Isotropie

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L'isotropie caractérise l’invariance des propriétés physiques d’un milieu en fonction de la direction. Le contraire de l’isotropie est l’anisotropie.

Mathématiques[modifier | modifier le code]

La notion de vecteur isotrope joue un rôle dans l'étude et la classification des formes bilinéaires.

Cette notion n'a rien à voir avec les notions d'isotropie que l'on rencontre ci-dessous.

Optique[modifier | modifier le code]

Elle signifie une invariance des propriétés du milieu en fonction de la direction de propagation du rayon lumineux. Dire que les propriétés du milieu ne changent pas selon la direction revient à dire que le rayon lumineux ne serait pas dévié, ni ralenti par un changement d'indice de réfraction, ni divisé en un spectre (si l'onde lumineuse est polychromatique) quelle que soit la direction de propagation du rayon lumineux.

Cristallographie[modifier | modifier le code]

Un milieu isotrope est un milieu dont les propriétés sont identiques quelle que soit la direction d'observation. Par exemple, les liquides ou les solides amorphes sont (statistiquement) isotropes alors que les cristaux, dont la structure est ordonnée et dépend donc de la direction, sont anisotropes. Ainsi certains minéraux possèdent une dureté différentes selon la direction dans laquelle a été effectué l’essai de dureté.

Interférométrie[modifier | modifier le code]

Les interférences sont utiles pour montrer que la lumière est anisotrope. Un faisceau de lumière sortant par un orifice n'est pas isotrope. En effet elle est majoritairement dirigée vers l'avant.

Résistance des matériaux[modifier | modifier le code]

Un matériau est dit isotrope si ses propriétés mécaniques sont identiques dans toutes les directions.

On considère généralement les métaux comme étant isotropes statistiquement, c’est-à-dire à l’échelle macroscopique. Cependant après certains procédés de fabrication comme le laminage ou le forgeage, un acier devient anisotrope.

Le bois est également anisotrope : ses propriétés mécaniques dépendent de la direction d’application des contraintes en raison de sa constitution fibreuse.

Un matériau présentant deux directions perpendiculaires pour ses caractéristiques est dit orthotrope. (une direction principale et deux perpendiculaires: les deux perpendiculaires à la première direction ont les même propriétés mécaniques)

Les matériaux composites sont parfois volontairement rendus anisotropes par l'ajout de fibres pour améliorer leurs propriétés dans une seule direction.

Cosmologie[modifier | modifier le code]

Article détaillé : isotropie (cosmologie).

La métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) décrit un univers homogène, isotrope en expansion ou contraction. Ce modèle est utilisé comme une première approximation du modèle standard de la cosmologie, basé sur le Big Bang.

Imagerie médicale[modifier | modifier le code]

L'anisotropie fractionnelle est un indice allant de 0 à 1 et est calculé après un examen par Imagerie par Résonance Magnétique par tenseur de diffusion. Il permet de connaître le niveau d'anisotropie d'un tissus et donc sa densité. Plus l'indice est proche de 1, plus le tissus est dense. Les anisotropies fractionnelles différent plus ou moins d'une région à une autre du cerveau et entres individus.

Elle est souvent abrégé F.A. (Fractional Anisotropy)

Utilisation[modifier | modifier le code]

L'anisotropie fractionnelle rend compte de la densité d'un tissus et donc du nombre d'axones et de neurones dans la matière blanche et grise. C'est pourquoi elle est souvent utilisée pour mener des études sur les maladies neuro-dégénératives (e.g sclérose-en-plaque), après un traumatisme (accident de voitures, A.V.C.), utilisation prolongée d'une drogue (canabis, alcoolisme) ou courte (binge-drink) ou pour un contrôle.

Anisotropie fractionnelle et intelligence[modifier | modifier le code]

Bien qu'il n'y est pas à ce jour de preuve à proprement parler, une anisotropie fractionnelle plus élevé que la moyenne des individus dans certaines régions cérébrales semble être lié à un quotient intellectuel plus élevé que la moyenne.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19389185