Under Construction

Research domain

• Molecular dynamics simulation of atom sputtering
• Monte-Carlo simulation (IRT) of Water radiolysis, production of radicals
• Radiobiology (track-structure model, microdosimetry)

• Biomechanical model (Finite Element, mass-spring system, particle system)
• 4D-CT scan simulation
• Dose calculation

Résumé

L'ensemble de mes activités de recherche tourne autour de l'interaction des ions de hautes énergies avec la matière sous différents aspects. - Une part de ces activités concerne la physique fondamentale : l'objectif est de mieux comprendre les mécanismes d'interaction et les effets des irradiations dans les matériaux et le vivant à travers la simulation par méthode Monte-Carlo de l'émission d'électrons, la simulation par dynamique moléculaire de la pulvérisation d'atomes et la simulation par méthode IRT de la production d'espèces chimiques issue de la fragmentation des molécules (radiolyse de l'eau). Ces travaux comprennent la modélisation des collisions des ions avec les atomes, les molécules et les solides, et, la comparaison des prédictions avec les données expérimentales. Cette activité devrait se renforcer dans le cadre d'une collaboration Franco-Indienne (IUAC - New Delhi) et du financement par l'ANR Radico.

- L'autre volet de mes recherches est plus finalisé et se positionne dans le contexte de l'hadronthérapie par faisceaux d'ions, précisément : dans le domaine de la radiobiologie des ions et de l'imagerie des organes en mouvement, pour les calculs de dose physique et dose biologique déposée dans un patient traité par hadronthérapie.

- Concernant la radiobiologie, j'ai lancé à l'IPNL une activité de modélisation s'appuyant sur les modèles de trace et les modèles de microdosimétrie. Cette activités comprend la réalisation d'expériences de radiobiologie sur grands accélérateurs (GANIL et GSI) pour évaluer les prédictions des modèles.

- Concernant l'imagerie, j'ai introduit en informatique des méthodes et démarches issues de la physique théorique et expérimentale (mécanique et physique des matériaux) pour simuler les images scanner 4D (3D + temps) des organes soumis aux mouvements.

Mes activités de physique fondamentale s'intègrent dans le GdR PAMIR (Physique et Applications de la Matière sous Irradiation) et mes activités plus finalisées se positionnent dans le cadre de l'action " dosimétrie " du GdR MI2B de l'IN2P3 (Modélisation et Instrumentation pour l'Imagerie Biomédicale) et du réseau européen ENLIGHT++.

- L'ensemble, très pluridisciplinaire, fait l'objet de multiples collaborations nationales et internationales (Allemagne, Argentine, Inde, UK, USA).

Molecular Dynamics of swift-ion induced Sputtering

Poster - ppt file

Modeling human organ motion

• SAARA team (In French)
• Application to lung motion can be found on the web pages of Pierre-Frédéric Villard (In French) and of Anne-Laure Didier (In French)