La formation par la recherche

Intitulé de sa thèse : Imagerie rayons X en contraste de phase et champ sombre sur un équipement de laboratoire : Comment relier l'imagerie rayons X de dark-field à la diffusion rayon X aux petits angles (SAXS) ?

La thèse de Clara porte sur la transition technologique des modalités d’imagerie par rayons X (RX) de nouvelle génération – le contraste de phase (PCI) et le champ sombre (DF) – des infrastructures synchrotrons vers les environnements de laboratoire conventionnels. Contrairement à la radiographie classique, ces modalités exploitent la nature ondulatoire des RX (réfraction et diffusion).

Objectifs et fondements physiques

Le projet de Clara visait l'implémentation de ces modalités sur des équipements compacts et l'étude des corrélations entre le signal de champ sombre et la diffusion aux petits angles (SAXS).

• Contraste de phase : sensible aux variations d'indice de réfraction, il discrimine les interfaces dans les tissus mous peu absorbants.
• Champ sombre : fournit une information structurelle sur des éléments de taille sub-pixel grâce à la diffusion sub-résolue.
• Méthodologie MoBI : repose sur un filtre modulateur (membrane) et l'algorithme Low Coherence System (LCS) pour extraire pixel par pixel les signaux d'absorption, de phase et de champ sombre.

Innovations et résultats majeurs

Les travaux de Clara ont mené à l'optimisation d'une topologie en spirale pour les masques de modulation, validée par simulation et expérimentation. Cette innovation a abouti au dépôt d’un brevet et à la commercialisation d'une option PCI/DF par la société Xenocs. Sa thèse démontre que le signal de champ sombre résulte de la réfraction multiple et de la diffusion. Sa sensibilité, liée à la distance de propagation, permet de reconstruire localement des courbes SAXS à partir de mesures multi-distances.

Applications et Valorisation

Cette technologie ouvre des perspectives majeures en imagerie industrielle et médicale, rendant pour la première fois visible les tissus mous en imagerie rayons X (aide au diagnostic pulmonaire, dentaire et oncologique). L'approche directionnelle permet notamment l'étude de structures anisotropes complexes comme la dentine.

Projet Startup : arXimed

Forte de ses résultats, Clara développe actuellement le projet arXimed, une startup dédiée à l’imagerie médicale basée sur cette rupture technologique. L'excellence de ces travaux a été saluée par plusieurs distinctions prestigieuses, notamment le Prix de thèse en ingénierie biomédicale (mention spéciale innovation SGBM/AGBM) et le Grand Prix du concours i-PhD de BPI France.

Mots clés : diffusion des rayons X aux petits angles, imagerie X en contraste de phase, imagerie X en champ sombre, tavelures, micro-tomographie rayons X, analyse et traitement d’image