
[3] Feryal Guerroudj, PhD thesis University of Lorraine (2022). https://docnum.univ-lorraine.fr/public/DDOC_T_2022_0273_GUERROUDJ.pdf
[4] Vincenot, M. 'Simulation de micro-mélanges par IRM'. Rapport de stage de Master II Energie, Université de Lorraine, Septembre 2023.
[5] Tosner, Z. et al., 'Optimal control in NMR spectroscopy: Numerical implementation in SIMPSON', Journal of Magnetic Resonance, vol.197, 2009, 120-134.
[6] Van Reeth, E. et al. Optimal control design of preparation pulses for contrast optimization in MRI, Journal of Magnetic Resonance, vol. 279, 2017, 39-50.
[7] Jouzdani, M. A. et al., 'Optimal control flow encoding for time-efficient magnetic resonance velocimetry', Journal of Magnetic Resonance, vol. 352, 2023, 107461.