Résumé: L'utilisation d'ultrasons focalisés a principalement permis de développer deux types d'applications médicales : l'imagerie et la thérapie. L'imagerie des tissus mous (foie, fœtus…) par échographie est l'application la plus répandue. Le traitement clinique de tumeurs par ultrasons focalisés de haute intensité a désormais prouvé son efficacité, notamment dans son application à la prostate. Par contre, le cerveau reste un organe très mal exploré par ultrasons : le crâne défocalise en effet dramatiquement les faisceaux ultrasonores.
Nous avons toutefois développé dans ce manuscrit une nouvelle technique de focalisation, appelée filtre inverse spatio-temporel, qui permet de corriger totalement les effets défocalisants de la boîte crânienne. Pour la première fois, un système d'échographie du cerveau haute résolution peut être envisagé, grâce à l'utilisation de deux réseaux de transducteurs disposés de part et d'autre de la tête.
De façon plus générale, cette nouvelle technique est particulièrement adaptée à la focalisation à travers les milieux hétérogènes absorbants. Des expériences effectuées dans des milieux modèles nous ont ainsi permis de mettre en évidence des applications prometteuses en contrôle non destructif des matériaux dans des structures complexes et aux télécommunications en environnement urbain.
Enfin, nous avons étudié et mis au point un prototype constitué de 200 transducteurs de puissance destiné à détruire les tumeurs du cerveau par élévation locale de température. Un processus de focalisation totalement non invasif a été développé. Il repose sur des simulations numériques effectuées à partir d'images rayons X de la boîte crânienne.

Mots-clés: Echographie - hyperthermie - cerveau - focalisation - ultrasons - retournement temporel - milieux réverbérants - différences finies - contrôle non destructif - télécommunications.