Application de la théorie source filtre à l'étude de la communication vocale chez les mammifères: le cas du cerfDavid Reby (University of Sussex, Brighton, RU)

2011
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19

LAUM, bibliothèque (1er étage), mercredi 19 jan. 2011, 10:00

Je présenterai une revue de mes études sur le brame du cerf élaphe, qui illustre l'utilité de l'application de la théorie source-filtre de la production de la parole à l'étude du comportement vocal des mammifères. En combinant l'examen de l'anatomie fonctionnelle de l'appareil vocal, des analyses acoustiques et des expériences de rediffusion de signaux re-synthétisés, nous avons montré que : (1) Les mâles de Cerf élaphe et de Daim ont un larynx descendu et mobile, une innovation anatomique (auparavant considérée comme propre à l'homme) qui permet aux cerfs de baisser la fréquence de leurs formants lorsqu'ils vocalisent et d'exagérer l'expression sonore de leur taille corporelle. (2) Les fréquences minimales des formants, produites lorsque le tractus vocal est complètement étiré, sont contraintes et communiquent une indication honnête de la taille corporelle dans les brames de cerf élaphe. (3) Les mâles utilisent la fréquence minimale des formants des brames de leurs rivaux pour évaluer leur capacité à combattre, et ajustent les formants de leurs propres vocalisations en fonction de ceux de leurs rivaux. (4) Les biches perçoivent la variation des formants liés à la taille corporelle, et sont plus attentives envers les brames dans lesquelles les formants indiquent des mâles de taille supérieure, indépendamment de la valeur de la fréquence fondamentale. (5) Les biches préfèrent les mâles dont la fréquence fondamentale est haute. Je conclurai par une présentation de la très grande la variabilité inter- et intra- spécifique des vocalisations de communication sexuelles chez les cervinés.

Acoustical characterisation of macroscopically inhomogeneous porous materials: direct and inverse scattering problems under the rigid frame assumptionLaurent De Ryck (LMS Intl, KU Leuven, Belgique)

2011
02
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LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 1er fév. 2011, 16:00

Résumé non communiqué

Couplages vibroacoustiques avec FreeFEMJacques Morice (Laboratoire J.-L. Lions, UPMC, Paris)

2011
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LAUM, salle de conférence (4e étage), vendredi 4 fév. 2011, 11:00

Résumé non communiqué

Imagerie acoustique en milieux réverbérantsThomas Gallot

2011
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LAUM, salle de conférence (4e étage), vendredi 18 fév. 2011, 14:30

Le travail de recherche mené lors de cette thèse propose d'améliorer la compréhension et l'utilisation de champs d'ondes complexes issus de la propagation en milieux réverbérants. Dans de tels milieux, la réverbération donne lieu à une répartition spatiale de l'intensité liée à la position de la source. Ce phénomène, appelé rétro-diffusion cohérente, est étudié dans des cavités simples afin de disposer de modèles analytiques permettant de prédire les résultats expérimentaux de surintensité à la source. Les symétries spatiales jouent aussi un rôle dans la répartition de l'intensité, rôle qui est étudié selon la même approche. La réverbération, aussi complexe soit-elle, contient des informations qui peuvent permettre d'imager le milieu de propagation. Ce principe est utilisé pour l'élastographie, l'imagerie de l'élasticité des tissus mous. La problématique et les méthodes d'élastographie sont alors présentées puis appliquées à la détermination de délais électromécaniques dans des muscles squelettiques. Les méthodes d'extraction de l'information contenue dans un champ complexe d'ondes élastiques sont ensuite développées. Basée sur le retournement temporel et la corrélation de bruit, une élastographie passive tirant profit du bruit physiologique est proposée. La faisabilité de cette méthode est démontrée à travers des mesures d'élasticité dans des gels et les premiers résultats in-vivo sont présentés. Finalement, une optimisation des méthodes d'imagerie passive est développée à partir de données sismiques. Le principe de ce filtre inverse passif consiste à mieux prendre en compte une répartition spatiale généralement inhomogène des sources de bruit.

Approches récentes de la théorie statistique de l'information en traitement du signal et des imagesDavid Rousseau (Université d'Angers)

2011
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01

LAUM, mardi 1er mars 2011, 16:30

Ce séminaire  proposera des adaptations du paradigme introduit par C. Shannon en 1948 qui, à partir de 5 ingrédients (source, message, canal, destinataire, bruit)  décrit les limites des performances théoriques pour l'ensemble des systèmes de communication. En particulier, on montrera l'intérêt de considérer le bruit du canal comme une entrée informationnelle à part entière pour des tâches [1-4] d'extraction de l'information (signal et image) en présence de bruits non gaussiens ou de systèmes non linéaires au sein du canal. Les exemples [1-4] -liste non exhaustive - seront pris dans des domaines (traitement d'antenne multicapteurs, estimation paramétrique, détection, imagerie cohérente) connectés à l'acoustique.

 [1] D. Rousseau, A. Delahaies, F. Chapeau-Blondeau; "Structural similarity measure to assess improvement by noise in nonlinear image transmission"; IEEE Signal Processing Letters 17, 36-39 (2010).

[2] S. Blanchard, D. Rousseau, D. Gindre, F. Chapeau-Blondeau; "Constructive action of the speckle noise in a coherent imaging system"; Optics Letters 32, 1983-1985 (2007).

[3] D. Rousseau, F. Chapeau-Blondeau; "Noise-improved Bayesian estimation with arrays of one-bit quantizers"; IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 56, 2658-2662 (2007).

[4] D. Rousseau, G. V. Anand, F. Chapeau-Blondeau; "Noise-enhanced nonlinear detector to improve signal detection in non-Gaussian noise"; Signal Processing 86, 3456-3465 (2006).

Influence des porosités dans un matériau composite lin / époxy, analyse par plan d'expériencesChristophe Poilâne (Université de Caen)

2011
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LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 15 mars 2011, 16:00

La présence des porosités dans un matériau composite est un facteur de non qualité qui pénalise les performances. Les polymères renforcés par des fibres végétales comportent inévitablement des porosités (les fibres sont creuses). Les objectifs du travail présenté sont "l'optimisation par plan d'expériences d'un protocole d'élaboration d'un matériau composite", "l'établissement d'un modèle expérimental pour prédire certaines propriétés du matériau" et "l'étude statistique de la corrélation entre les propriétés étudiées". Le matériau est un tissu de lin préimprégné de résine époxy. L'élaboration est effectuée au contact en suivant un plan d'expériences. Les taux de porosités s'étalent de quelques % pour les meilleurs échantillons à 25% pour les plus médiocres ! Les propriétés analysées sont morphologique (épaisseur, masse volumique, taux de fibres, taux de résine, taux de porosités), mécaniques (rigidité en flexion, élongation en flexion, résistance en flexion), sorption (coefficient de diffusion, saturation). On montre qu'une mesure de sorption est efficace pour valider rapidement et facilement la qualité de ce type de matériau (quelle que soit la forme de la pièce).

Présentation des activités de rechercheFabrice Mahé et Aziz Belmiloudi (IRMAR, INSA, Rennes)

2011
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LAUM, bibliothèque (1er étage), mercredi 16 mars 2011, 10:30

Résumé non communiqué

Towards the control of acoustic waves using Sonic CrystalsVicent Romero-Garcia et L.M. Garcia-Raffi (Universitat Politècnica de València, Espagne)

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LAUM, salle de conférence (4e étage), jeudi 21 avr. 2011, 14:00

Phononic Crystals are periodic distribution of elastic scatterers in an elastic host medium. In the case in which one of the media is a fluid these systems are known as Sonic Crystals (SCs). Both systems are the analogous of Photonic Crystals for the case of elastic and acoustic waves respectively.

The control of the acoustical properties of the SCs needs the study of the distribution of the scatterers in the structure as well as of the intrinsic acoustical properties of the scatterers. In this talk we present an analysis of the distribution of the scatterers in SCs and several possibilities to improve the acoustical properties of the SC using scatterers with absorbent and/or resonant properties. Both procedures, working together or independently, provide real possibilities to control the propagation of acoustic waves.

From the theoretical point of view, the wave propagation through periodic and quasiperiodic structures has been analysed by means of the multiple scattering theory, the plane wave expansion and the finite elements method. A novel extension of the plane wave expansion to obtain the complex relation dispersion for SC allows us to identify new modes in the structure with evanescent behaviour. This technique gives a more accurate picture of the propagation properties of SC.

The interplay between the optimized structures of scatterers and the intrinsic properties of the scatterers themselves is applied to generate devices that present wide ranges of attenuated frequencies.

Nonlinearities in ultrasound contrast agent microbubbles and acoustics of liquid foamsBenjamin Dollet (Institut de Physique de Rennes, Université de Rennes 1)

2011
05
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LAUM, mardi 17 mai 2011, 14:00

I will discuss the acoustic behaviour of two different objects: first ultrasound contrast agent microbubbles, then liquid foams.

Ultrasound contrast agents are microbubbles which are encapsulated by a phospholipid monolayer, both to prevent them from too fast dissolution and to carry therapeutic molecules for targeted drug delivery. In medical applications, once injected in the blood pool, they constitute very efficient ultrasound scatterers, which enables to image organ perfusion or to detect tumors. We have developed an optical spectroscopy method to investigate the resonance properties of the contrast agents. It shows that the viscoelasticity of the phospholipid monolayer modifies drastically their response compared to uncoated gas bubbles, changing the linear resonance properties [1]. Furthermore, it also greatly enhances the nonlinearities, compared to uncoated bubbles: we show that the resonance frequency is a decreasing function of the applied pressure amplitude, already at a few kPa [2]. We show that subharmonic oscillations appear also already at low applied pressure amplitude [3]. We report another nonlinearity, termed "compression-only": an oscillating bubble compresses more than it expands [4]. We rationalise all these findings using a model for the bubble shell by Marmottant et al. [5], on which we propose a weakly nonlinear analysis which theoretically explains the condition of appereance of all these nonlinearities.

Liquid foams are known to absorb efficiently pressure waves, but the underlying mechanisms are still largely unclear. I will present our preliminary measurements of sound propagation and attenuation in a coarsening shaving foam. The foam exhibits a maximum of attenuation at a finite time, which corresponds to a rapid variation of the phase lag between the emitted and received signals. I will discuss this behaviour in the frame of bubble resonance.

[1] S. M. van der Meer et al., J. Acoust. Soc. Am. 121, 648 (2007).

[2] M. Overvelde et al., Ultrasound Med. Biol. 36, 2080 (2010).

[3] J. Sijl et al., J. Acoust. Soc. Am. 128, 3239 (2010).

[4] J. Sijl et al., J. Acoust. Soc. Am. 129, 1729 (2011).

[5] P. Marmottant et al., J. Acoust. Soc. Am. 118, 3499 (2005).

Novel Hard High-Pressure Nitrides: Synthesis, Characterization, PropertiesAndreas Zerr (LSPM-CNRS, Université Paris Nord)

2011
05
17

LAUM, bibliothèque (1er étage), mardi 17 mai 2011, 17:00

Dependence of the nitrogen electronegativity on pressure opens a broad avenue for synthesis of a large variety of novel dense compounds exhibiting advanced properties. Here, the progress in high pressure – high temperature (HP-HT) synthesis of new binary nitrides of the group IVA-, IVB-, and VB-elements, their characterization, and experimental determination of their properties will be reviewed. The HP-HT synthesis has been performed both from elements (metal + N2) in a laser heated diamond anvil cell and from N-reach precursors using multianvil HP-devices. For the group IVA elements, the family of cubic spinel nitrides, γ-M3N4 (M = Si, Ge, Sn), was discovered. For the group IVB elements (Zr and Hf) the cubic nitrides having Th3P4 structure, and, very recently, a novel compound Zr7N9 were obtained. For the group VB elements we synthesized η-Ta2N3 having orthorhombic stibnite-type structure and exhibiting a peculiar texture (both needle-like and granular crystallites). Our efforts to determine reliably composition of this compound, containing both heavy and light elements and exposed to air, using the microprobe technique will be discussed.

All obtained novel HP-nitrides exhibit elevated elastic moduli and hardness. Exciting is, however, that the high hardness and stiffness are combined with other advanced properties. γ-Si3N4, considered to be the third hardest material after diamond and cubic BN, has the electronic band gap suitable for fabrication of blue LEDs and an exceptional oxidation resistance in air up to 1400°C. c-Zr3N4 with a similarly high hardness can be deposited as thing films exhibiting outstanding wear resistance by machining of low carbon steels. This result, combined the recent report on HP-HT synthesis of c-Zr3N4 in industrial amounts, promises a significantly wider field of applications of this novel material when compared with cubic BN.

Different in-situ and ex-situ experimental techniques were used for properties measurements: The bulk and shear moduli were derived from HP-compression combined with nanoindentation and laser ultrasonic measurements. Influence of the samples porosity on consistency of our experimental data was examined. For cubic nitrides of the group IVA and IVB elements we have found a nearly linear relation between the hardness and shear modulus. This relation shows that the hardness of a hypothetical γ-C3N4 should be similar to that of diamond. We also estimated the Gruneisen parameters and thermal shock resistances of the spinel nitrides from HP-Raman spectroscopic measurements in a diamond anvil cell. Comparison with other hard materials suggests that the thermal shock resistance of γ-Si3N4 could exceed that of cubic BN.