Mathias Fink Élu Membre le 18 novembre 2003 Section : Physique

Mathias Fink, né le 18 octobre 1945, est professeur à l'École supérieure de physique et chimie industrielles de Paris (ESPCI) à l'université Denis-Diderot Paris 7.

Formation et carrière

Œuvre scientifique

Dans le domaine de la recherche fondamentale, Mathias Fink a travaillé sur les analogies existant entre ondes acoustiques, mécanique quantique et optique. Par ailleurs, il a étudié les applications des ultrasons en étroite relation avec les milieux industriels, médicaux et aéronautiques.

Mathias Fink s'est s'intéressé à l'imagerie médicale dès 1973. Il a participé à la mise au point des premiers échographes médicaux ultrasonores à focalisation électronique fonctionnant en temps réel, en collaboration avec General Electric et Philips. Il a alors développé une théorie de la diffraction impulsionnelle, qui rend compte du caractère très particulier de la diffraction des signaux très brefs utilisés en échographie et des phénomènes de cohérence rencontrés en milieu aléatoire.
Il a ensuite démontré les analogies existant entre les ondes acoustiques, l'optique et la mécanique quantique : diffusion multiple, chaos quantique, cohérence et décohérence, réversibilité, effet Aharonov-Bohm.
En exploitant la réversibilité de la propagation des ondes dans les milieux désordonnés, Mathias Fink a mis au point un instrument particulièrement novateur dans le domaine de l'acoustique et de l'électromagnétisme, "le miroir à retournement temporel" qui permet de maîtriser la propagation en milieux diffusifs non dissipatifs et d'obtenir des focalisations remarquables dans ces milieux. À la croisée de nombreuses disciplines (mathématiques appliquées, physique, sismologie, traitement du signal), les applications en sont multiples : médecine (imagerie du cerveau, lithotritie), détection sous-marine, télécommunications électromagnétiques à haut débit, contrôle du son, domotique.
Travaillant sur les corrélations temporelles des champs ayant traversé des milieux diffuseurs en mouvement ou en déformation, Mathias Fink a mis au point de nouvelles méthodes d'imagerie qu’il a qualifiées d’imagerie multi-ondes et qui permettent d’obtenir des contrastes et des résolutions spatiales inégalés. Il est l'initiateur de la "Transient Elastography" et de l’imagerie en mode "Supersonic Shear" qui permettent de dresser l’image des propriétés rhéologiques du corps humain. Quatre sociétés, employant près de 170 personnes, ont été créées à partir de ses recherches, ECHOSENS, SENSITIVE OBJECT, SUPERSONIC IMAGINE et Time Reversal COM.

Mots clés : ondes, acoustique, ultrasons, renversement du temps, cohérence, imagerie médicale, thérapie

Distinctions et Prix

Membre de l'Institut universitaire de France (1994)
Membre de l'Académie des technologies (2002)
Grand prix de la créativité SNECMA (1994)
Prix Foucault de la Société française de physique (1995)
Médaille d'argent du CNRS (1995)
Prix Nouvel Economiste/CNRS (1996)
Prix Gaz de France de l'Académie des sciences (2002)
Médaille Française de la Société française d’acoustique (2003)
Rayleigh-Helmholtz Medal of the Acoustical Society of America (2005)
Prix Louis Néel (2008)

Officier de la Légion d’Honneur

 

Publications les plus représentatives

M. FINK, J.-F. CARDOSO
Diffraction effects in pulse-echo measurement
IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics (1984) 31, 313

M. FINK
Time Reversal of ultrasonic fields - Basic principles
IEEE Trans. Ultrason., Ferroelec., Freq. Contr. (1992) 39, 555

A. DERODE, M. FINK
The notion of coherence in optics and its application to acoustics
European Journal of Physics (1994), 15, 81

C. PRADA, M. FINK
Eigenmodes of the time reversal operator : a solution to selective focusing in multiple target media
Wave Motion (1994) 20, 151

A. DERODE, P. ROUX, M. FINK
Robust Acoustic Time reversal with high order multiple scattering
Physical Review Letters (1995) 75, 4206

P. ROUX, J. DE ROSNY, M. TANTER, M. FINK
The Aharonov-Bohm effect revisited by an acoustic time-reversal mirror
Physical Review Letters (1997) 79, 3170

C. DRAEGER, M. FINK
One channel time-reversal of elastic waves in a chaotic 2D-silicon cavity
Physical Review Letters (1997) 79, .407

M. FINK
Time reversed Acoustics
Physics Today (1997) 20, 34

J. DE ROSNY, M.FINK
Overcoming the diffraction limit in wave physics using a time reversal mirror and a novel acoustic sink
Physical Review Letters (2002) 89, 124301

A. DERODE, A. TOURIN, J. DE ROSNY, M. TANTER, S. YON, M. FINK
Taking advantage of multiple scattering to communicate with time reversal antennas
Physical Review Letters (2003) 90, 14301

J. BERCOFF, M. TANTER, M. FINK
Supersonic Shear Imaging: a new technique for soft tissues elasticity mapping
IEEE Trans. Ultrason., Ferroelec., Freq. Contr. 51 (4), p 374-409 (2004)

G LEROSEY, J de ROSNY, A TOURIN, M FINK
Focusing Beyond the Diffraction Limit with Far-Field Time Reversal
Science, 315, 1120-1122 (2007)

 

Ouvrage

M. FINK
Renversement du temps, ondes et innovation
Ed. Fayard (2009)

Le 2 février 2010