Thomas Lacour. Modélisation de la vaporisation acoustique de goutte micro- ou nano-métriques encapsulées par des coques hyperélastiques ou des tensio-actifs

RÉSUMÉ

Les particules nanométriques à coeur liquide présentent un fort intérêt pour l’imagerie médicale, l’embolothérapie ou la délivrance ciblée de médicaments. Elles permettent de réduire les effets secondaires et la résistance des tumeurs. Leurs fonctions thérapeutiques peuvent être activées mécaniquement à l’aide d’ultrasons focalisés entraînant un changement de phase du liquide interne : c’est le processus de vaporisation acoustique.
Un modèle à quatre phases (vapeur+liquide+coque+milieu externe) est proposé pour décrire la dynamique de la vaporisation acoustique, couplant une généralisation de l’équation de Rayleigh-Plesset avec l’équation de la chaleur dans les phases denses. Une attention particulière est donnée à la modélisation des propriétés mécaniques de l’encapsulation et notamment à la prise en compte des grandes transformations engendrées par le changement de phase. Deux types d’encapsulation sont considérés : une coque viscoélastique (viscosité linéaire + hyperélasticité) et une membrane de tensioactifs (tension de surface dynamique). Un seuil de vaporisation séparant différents régimes dans la dynamique de la bulle est alors proposé, dont la sensibilité aux paramètres est étudiée. L’existence d’un optimum d’excitation acoustique minimale en amplitude pour atteindre la vaporisation sans rebond est mise en évidence.