Spectroscopie harmonique d'un système moléculaire polyatomique : SF

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INTRODUCTION

Au dernier recensement national, en janvier 2013, près de 11,5 millions de français étaient âgés de plus de 65 ans et près de 6 millions avaient plus de 75 ans, soit respectivement 17,5% et 9% de la population(1). Cette part ne cesse d’augmenter depuis le milieu des années 70, sous l’effet conjoint de l’arrivée de la génération baby-boom aux âges supérieurs à 60 ans, associé à l’augmentation de l’espérance de vie(2).
Selon les projections de l’INSEE, une personne sur trois aura 60 ans ou plus en 2050(3).
La dénutrition protéino-énergétique est une pathologie gériatrique fréquente. Elle concerne 4 à 10% des personnes âgées à domicile, et 15 à 38% des personnes vivant en institution(4). On peut y rattacher 17% de personnes âgés vivant au domicile, à risque de dénutrition car ayant des apports protéiques insuffisants(5). De récentes études ont démontré les bénéfices multiples de la prise en charge de la dénutrition tant sur la qualité de vie que sur la diminution de la morbi-mortalité (6) :
-préservation de l’autonomie et diminution du risque de chute((7),(8)),
-diminution du taux de complications et de décès en post-opératoire de fracture du col fémoral(RR=0,52 ; 95%IC[0,32-0,84])(9),
-cicatrisation plus rapide des ulcères et escarres(10),
-diminution de la prévalence des infections nosocomiales chez les patients hospitalisés(RR=1,46 ; 95 % CI [1.2, 2.1] chez les patients modérément dénutris, RR=4,98 ; 95 % CI [4.6, 6.4]chez les patients sévèrement dénutris)(11).
Sur le plan économique, une étude prospective française menée pendant 1 an auprès de 90 généralistes a objectivé une diminution des couts de santé de 723euros/patient/an (90%IC [-1.444 ; -43]) chez les patients des généralistes forts prescripteurs de compléments nutritionnels oraux(12). D’un point de vue hospitalier, une méta-analyse de 62 études réalisée en 2002 a montré une diminution moyenne de la durée d’hospitalisation de 3,4 jours (95%IC [-6,12 ; -0,69]) chez les patients à risque de dénutrition ayant bénéficié d’une supplémentation orale(13). Une étude anglo-saxonne de 2009 a quantifié l’allongement du temps d’hospitalisation chez les personnes âgées dénutries à 30%(13).
La volonté gouvernementale de contrecarrer ce problème nutritionnel s’est traduite dès 2001 à travers l’élaboration du premier Plan National Nutrition Santé(14). L’objectif principal de ce plan était d’améliorer l’état de santé de l’ensemble de la population en agissant sur l’un de ses déterminants majeurs : la nutrition. Les objectifs spécifiques à la personne âgée étaient l’optimisation des statuts en calcium et vitamine D, la prévention et le dépistage de la dénutrition. Durant cette première période, les problèmes nutritionnels et alimentaires de la personne âgée vivant seule à domicile ont étés analysés.
Le deuxième PNNS (2006-2010) a permis l’élaboration d’un guide Nutrition pour les personnes de plus de 55 ans et pour les aidants des personnes âgées fragilisées, distribué dès 2006. Un guide complémentaire, d’accompagnement, était destiné aux professionnels de santé (documents en ligne sur les sites « manger-bouger.fr » et « santé-gouv.fr » )(15). Il prévoyait la mise en place de formations pour les professionnels de santé dans le cadre de la formation continue, et des actions auprès des personnels non soignants intervenant au domicile. Les réseaux de santé gériatriques étaient incités à intégrer la dimension nutritionnelle dans leur prise en charge.
Le troisième PNNS (2011-2015) est axé sur la prise en charge ambulatoire. Des actions de formations destinées aux professionnels de santé pour l’amélioration du dépistage se poursuivent à travers les formations continues et les supports internet. La version courte du Mini Nutritionnal Assesment est diffusée auprès des généralistes(16).
En parallèle, des recommandations de bonnes pratiques sont élaborées et transmises aux professionnels de santé par la Haute Autorité de Santé en 2007(17). Elles constituent un outil pratique pour le généraliste, rappelant les situations à risque nécessitant un dépistage ; et fournissent des aides diagnostiques et des recommandations thérapeutiques. Le bénéfice de la coordination entre les différents intervenants et institutions est mis en avant. A domicile, en plus de l’aide de l’entourage, aide-ménagère et auxiliaire de vie peuvent aider aux courses et à la préparation des repas, ainsi qu’à la prise alimentaire. Les portages de repas à domicile se développent, grâce aux mairies et à certaines entreprises commerciales, leur contenu répond aux recommandations nutritionnelles du Programme National pour l’Alimentation(18). Certaines communes disposent de foyers-restaurants.
Le médecin traitant peut s’appuyer sur les réseaux locaux pour la mise en place de ces aides : Centres Communaux d’Action Sociale(CCAS), Comités Locaux d’Information et de Coordination(CLIC), services sociaux…
L’Allocation Personnalisée d’Autonomie, l’aide sociale départementale, certaines mutuelles et caisses de retraites contribuent en partie au financement.
En plus des mesures diététiques et des aides à la personne, les compléments nutritionnels oraux ont un rôle thérapeutique central, pouvant être proposé d’emblée dans les cas de dénutrition sévère. Une méta-analyse de 66 études internationales a été réalisée en 2009 afin d’évaluer les bénéfices de la supplémentation orale chez les personnes âgées dénutries(19). Un gain de poids significatif estimé à 2,2% du poids de base (95%CI [1.8 to 2.5]) était retrouvé dans 42 études. Celles concernant exclusivement les personnes âgées dénutries (N=2461=) montraient une diminution de la mortalité en cas d’administration de compléments oraux (RR=0.79, 95%IC [0.64 to 0.97]).
La prise en charge à 100% des compléments nutritionnels par la Sécurité Sociale dans les cas de dénutrition, quand elle peut être rattachée à une Affection de Longue Durée, permet une prescription large par le médecin généraliste(20).
Avec ces mesures, les pouvoirs publics espèrent diminuer de 30% la part des personnes âgées dénutries de plus de 80 ans, à domicile ou en institution, sur les 5 prochaines années(16). Il apparait évident que le rôle du généraliste est central, intervenant aussi bien dans le dépistage et le diagnostic de la dénutrition, que dans l’instauration d’une prise en charge médicale ou non et dans le suivi. Il coordonne l’action des différents intervenants et structures, ainsi que les aidants familiaux. Cependant, une faible prescription de compléments alimentaires a été observée sur mes terrains de stages suscitant des interrogations sur les modalités pratiques de prise en charge de la dénutrition en médecine de ville.
La recherche de données bibliographiques sur les pratiques réelles en médecine de ville ne retrouvant que peu de réponses a motivé l’initiation de ce travail exploratoire.

Table des matières

1 Description du mécanisme de génération d’harmoniques et spectroscopie
harmonique
1.1 Propriétés de la génération d’harmoniques
1.1.1 Dispositif expérimental
1.1.2 Dépendance en pression
1.1.3 Dépendance en intensité
1.1.4 Eet de la polarisation du laser
1.2 Modélisation quantique bidimensionnelle : approximation du champ fort et
équations du point selle
1.2.1 Modèle quantique de Lewenstein (approximation en champ fort) . .
1.2.2 Champ harmonique rayonné
1.2.3 Résolution des équations du point selle
1.2.4 Cas d’une polarisation elliptique
1.3 Modèle simple d’émission harmonique en champ lointain
1.3.1 Largeur spectrale des harmoniques des trajectoires courtes et longues
1.3.2 Divergence des harmoniques des trajectoires courtes et longues
1.3.3 Cartographie de la dépendance en ellipticité
1.4 Structures spatio-spectrale
1.4.1 Étude en fonction de la pression
1.4.2 Étude en fonction de l’intensité laser
1.4.3 Étude en fonction de l’ellipticité du champ générateur .
1.5 Spectroscopie harmonique
1.5.1 Spectroscopie avec une source de photons XUV .
1.5.2 Spectroscopie harmonique (informations dans le milieu générateur
lui-même)
1.5.3 Conclusion
2 Dynamique vibrationnelle de N2O4 sondée à l’aide de la génération d’harmoniques
à deux couleurs
2.1 État de l’art
2.2 Excitation du système : Diusion Raman Stimulée Impulsionnelle . .
2.2.1 Eet Raman conventionnel
2.2.2 Diusion Raman stimulée et diusion Raman Stimulée Impulsionnelle
2.3 Résultats expérimentaux et interprétation
2.3.1 Dispositif expérimental
2.3.2 Résultats marquants
2.4 Perspectives et origines possibles de la sensibilité des harmoniques aux dynamiques
moléculaires
2.4.1 Dynamique de l’ion
2.4.2 Modélisation de la génération d’harmoniques d’ordre élevé .
2.4.3 Études dynamiques : Évolution de la fonction de corrélation en fonction
du délai pompe-sonde
2.5 Conclusions
3 Spectroscopie harmonique d’un système moléculaire polyatomique : SF
3.1 Spectroscopie de SF6
3.1.1 Spectroscopie de SF6
3.1.2 Génération d’harmoniques à canaux multiples dans SF6
3.2 CRATI (Channel Resolved Above Threshold Ionization)
3.2.1 Principe
3.2.2 Montage expérimental
3.2.3 Procédure de calibration
3.2.4 Analyse des résultats à 400 nm
3.2.5 Étude en fonction de la longueur d’onde du champ laser fondamental
3.2.6 Calculs de sections ecaces d’ionisation tunnel .
3.2.7 Modèle simple de génération d’harmoniques
3.3 Étude expérimentale de l’émission harmonique
3.3.1 Mesures expérimentales
3.3.2 Polarimétrie du rayonnement
3.4 Métrologie attoseconde : mesure RABBIT
3.4.1 Principe
3.4.2 Résultats expérimentaux
3.5 Conclusion et perspectives
4 Dynamiques vibrationnelles de SF6 étudiées par des techniques interf rométriques
4.1 Modes vibrationnels de SF6
4.2 Réseau Transitoire d’Excitation (RTE)
4.2.1 Principe
4.2.2 Dispositif expérimental et alignement
4.2.3 Résultats expérimentaux avec le RTE
4.2.4 Interprétation et conclusion
4.2.5 Révélation de la dynamique du dimère
4.3 Génération d’harmoniques à deux sources (GHDS)
4.3.1 Principe
4.3.2 Dispositif expérimental et alignement
4.3.3 Résultats expérimentaux avec la génération à deux sources : intensité
et phase harmonique
4.3.4 Transformée de Fourier temporelle : amplitude des modulations temporelles
de l’amplitude et phase harmonique
4.3.5 Inuence des canaux d’ionisation
4.3.6 Spectroscopie encodée dans la dérive de fréquence
4.4 Conclusion et Perspectives
5 Étude du Dichroïsme Circulaire de Photoélectrons (DCP) avec une source harmonique XUV, femtoseconde et quasi-circulaire
5.1 Polarimétrie des harmoniques
5.1.1 Dispositif expérimental dans l’XUV
5.1.2 Polariseur XUV
5.1.3 Contrôle de l’ellipticité du champ fondamental
5.1.4 Détermination expérimentale de l’état de polarisation du rayonnement
harmonique
5.1.5 Étude du rayonnement de l’harmonique 5 généré dans l’argon
5.1.6 Sources XUV femtosecondes de polarisation circulaire exploitables
pour des mesures de dichroïsme circulaire
5.2 Application de la source fs-VUV elliptique : Dichroïsme Circulaire de Photo
électrons (DCP)
5.2.1 Simulation classique des spectres de photoélectrons obtenus par ionisation
à un photon
5.2.2 Spectromètre Imageur de Vecteurs Vitesse (VMI)
5.2.3 Distributions angulaires de photoélectrons obtenues avec des molé-
cules chirales
5.3 Résultats expérimentaux : DCP harmonique
5.3.1 Résultats obtenus avec un rayonnement XUV : harmonique et synchrotron
5.3.2 Dichroïsme circulaire de photoélectrons étudié lors de l’ionisation à
un photon elliptique de la fenchone
5.4 DCP multiphotonique
5.4.1 Les diérents régimes d’ionisation
5.4.2 Distribution angulaire de spectres de photoélectrons en ionisation
multiphotonique
5.4.3 Étude du limonène
5.4.4 Étude de la Fenchone ionisé par un champ Infrarouge .
5.4.5 Perspectives : étude de l’ionisation de la fenchone/limonène en régime
tunnel
5.5 Conclusion et Perspectives
Bibliographie