IRM pour l'Ingénierie

Présentation générale

Vidéo de présentation
Vidéo Présentation du LEMTA

L'imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM) est maintenant une technique très répandue dans le domaine du diagnostic médical. Elle est cependant très peu utilisée en sciences de l'ingénieur, sans doute en raison du coût encore exorbitant des équipements.

L'action transverse "IRM pour l'ingénierie" vise à utiliser et développer les méthodes d'imagerie par résonance magnétique pour les sciences de l'ingénieur. En effet, l'IRM permet de visualiser dans l'espace et le temps, et ce de façon non intrusive, une quantité importante d'informations sur la matière : concentrations, vitesses, coefficients de diffusion, températures, ...

Nous disposons d'une plateforme s'appuyant sur deux équipements distincts de tout premier plan au niveau national :

  • un imageur IRM (Biospec Bruker) fonctionnant à 2,4 Tesla, muni d'un tunnel horizontal de diamètre 40 cm
  • un spectromètre RMN fonctionnant à 14,1 Tesla, muni d'un tunnel vertical de diamètre 89 mm et équipé d’un dispositif de micro-imagerie

Les travaux réalisés à l'aide des moyens RMN et IRM concernent trois axes différents :

  • les transferts en milieu poreux
  • la rhéologie et le mélange des fluides
  • la caractérisation par RMN de matériaux et phénomènes de transport

Travaux actuels

  • Ecoulements monophasiques et multiphasiques en milieu poreux
  • Ecoulements de fluides complexes en lien avec leur microstructure (gels, pâte à papier, ...)
  • Rhéologie des milieux granulaires vibrés
  • Convection naturelle de type Rayleigh-Bénard étudiée par IRM
  • Mélange de fluides à fort contraste de viscosité
  • Dispersion en milieu poreux par méthode à gradients de champ pulsés
  • Caractérisation par RMN et IRM des mécanismes de gonflement et transport dans les argiles
  • Caractérisation de membranes de pile à combustible par RMN et IRM
  • Electro-osmose dans les membranes et micro-poreux

Compétences

  • Imagerie et micro-imagerie de structures contenant des fluides
  • Vélocimétrie IRM pour des écoulements en conduite ou en milieu poreux
  • Mesure de coefficients de diffusion par méthode à gradients de champ pulsés
  • Mesures de temps de relaxation
  • Thermométrie par IRM

Moyens scientifiques et techniques

Imageur IRM (Biospec 24/40 Bruker) 2,4 T - 100 MHz, tunnel horizontal ø 400 mm

  • Insert de gradient 100G/cm pour sonde ø 35 mm
  • Sondes d'imagerie : 15, 35, 50, 90, 160 mm

Spectromètre RMN 600 MHz WB Bruker 14,1 Tesla, tunnel vertical ø 89 mm, équipé pour :

  • RMN du liquide
  • RMN du solide (CP/Mas)
  • Diffusion (1000G/cm)
  • Micro-imagerie (Sondes d'imagerie 5,10, 25 et 38 mm)
  • Rhéo NMR

Spectromètre RMN bas champ (Minispec mq20 Bruker) 0,47 T - ouverture ø 33 mm

Logiciel

  • RMN : Topspin v3.2
  • IRM : Paravision v5
  • Traitement et analyse d'image : Avizo Fire v7

Divers

  • Boucle fluide traversant l'IRM
  • Dispositif de couette insérable dans l'IRM
  • Pompes-seringues (Isco Teledyne 500 D)
  • Balance de Sorption (IGA-Sorp Hiden)

Accès privilégié au Service Commun de RMN de l'Université : Spectromètres RMN à 200, 300, 400 MHz - Relaxomètre RMN (Stelar) jusqu'à 10 MHz - RMN à champ variable jusqu'à 90 MHz).

Moyens scientifiques et techniques

  • Laboratoires de la FR Jacques Villermaux : LRGP, LERMAB, GREEN
  • CRM2 (Equipe de Méthodologie RMN), Laboratoire d'Instrumentation Scientifique de Nancy (LIEN)

Contact

Didier Stemmelen, dider.stemmelen AT univ-lorraine.fr