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Étude de la durabilité de bioprothèses valvulaires aortiques par une approche couplée in-vitro / in-silico

POSTE POURVU !!!
Laboratoires impliqués :
- Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec (IUCPQ).
- Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres (M2P2) AMU

Directeurs de thèse :

-Pr Philippe PIBAROT,    IUCPQ Québec
-Pr Julien FAVIER,    M2P2 Marseille


Contexte:
Plus de 200 000 remplacements valvulaires aortiques sont effectués chaque année dans le monde [1,2]. Ce traitement a considérablement évolué au cours des 15 dernières années, avec une augmentation importante de l'utilisation des bioprothèses aortiques par rapport aux prothèses mécaniques [3,4]. Cette tendance peut s'expliquer par le vieillissement de la population ciblée, la volonté d'éviter le traitement systématique par anticoagulation après le remplacement valvulaire et l'amélioration de la performance hémodynamique des bioprothèses aortiques.
Plan de thèse
Les missions seront :
-- Utilisation d’un code de simulation fluide-structure permettant de calculer de manière fiable et précise l’hémodynamique associée à un cycle d’ouverture et de fermeture d’une bioprothèse aortique, et de l’hémodynamique résultante dans l’aorte ascendante. Le code complet est disponible et aucun développement numérique de fond n’est prévu dans le cadre de la thèse. La partie fluide correspond au code industriel lattice Botzmann ProLB développé au M2P2 et dont Aix Marseille Université, Renault, Airbus et Safran sont propriétaires.
-- Étude du comportement rhéologique et mécanique des tissus/feuillets de la bioprothèse aortique et de l’aorte, grâce par une approche couplant expérience
(IUCPQ & Laboratoire de Biomécanique Appliquée, Marseille) et modèles numériques associés (M2P2). Les modèles d’hyperélasticité des tissus seront validés grâce aux mesures de déformation réalisées par caméra rapide.
Calculs avec des conditions initiales/conditions de chargement (débits, pressions aortiques…) obtenus au préalable in vitro, sur le simulateur cardiaque (Figure 1).
Les mesures sur le simulateur incluront :
* évaluation 3D du déplacement et de la déformation des feuillets de la valve aortique à partir d'un suivi de particules marquées et une corrélation d’image en utilisant deux cameras rapides (2000 img/sec) synchronisées (Figure 2A)
* évaluation de l’évolution temporelle du champ d’écoulement, des trajectoires fluide et de l’accélération en utilisant la vélocimétrie par images de particules (Figure 2B) – collaboration avec Concordia University, Montreal, CA

Profil du (de la) candidat(e) recherché(e)

Dans le contexte de la cotutelle, le(la) candidat(e) recherché(e) s’engage à des conditions de mobilité évidentes, et à partager son temps entre les deux Universités (dont les durées respectives sont à définir plus tard).
Pour la partie numérique, le candidat aura des connaissances en mécanique des fluides numériques, avec une connaissance à la fois de codes fluides et structure. Une expérience sur les méthodes lattice Boltzmann ou frontières immergées, sur le couplage de codes de simulations dans des contextes multi-physiques constituent des atouts. Bien que le code de simulation soit déjà et opérationnel pour effectuer les calculs envisagés, des développements numériques mineurs sont à envisager pour des directions spécifiques de développement liées aux stratégies de renforcement structurelle des tissus.
Une expérience sur la réalisation d’essais expérimentaux, des compétences de rédaction de protocole, de post-traitement des données, ainsi que d’analyse seront un plus. Une expérience de programmation (python, matlab, …) pour l’analyse des résultats est fortement souhaitée.
Une partie importante de la thèse repose sur la capacité à analyser des résultats dans un contexte interdisciplinaire. Un goût pour les problématiques biomédicales ou avoir déjà travaillé dans le contexte médical sera valorisé.

Pour candidater :
Dossier à envoyer à : Philippe.Pibarot@med.ulaval.ca, Julien.Favier@univ-amu.fr, Loic.Mace@ap-hm.fr, viktoria.stanova@criucpq.ulaval.ca
en joignant un CV détaillé et une lettre de motivation

Date de début de thèse : à partir d’avril 2022
Date limite de candidature : 01/11/2022

Sujet détaillé de la thèse

Plus de détails concernant le contexte, le déroulement, les références bibliographiques...