Analysis and dosimetry of the coupling of electromagnetic waves with biological tissues : application to applicator design for biomedical and study of health effects

L’evolution et l’utilisation croissante des systemes de communications mobiles sont associees a des etudes en laboratoire pour s’assurer de l’innocuite d’une exposition aux ondes electromagnetiques radiofrequences. Dans ce contexte, ce memoire se concentre sur la caracterisation de systemes d'exposition permettant des etudes en laboratoire sur des modeles cellulaires in vitro. Une double approche, numerique et experimentale, est mise en œuvre pour realiser la dosimetrie de ces dispositifs, afin de determiner et maitriser les niveaux d’exposition. Une des problematiques liees a cette dosimetrie est due aux dimensions micrometriques mises en jeu. Aussi, une technique de microscopie basee sur un marqueur fluorescent dependant de la temperature, nomme Rhodamine B, a ete mise en place et evaluee. Il ressort de cette evaluation une recommandation sur la concentration du marqueur de l’ordre de 50 μM. Apres calibration, il est alors possible d’estimer le debit d’absorption specifique (DAS) a partir de la variation de temperature, et ce meme pour de faibles niveaux de DAS (< W/kg) avec une resolution spatiale inferieure a la dizaine de micron. On parle alors de microdosimetrie. Les deux principaux systemes d’exposition etudies, bases sur des reseaux de microelectrodes (MEA), permettent l’enregistrement d’une activite electrophysiologie de neurones. L’exposition aux ondes electromagnetiques est realisee simultanement en inserant ces MEA dans des cellules TEM. De la dosimetrie effectuee a 1.8GHz, il ressort une plus forte sensibilite du premier MEA a son environnement. On a montre que les modifications apportees au second MEA, taille de l’ouverture et plan de masse, ont permis de limiter de facon significative l’influence de l’environnement. La microdosimetrie a mis en evidence une bonne homogeneite du DAS entre les electrodes avec une valeur estimee a 7±1W/kg pour1W incident. Enfin, un dispositif d'exposition microfluidique base sur un guide d'ondes coplanaire a ete caracterise en conditions statiques.