L’objectif de ce cours est de présenter les techniques d’imagerie médicale reposant sur la physique des ondes et de comprendre leurs performances et limitations en étudiant les problèmes mathématiques associés. Nous commencerons par considérer différents régimes asymptotiques des équations d’ondes pour y mettre en évidence des paramètres physiologiques que l’on souhaite imager. Nous étudierons ensuite les techniques d’imagerie basées sur le principe du retournement temporel par des méthodes d’équations intégrales : régimes de validité, stabilité vis-à-vis du bruit, résolu- tion. Nous aborderons dans les deux dernières séances de cours comment il est possible de contourner ces limites fondamentales en couplant plusieurs ondes. Mathématiquement, ces méthodes reposent sur la résolution d’une nouvelle classe de problèmes inverses basés sur des systèmes d’équations couplées. La deuxième moitié du cours sera consacrée à l’implémentation pratique de problèmes inverses liés aux méthodes d’ima- gerie sous forme de projets en binôme. L’évaluation consistera en une soutenance orale de ces projets.