DETECTEURS RADIO-FREQUENCE SUPRACONDUCTEURS A TRES HAUTE SENSIBILITE POUR LA MICRO-IMAGERIE PAR RESONANCE MAGNETIQUE – SupraSense

Ce projet de recherche, à l’interface entre physique expérimentale et applications médicales, s’inscrit dans le défi sociétal santé bien-être/ technologie pour la santé. Il a pour but de développer un dispositif instrumental original basé sur les propriétés de non linéarité intrinsèques au matériau supraconducteur tel que l’YBaCuO, qui restent jusqu’à présent peu explorées.
Ce projet vise la réalisation d'un réseau de détecteurs ultra sensible, radiofréquences (RF) correspondant aux fréquences RMN, et dédié à la micro Imagerie par Résonance Magnétique (µIRM), sur des appareils de champ dit clinique (<4.7 T) technique d’imagerie qui nécessite une très grande sensibilité de détection.
Ces détecteur de surface RF SHTC permettent d’atteindre les plus hautes sensibilités de détection actuelles en IRM à champ clinique, ce qui ouvre la voie au développement de d’imagerie de quantification, enjeu actuel majeur. Il s'agit de développer un dispositif spécifique permettant la mise en œuvre de résonateurs supraconducteurs à haute température critique (SHTC) dans un champ magnétique statique. Une voie d'étude originale de la physique des supraconducteurs sera explorée à travers ce dispositif pour caractériser expérimentalement le comportement des SHTC en champ magnétique dans le domaine peu exploré des radiofréquences. De nouvelles méthodes seront éprouvées pour contrôler les composants supraconducteurs du dispositif. Ce dispositif de détection haute sensibilité sera léger, portable et facile à mettre en œuvre au sein des différents aimants IRM disponibles en recherche biomédicale et en pratique clinique. Le procédé répondra spécialement au besoin critique de sensibilité en µIRM. Afin d’augmenter le champ de vue accessible par ces antennes très sensibles mais de toutes petites tailles (quelques mm de diamètre), ce dispositif sera composé de quatre détecteurs de surface RF, réalisés en matériau SHTC et refroidis par un cryostat dédié compatible avec son utilisation dans un IRM.
Pour mener à bien ce projet, nous résoudrons les 2 verrous scientifiques suivant :
- Contrôler « l’inactivation » ou encore «la commutation de l’état normal à l’état supraconducteur et inversement » d’antennes supraconductrices ultrasensibles dédiées à l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM ultra rapidement (<msec) <br />- développer un réseau de 4 antennes en matériau supraconducteur en s’attachant au découplage électromagnétique des éléments du réseau les uns par rapport aux autres.
SupraSense s’attachera pour cela à répondre à des questions d’ordre fondamentales sur le comportement des matériaux SHTC dans un champ magnétique statique et parcouru par un courant en évaluant les performances de détecteur en matériaux supraconducteurs en fonction de leur géométrie et/ou de leur nanostructuration.

D’un point de vu pratique, les objectifs visés pour permettre la dissémination des tels détecteurs sont les suivants :
- Améliorer leur intégration dans la chaîne d’acquisition d’un imageur par Résonance Magnétique
- Intégrer l’ensemble ces solutions apportées par l’étude fondamentale dans un dispositif de cryogénie portable qui pourra être disséminés centres de RMN et d’IRM, et pour d’autres applications de la physique des supraconducteurs dans le domaine peu exploré des radiofréquences.