Etude du Speckle de milieux diffusants
Objectif
L’analyse du champ de speckle généré par un milieu diffusant peut potentiellement apporter une quantité d’informations sur ce milieu. Ainsi, en l’absence de système imageant entre le milieu et le plan d’observation, les caractéristiques du speckle comme la taille, le contraste, la polarisation et la dynamique des grains sont autant de grandeurs qui sont dépendantes des propriétés de diffusion et de la dynamique du milieu.
Application
Développement de techniques d’exploration non invasives de milieux complexes (applications biomédicales, agroalimentaires, …).
Membres participants
Guy Le Brun, Fabrice Pellen, Bernard Le Jeune, Aicha El Cheikh (Doctorante), Hadi Loutfi (Doctorant), Gaël Le Roux (Technicien)
Thèses
Aicha EL CHEIKH "Applications des méthodes optiques cohérentes au suivi des propriétés des matériaux de restauration dentaire". Thèse en cotutelle avec l’Université Saint Joseph de Beyrouth (Liban) débutée en octobre 2016.
Hadi LOUTFI "Caractérisation optique par speckle polarisé des cristaux protéiques et des spores synthétisés par Bacillus thuringiensis". Thèse en cotutelle avec l’Université Saint Joseph de Beyrouth (Liban) soutenue le18/12/2020.
Christelle ABOU NADER "Approche multiparamètre de l’analyse du champ de speckle et applications". Thèse en cotutelle avec l’Université Saint Joseph de Beyrouth (Liban) soutenue le 30/06/2016.
Rana NASSIF "Méthodes optiques cohérentes pour l’étude de milieux biologiques: utilisation des phénomènes de speckle, application à l’étude de la maturité et de la conservation des fruits". Thèse en cotutelle avec l’Université Saint Joseph de Beyrouth (Liban) soutenue le 9/07/2013.
Publications
H. Loutfi, N. Fayad, F. Pellen, B. Le Jeune, M. Chakroun, D. Benfarhat, R. Lteif, M. Kallassy, G. Le Brun, M. Abboud. "Morphological Study of Bacillus thuringiensis Crystals and Spores". Appl. Sci. 2021, 11, 155. DOI: 10.3390/ app11010155.
Hadi Loutfi, Fabrice Pellen, Bernard Le Jeune, Roger Lteif, Mireille Kallassy, Guy Le Brun, Marie Abboud. "Interpretation of the bacterial growth process based on the analysis of the speckle field generated by calibrated scattering media". Optics Express, Vol. 28, N° 19, pp. 28648 - 28655 (2020). DOI: 10.1364/OE.400909
Aicha El Cheikh, Fabrice Pellen, Bernard Le Jeune, Guy Le Brun, Marie Abboud. "Single speckle image analysis for monitoring the hardening kinetics of glass ionomer cements". Applied Optics, Vol. 59, N° 28, pp. 8828 - 8833 (2020) DOI: 10.1364/AO.403027
H. Loutfi, F. Pellen, B. Le Jeune, R. Lteif, M. Kallassy, G. Le Brun, M. Abboud "Real-time monitoring of bacterial growth kinetics in suspensions using laser speckle imaging" Scientific Reports volume 10, 408 (2020) DOI:10.1038/s41598-019-57281-2
A. El Cheikh, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud. "Monitoring the curing kinetics of glass ionomer cements by modelling the temporal correlation of speckle images" Applied Optics 58 (28), 7878-7883 (2019), DOI: 10.1364/AO.58.007878.
H. Loutfi, F. Pellen, B. Le Jeune, R. Lteif, M. Kallassy, G. Le Brun, M. Abboud, H. Badawi, "Speckle imaging for monitoring the growth kinetics of Bacillus thuringiensis". Proc. SPIE 10834, 108341C. Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology (10-12 septembre 2018). DOI: 10.1117/12.2318678.
A. El Cheikh, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Monitoring the hardening kinetics of glass-ionomer cements using temporal correlation of speckle patterns". Proc. SPIE 10834, 108342V. Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology (10-12 septembre 2018). DOI: 10.1117/12.2318690.
A. El Cheikh, V. Chevalier, M. Daou, L. Pino, S. Arbab, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Study of the degradation process of glass-ionomer cements by analysis of speckle field dynamics". Proc. SPE 10834, 108342U.Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology (10-12 septembre 2018). DOI:10.1117/12.2318693.
C. Abou Nader, H. Loutfi, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, R. Lteif, M. Abboud, "Assessing white wine viscosity variation using polarized laser speckle: a promising alternative to wine sensory analysis".
Sensors, Volume 17, N°10, 2340, 2017.
C. Abou Nader, F. Pellen, H. Loutfi, R. Mansour, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Early diagnosis of teeth erosion using Polarized Laser Speckle Imaging".
Journal of Biomedical Optics, Volume 21, N° 7, pp. 071103-071103, 2016.
C. Abou Nader, F. Pellen, P. Roquefort, T. Aubry, B. Le Jeune, G. Le Brun, Marie Abboud, "Evaluation of low viscosities using temporal and spatial analysis of the speckle pattern".
Optics Letters, Vol. 41, N° 11, pp. 2521-2524, 2016.
C. Abou Nader, R. Nassif, F. Pellen, , B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Influence of size, proportion, and absorption coefficient of spherical scatterers on the degree of light polarization and the grain size of speckle pattern".
Applied Optics, Vol. 54, N° 35, pp. 10369-10375, 2015.
R. Nassif, C. Abou Nader, J. Rahbani, F. Pellen, D. Salameh, R. Lteif, G. Le Brun, B. Le Jeune, M. Kallassy Awad, M. Abboud, "Characterization of Bacillus thuringienis parasporal crystals using laser speckle technique : effect of crystals concentration and dimension".
Applied Optics, Vol. 54, N° 12, pp. 3725-3731, 2015.
R. Nassif, C. Abou Nader, C. Afif, F. Pellen, G. Le Brun, B. Le Jeune, M. Abboud, "Detection of Golden apples' climacteric peak by laser biospeckle measurements".
Applied Optics, Vol. 53, N° 35, pp. 8276-8282, 2014.
Ce papier a également été sélectionné pour être publié dans "Virtual Journal for Biomedical Optics" (VJBO) qui regroupe, tous les mois, les meilleurs articles parus dans le domaine biomédical dans les journaux édités par OSA (Optical Society of America).
R. Nassif, C. Abou Nader, F. Pellen, G. Le Brun, M Abboud, B. Le Jeune, "Retrieving controlled motion parameters using two speckle pattern analysis techniques : spatiotemporal correlation and the temporal history speckle pattern".
Applied Optics, Vol. 52, N° 31, pp. 7564-7569, 2013.
R. Nassif, F. Pellen, C. Magné, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Scattering through fruits during ripening: laser speckle technique correlated to biochemical and fluorescence measurements".
Optics Express, Vol. 20, N° 21, pp. 23887-23897, 2012.
Communications
H. Loutfi, F. Pellen, B. Le Jeune, R. Lteif, M. Kallassy, G. Le Brun, M. Abboud, H. Badawi, "Speckle imaging for monitoring the growth kinetics of Bacillus thuringiensis".
Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology, Proc. SPIE 10834, 108341C, doi: 10.1117/12.2318678, 10-12 septembre 2018, Janów Podlaski (Pologne).
A. El Cheikh, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Monitoring the hardening kinetics of glass-ionomer cements using temporal correlation of speckle patterns".
Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology, Proc. SPIE 10834, 108342V, doi: 10.1117/12.2318690, 10-12 septembre 2018, Janów Podlaski (Pologne).
A. El Cheikh, V. Chevalier, M. Daou, L. Pino, S. Arbab, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Study of the degradation process of glass-ionomer cements by analysis of speckle field dynamics".
Speckle 2018: VII International Conference on Speckle Metrology, Proc. SPIE 10834, 108342U, doi:10.1117/12.2318693, 10-12 septembre 2018, Janów Podlaski (Pologne).
A. El Cheikh, F. Pellen, G. Le Brun, B. Le Jeune, M. Abboud, "Suivi en temps réel du phénomène de durcissement de matériaux de restauration dentaire par analyse du champ de speckle".
23th LAAS International Science Conference, 6-7 avril 2017, Beyrouth (Liban).
C. Abou Nader, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Polarized laser speckle imaging as a diagnosis tool".
22nd LAAS International Science Conference, 14-15 avril 2016, Beyrouth (Liban).
C. Abou Nader, F. Pellen, P. Elies, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Diagnostic précoce de l’érosion dentaire par champ de speckle polarisé".
Journées d’imagerie optique non conventionnelle, 16 mars 2016, Paris.
R. Nassif, C. Abou Nader, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Real-time monitoring of corks' water absorption using laser speckle temporal correlation".
Speckle 2015. Sixth International Conference on Laser Speckle, 24-26 Août 2015, Guanajuato (Mexique).
C. Abou Nader, R. Nassif, F. Pellen, G. Le Brun, M. Abboud, B. Le Jeune, "Analysis of the speckle pattern produced by mixtures of polystyrene microspheres: An attemp to explain fruits ripening process".
Speckle 2015. Sixth International Conference on Laser Speckle, 24-26 Août 2015, Guanajuato (Mexique).
C. Abou Nader, R. Nassif, F. Pellen, G. Le Brun, M. Abboud, B. Le Jeune, "Effets des caractéristiques d'un milieu diffusant sur le speckle polarisé : Influence de la taille, de la proportion des diffuseurs et du coefficient d'absorption".
Congrès Optique Bretagne 2015, 6-9 Juillet 2015, Rennes.
R. Nassif , C. Abou Nader, F. Pellen, G. Le Brun, M. Abboud, B. Le Jeune, "Determination of motion parameters using speckle patterns analysis techniques".
21ème Conférence Scientifique Internationale du LAAS "Horizon 2020 : Avancées Scientifiques et Technologiques", 15-17 Avril 2015, Beyrouth (Liban).
C. Abou Nader, R. Nassif, F. Pellen, G. Le Brun, M. Abboud, B. Le Jeune, "Analysis of the speckle pattern produced by mixtures of polystyrene microspheres: an explanation of light's behavior in turbid media".
21ème Conférence Scientifique Internationale du LAAS "Horizon 2020 : Avancées Scientifiques et Technologiques", 15-17 Avril 2015, Beyrouth (Liban).
R. Nassif, C. Abou Nader, J. Rahbany, F. Pellen, R. Lteif, G. Le Brun, B. Le Jeune, M. Kallassy Awad, M. Abboud, "Characterization of Bacillus thuringiensis parasporal crystals using laser speckle technique".
21ème Conférence Scientifique Internationale du LAAS "Horizon 2020 : Avancées Scientifiques et Technologiques", 15-17 Avril 2015, Beyrouth (Liban).
R. Nassif, C. Abou Nader, M. Abboud, F. Pellen, G. Le Brun, B. Le Jeune, "Exploitation conjointe du speckle et de la polarisation pour le suivi de la maturation des fruits climactériques".
Journée EPOS 2013, 19 novembre 2013, Marseille.
R. Nassif, G. Hajj, J. Rahbani, M. Kalassy, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Characterization of Bacillus Thuringiensis crystals by speckle imaging".
Speckle 2012, 10-12 septembre 2012, Vigo (Espagne).
R. Nassif, F. Pellen, B. Le Jeune, G. Le Brun, M. Abboud, "Laser speckle dynamic for monitoring fruits maturation".
Speckle 2012, 10-12 septembre 2012, Vigo (Espagne).
Collaborations
L’équipe est coordinatrice du projet européen ERANETMED 2017-2020 (financement ANR) "BIOSMAN" (Towards real-time monitoring of Bacillus thuringiensis biopesticides production using laser Speckle imaging within a Mediterranean area network). Ce projet est mené en collaboration avec le centre de Biotechnologie de Sfax (Tunisie) et le Laboratoire de Biophotonique et des Rayonnements Ionisants de l’Université Saint Joseph de Beyrouth (Liban). Ce projet vise à développer une méthode optique de suivi de la production de biopesticides. Plus précisément, il s’agit d’utiliser le speckle polarisé pour imager et étudier les cristaux protéiques produits par les bactéries Bacillus thuringiensis lors de la sporulation.
L’équipe a participé (2014 -2015) au Partenariat Hubert Currien CEDRE (programme de collaboration internationale) intitulé "Imagerie optique non invasive de structures biologiques par analyse du champ de speckle et applications".
