Evaporation thermique d'une goutte de sang et analyse topographique des motifs induits / Ahmad Jaber ; sous la direction de Souad Harmand et de Maxence Bigerelle et de Romain Vayron

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Sang -- Analyse

Évaporation

Harmand, Souad (1962-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Bigerelle, Maxence (1964-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Vayron, Romain (1987-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Brown, Christopher (PhD en génie mécanique) (Président du jury de soutenance / praeses)

Brutin, David Dominique (1977-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Bennacer, Rachid (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Sefiane, Khellil (Membre du jury / opponent)

Université Polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2019-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Institut national des sciences appliquées Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2019-....) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Résumé / Abstract : Cette thèse a pour vocation d’étudier l’évaporation thermique d'une goutte de sang et d’analyser topographiquement les motifs induits afin de développer des méthodes d'aide au diagnostic médical en mettant en évidence l'effet de la température de surface. Pour cela, le travail a été décomposé en quatre étapes : La première étape consiste à établir les conditions optimales afin d’obtenir des motifs reproductibles induits par l'évaporation d'une goutte de sang. Les essais ont été réalisés à partir de sang ovin sain (non pathologique) et ont permis de choisir le type de substrat à utiliser (substrat hydrophile en verre), et de déterminer des températures caractéristiques d’analyses (Ts=23, 37, 60 et 90°C). Le taux d’humidité (40%) a également été fixé afin de permettre des analyses dans des conditions standardisées. La seconde étape a consisté à analyser la dynamique d'évaporation et à comprendre les mécanismes engendrant les dépôts en fonction de la température du substrat. En complément, des mesures topographiques basées sur la méthode de variation de focus ont permis de déterminer des paramètres topographiques permettant de discriminer statistiquement et significativement les différents modes d’évaporation. A la suite de ces résultats prometteurs, nous avons décidé de reproduire ce mode opératoire pour un autre type de sang, cette fois, porcin (non pathologique) afin d’évaluer la reproductibilité de notre méthode et de quantifier la variabilité inter-espèce. Les résultats obtenus nous confortent dans notre démarche et ont montré une cohérence dans le choix des paramètres topographiques caractéristiques. La dernière étape réalisée durant ces trois années consiste à réaliser ces mêmes expériences en utilisant différentes qualités sanguines. Pour cela, un troisième type de sang a été utilisé, c’est un sang porcin pathologique (glomérulonéphrite). Les analyses statistiques des caractéristiques topographiques ont permis de déterminer un jeu de paramètres pertinents dans la discrimination des types de sang et donc de déterminer la présence ou non de la pathologie : nous avons ainsi développer une méthodologie complète pour le futur développement d’un outil d’aide au diagnostic médical.

Résumé / Abstract : This thesis aims to study the thermal evaporation of a blood drop and to analyze the induced patterns topographically in order to develop methods to aid in medical diagnosis by highlighting the effect of surface temperature. For this, the work has been divided into four steps: The first step consists in establishing the optimal conditions to obtain reproducible patterns induced by the evaporation of a drop of blood. Numerous laboratory tests were carried out using sheep blood (non-pathological) and allowed to choose the type of substrate to be used (hydrophilic glass substrate) and to determine the characteristic temperatures of analysis (Ts=23, 37, 60, and 90°C). The humidity level (40%) was also fixed to allow analyses under standardized conditions. The second step con involved analyzing the evaporation dynamics and understanding e mechanisms generating the deposits according to the substrate temperature. In addition, topographic measurements based on the focus variation method allowed us to determine topographic parameters allowing to discriminate the different evaporation modes statistically and significantly. Following these promising results, we decided to reproduce this procedure for another type of blood, this time porcine (non-pathological), to evaluate our method's reproducibility and quantify the inter-species variability. The results obtained confirm our approach and have shown coherence in the choice of characteristic topographic parameters. The last step realized during these three years consists in realizing these same experiments using different blood qualities. For this, the third type of blood was used, pathological porcine blood. The statistical analysis of the topographic characteristics allowed us to determine a set of relevant parameters in the discrimination of the blood types and thus to determine the presence or not of the pathology: we have thus developed a complete methodology for the future development of a medical diagnostic tool.