Le M2P2 développe un projet pluridisciplinaire et multi-partenaires mettant la modélisation mathématique des fluides au service de la médecine cardiaque

janvier 2020

Un nouveau sujet de recherche est en plein développement :

la modélisation de la dynamique de la valve aortique en interaction avec l’écoulement pulsé du sang dans le cœur humain.

Cette étude implique, dans notre laboratoire, l’équipe ITC (Julien Favier) mais aussi PROMETHEE (Umberto D’Ortona), et résulte d' échanges et interactions scientifiques qui ont eu lieu depuis un an entre le M2P2 et l’AP-HM (le Professeur Loic Macé et le Docteur Marien Lenoir, tous deux chirurgiens cardiologues à l’hôpital de La Timone). Loic Macé est rattaché depuis 2019 à l’équipe ITC du M2P2 et Marien Lenoir effectue sa thèse en Sciences au laboratoire. Un étudiant de l'Ecole Centrale Marseille (Alexandre Menasria) travaille depuis 1 an sur le sujet pendant son stage alternance recherche.

Le projet vient de recevoir un financement de la SATT qui permettra d’embaucher de nouveaux chercheurs sur le projet.

Valve aortique cardiaque

La valve aortique est un élément clé du fonctionnement cardiaque et de nombreuses pathologies sont liées à des dysfonctionnements de cette partie du cœur. La valve présente une géométrie complexe, faite de trois éléments flexibles ressemblant à des pétales qui s’ouvrent et se ferment continuellement à la fréquence du cœur, et sont capables d’assurer une étanchéité parfaite en position fermée. Cette dynamique complexe soulève de nombreuses questions scientifiques et la modélisation physique précise de cette valve demeure une question ouverte.

Un des objectifs du projet est de

proposer un modèle géométrique dynamique de valve aortique,

grâce à des angioscanners de patients en conditions saines et pathologiques. L’écoulement de sang est modélisé à l’aide de la méthode lattice Boltzmann couplée avec la méthode des frontières immergées, et des grandeurs telles que la pression ou le frottement à la paroi pourront être calculées afin de mieux appréhender la dynamique couplée valve-écoulement dans différentes conditions et pour différents patients. Grâce à ce modèle, de nouvelles pistes de compréhension de la dynamique de la valve aortique pourront être explorées, afin d’améliorer les techniques actuelles de chirurgie de la valve, qui demeurent encore sujettes à de nombreuses interrogations.

Des interactions avec d’autres chercheurs de l’institut IMI (Valérie Deplano) sont en cours, et le microtomographe de la fédération sera utilisé pour caractériser finement les géométries de valves aortiques dans différentes conditions.