Multiscale modeling of light absorption in tissues: limitations of classical homogenization approach.

International audienceIn biophotonics, the light absorption in a tissue is usually modeled by the Helmholtz equation with two constant parameters, the scattering coefficient and the absorption coefficient. This classic approximation of "haemoglobin diluted everywhere" (constant absorption coefficient) corresponds to the classical homogenization approach. The paper discusses the limitations of this approach. The scattering coefficient is supposed to be constant (equal to one) while the absorption coefficient is equal to zero everywhere except for a periodic set of thin parallel strips simulating the blood vessels, where it is a large parameter ω. The problem contains two other parameters which are small: ε, the ratio of the distance between the axes of vessels to the characteristic macroscopic size, and δ, the ratio of the thickness of thin vessels and the period. We construct asymptotic expansion in two cases: ε --> 0, ω --> ∞, δ --> 0, ωδ --> ∞, ε2ωδ --> 0 and ε --> 0, ω --> ∞, δ --> 0, ε2ωδ --> ∞, and and prove that in the first case the classical homogenization (averaging) of the differential equation is true while in the second case it is wrong. This result may be applied in the biomedical optics, for instance, in the modeling of the skin and cosmetics

Cytométrie en mode femtoseconde

International audienceDeux grandes voies de cytométrie sont habituellement distinguées: - cytométrie en flux où les cellules sont analysées à grande vitesse ; - la cytométrie en image, en particulier sur microscope confocal avec analyse d image morphologique intra-cellulaire avec balayage monopoint ou multipoint. Un des points clé des dispositifs optiques associés reste la source lumineuse. Celle-ci est généralement un laser sauf en microscopie confocale bien que dans ce domaine, les nouvelles microscopies fs se développent très rapidement. Les technologies des systèmes fs seront abordées de manière didactique pour cerner les intérêts de ces technologies, sources/systèmes/détecteurs en particulier pour la cytométrie en image. Dans le domaine de la cytométrie, l optique ultra-brève émerge actuellement grâce à la première génération des systèmes exploitant la fluorescence dite à deux photons. Auparavant de nombreux phénomènes linéaires ont été exploités : absorption, diffusion, méthodes diffractives, méthodes interférométriques, fluorescence à un photon, pression de radiation, photochimie, photolyse... Depuis quelques années l utilisation des phénomènes d optique non-linéaire apporte de grandes avancées techniques comme la fluorescence multiphotonique, la génération de deuxième et troisième harmonique, les effets paramétriques..

Solution analytique de l'équation de Laplace avec des conditions aux limites de Robin.

International audienceWe derived the analytical solution of the Laplace equation with Robin conditions on a sphere with azimuthal symmetry by applying Legendre transform, which was expressed in terms of the Appell hypergeometric function. u = 0 in a unit sphere ∂u(r, ζ)/∂r| r=1 + h u(1, ζ) = f (ζ) on a unit sphere, ζ = cos (θ), θ is the azimuthal angle and h ∈ R * +. The function f (ζ) is a prescribed function and is assumed to be a square-integrable function. Moreover the analytical expression of the integral r 0 (ρ h−1 / 1 − 2ζρ + ρ 2)dρ is given in terms of the Appell function F 1. In many experimental approaches, the Robin coefficient « h » is the main unknown parameter for example in transport phenomena where the Robin coefficient is the dimensionless Biot number. The usefulness of this formula is illustrated by some examples of inverse problems

Picosecond Optical Tomography chez le petit animal, l'oiseau chanteur

National audienc

Spectroscopie résolue en temps par continuum femtoseconde. Applications en neurobiologie

International audienceLa spectroscopie résolue en temps utilisant un laser blanc femtoseconde est appliquée à la mesure in vivo des principaux absorbeurs du cerveau. Après génération adéquate du continuum de lumière blanche femtoseconde (50mW/[580-756nm] à 1 Hz), cette source se propage dans la calvaria, les méninges et le cortex chez le rat anesthésié. La transmission est étudiée sur 7mm de distance entre l impact laser et la fibre optique de collection. Le signal transmis est analysé dans la fenêtre 580-760nm, par un spectromètre couplé à une caméra à balayage de fente permettant la décorrélation de l absorption et de la diffusion

Homogénéisation et aspects multi-échelles de l'absorption de la lumière en biophotonique

Homogenization of absorption The light absorption in tissue optics os usually modeled by the Helmholtz equation with two constant parameters, the scattering coefficient and the absorption coefficient (in regards to hemoglobins, red blood cells RBC, 3D angioarchitectonics). This classic approximation of a constant absorption coefficient ("hemoglobin diluted everywhere") corresponds to the homogenization approach. This chapter describes the limiotations of this hypothesis. the consequences of these limitations are important in all domains of biophotonics and also in all sciences (where the Helmholtz equation are usefil): (i) for the inverse problem, when the optical properties are unknown, and we wan to find them using observed measurements from microscopy to macroscale tomography and, (ii) for the forward problem, when the optical properties are "known"

Mise au point chez le rat d'un capteur à fibre optique pour la mesure de la fluorescence résolue en temps induite par laser et émise par le cerveau.

211 pagesNo English abstractLa mesure in vitro de la sérotonine (5-HT) est effectuée par un capteur chimique à fibre optique (FOCS) par fluorescence induite par laser et résolue en temps. Les propriétés photophysiques de la 5-HT sont analysées: un état émissif de la 5-HT non décrit par la littérature a été mis en évidence. L'ordre de grandeur de la limite de détection de 5-HT est de 5 µm, bien loin des concentrations extracellulaires cérébrales in vivo. Les mesures in vivo au niveau du cortex (Cx) et du noyau du raphé dorsalis (nRD) chez le rat non anesthésie et libre de ses mouvements sont réalisées par ce même FOCS. Deux pics de fluorescence sont détermines au niveau du Cx et du nRD : un situé à 390 nm et l'autre centre sur 460 nm. Le premier pic n'a pas l'attribution moléculaire fiable. Les données spectroscopiques et la littérature de l'autofluorescence des tissus cérébraux permettent une attribution moléculaire fiable du pic mesuré à 460 nm: il provient du NADH endogène. Quelques résultats préliminaires ont été obtenus avec le FOCS dans les deux structures cérébrales pendant les divers états de vigilance. Au niveau du nRD dans la partie antérieure et ventrale, une augmentation de la fluorescence (460nm) a été observée lors du sommeil à onde lente (SWS) et du sommeil paradoxal (PS). En outre une augmentation importante et très rapide de la fluorescence (460nm) a été mesurée lors de la mort de l'animal

Nature et patrimoine au service de la gestion durable des territoires

pour le champs 'auteurs', les Directeurs de publications apparaissent en premier puis le Directeur de collection.International audienceP. 21|Introduction - « Nature » et patrimoine au service de la gestion durable des territoires / S. HÉRITIER, Université Jean Monnet|Partie I – Valorisation de la nature et gestion durable|P. 33|Sauvagerie artificielle et naturalité construite en zone centrale des Parcs Nationaux alpins français / L. LASLAZ, Université de Savoie|P. 35|Quand les Parcs Nationaux alpins français produisent de la sauvagerie|P. 39|Une « nature » des Parcs Nationaux en conflit : écologisme et territorialisme|P. 42|Des friches aux espaces pseudo-« originels » : naturalité artificielle et « renaturalisation » en zone centrale|P. 51|Développement durable et Parcnational : le cas de La Réunion / F. ARMOUËT & G. FONTAINE, Université de la Réunion|P. 53|Les parcs Nationaux français : portrait|P. 55|La Réunion et « son » Parc National : présentation|P. 63|Le tourisme dans le parc national de La Réunion : un moteur pour le développement durable des territoires ?|P. 75|La réserve naturelle de Scandola dans le PNR de Corse : un espace de « grande nature sauvage » et sa fréquentation par les vedettes à passagers / G. RICHEZ et J. RICHEZ-BATTESTI|P. 77|La presqu'île de Scandola : un beau site d'accès difficile|P. 82|Les vedettes à passager : une histoire mouvementée|P. 90|De quelques incidences financières et économiques de l'existence de ces vedettes sur le site de la réserve de Scandola|Partie II – Nature – patrimoine, facteur de développement des territoires|P. 99|La Réserve Naturelle Géologique de Haute-Provence et son unité territoriale avec le PNR du Verdon : la dynamique des réseaux initiés par les logiques de développement durable du territoire. / Ch. BARDE-VENZAL, UMR Pacte|P. 103|Structuration et mode de gestion des réseaux d'acteurs induits par l'introduction du « géotourisme » en Haute-Provence|P. 108|Le contexte géotouristique du Verdon|P. 111|Analyse des stratégies touristiques durables retenues par la Réserve Naturelle Géologique de Haute-Provence et par le PNR du Verdon|P. 117|De la nature patrimoine à la nature touristique.La construction du Parc naturel régional de la Narbonnaise à l'épreuve de la gestion du littoral / V. ANDREU-BOUSSUT, Université du Maine, Le Mans|P. 120|La production d'une nature touristique : une temporalité courte pour trois étapes accélérées|P. 126|La diversité des modes de gestion des espaces naturels : entre absence et muséification|P. 135|Le Parc naturel régional Loire-Anjou-Touraine : un outil de gestion pour la biodiversité / G. DELAUNAY, PNR Loire Anjou Touraine|P. 137|Contributions du Parc au programme Natura 2000|P. 140|La restauration du marais de Taligny : un cas exemplaire pour le PNR|P. 142|Partenariat pour la création d'une Réserve Man and Biosphere dans la vallée de la Nam Khan / Laos|P. 147|Dynamique de valorisation patrimoniale de la vallée de la Loire et l'Institut international Fleuves et Patrimoine / V. PERTHUISOT|P. 151|Le dispositif « Val de Loire – patrimoine mondial » : La Mission Val de Loire|P. 152|Les grands corridors fluviaux : un patrimoine spécifique|P. 155|L'Institut International Fleuves et Patrimoine en actions|Partie III – Articuler la gestion de la nature et la valorisation du patrimoine : perspectives comparées entre la France et le Canada|P. 165|Loups de France et du Canada. Représentations, usages et gestion d'un prédateur en milieu montagnard / C. PIHET, UMR CNRS ESO, Université d’Angers|P. 166|Espaces et populations lupines au Canada et en France|P. 169|Le loup en France, un enjeu autant géopolitique qu'environnemental|P. 173|Les loups : entre gestion intégrée et contingentement|P. 179|La gestion des espaces protégés montagnards : essai d'approche comparative des parcs nationaux en France et au Canada / S. HÉRITIER, Université Jean Monnet|P. 181|Divergences : le poids des héritages territoriaux|P. 190|Convergences – Une connivence induite par la quête de la protection|P. 195|Résonances – Enjeux et défis communs, la mise en perspective des réponses…|P. 209|Perspectives – Gestion durable des territoires, le défi de l'articulation des patrimoines / St. Héritier, Université Jean Monnet|P. 217|Inde