Formation et restauration d'images en microscopie à rayons X. Application à l'observation d'échantillons biologiques. (Image formation and image restoration in X-ray microscopy. Application to biological specimens observation)

Technique recente, la microscopie a rayons X offre aujourd'hui une resolution spatiale superieure a celle de la microscopie optique (20 nm contre 200 nm en microscopie optique confocal laser). Elle offre egalement un meilleur pouvoir de penetration que la microscopie electronique (jusqu'a 10 μm contre 1 μm en microscopie electronique a moyenne et haute tension). Ainsi, la microscopie a rayons X mous (longueurs d'onde comprises entre 2,4 et 4,3 nanometres) permet l'analyse a haute resolution en 2 ou 3 dimensions d'echantillons biologiques places dans des conditions proches de leur milieu naturel (contrairement aux microscopes electroniques classiques qui imposent une preparation des echantillons). Cependant, la reduction de la dose absorbee par l'echantillon necessite des durees d'expositions aussi courtes que possible. Or, effectuer une acquisition avec peu de photons se fait au detriment du rapport signal sur bruit des images. Un de nos objectifs a ete le developpement d'outils pour l'amelioration et la restauration de ces images. La premiere partie de nos travaux a consiste a determiner la fonction de transfert du microscope a rayons X en transmission et a comparer les resultats obtenus avec le modele theorique de la formation des images. Dans la seconde partie, nous avons complete les modeles existants liant le nombre de photons et le contraste, en prenant en compte le mode de formation des images dans le microscope. La troisieme partie de ces travaux concerne le developpement de techniques de traitement numerique des images dans le but d'ameliorer et de restaurer des images obtenues par microscopie a rayons X avec de faibles temps d'exposition. Ces processus ont ete appliques a l'etude par microscopie a rayons X de differents types d'echantillons biologiques