sujet stage Seyssiecq-Poncet

Stage de Master 2
Simulation de l’écoulement d’air dans le système respiratoire humain
Laboratoire d’accueil: M2P2 UMR 7340 CNRS – Aix-Marseille Université – Ecole Centrale
Co-encadrants: J. Favier, S. Poncet & I. Seyssiecq
Dans le cadre des projets SIMEOX et MUCIL, financés par Physio-Assist, nous recherchons un étudiant de
Master 2 pour simuler le cycle respiratoire dans le système respiratoire humain pour étudier des cas de patients
souffrant de mucoviscidose (hyperviscosité du mucus). La société Physio-Assist a développé un appareil d’aide à
l’expectoration du mucus, appelé SIMEOX. Cet appareil produit des dépressions mécaniques successives avec
une amplitude A et une fréquence f données durant la phase d’expiration. La fréquence optimale est de l’ordre de
10 – 15 Hz d’après un rapport INSERM, alors que l’amplitude maximum dépend fortement de la tolérance du
patient et est de l’ordre de A=30 mbar.
Le système pulmonaire est constitué d’une succession de 23 branches asymétriques pour un total d’environ 108
ramifications (Finlay, 2004). Les puissances de calcul actuelles ne permettent pas de simuler plus de 5 ou 6
générations (Longest and Vinchurkar, 2007). Cependant, si on considère une simple trajectoire du nez jusqu’aux
sacs alvéolaires, Nowak et al. (2003) ont réussi à simuler le système entier. L’approche par bloc, qui consiste à
diviser le système respiratoire en différents sous-problèmes puis à résoudre successivement chaque bloc, a été
utilisée avec succès par Alexopoulos et al. (2010). Le principal avantage est que l’écoulement dans la section de
sortie d’un bloc sert de conditions d’entrée pour le bloc suivant. Le but est d’évaluer la perte de charge à travers le
système respiratoire avec ou sans utilisation du SIMEOX. D’autres calculs incluant également la couche de mucus
sont envisagés suivant l’état d’avancement du stage.
Suivant la volonté et les aptitudes du candidat recruté, des expériences sur le transport du mucus par le SIMEOX
sont envisagées. Le mucus est un fluide non-newtonien complexe possédant des propriétés de thixotropie et de
rhéo-fluidifiance. Le but est de quantifier la chute de viscosité après utilisation du SIMEOX et de la relier au
transport du mucus dans un simple tube. La loi constitutive pour la contrainte de cisaillement sera utilisée comme
donnée d’entrée dans les simulations de l’interaction air/mucus.
Ce stage se déroulera dans un environnement de travail où se côtoient des chercheurs en mécanique des fluides,
des médecins, des physiciens, des biologistes et une entreprise. Vous devez avoir de bonnes connaissances en
mécanique des fluides et une expérience en simulations numériques. La rémunération nette est de 436.05 euros
net par mois. La durée du stage est de 5 à 6 mois avec une date de début à votre convenance entre février et avril
2014. Pour postuler, merci d’envoyer un CV détaillé, vos notes de Master (et une ou des lettres de
recommandation si possible) dès que possible à :
Sébastien Poncet ([e-mail] , Tel. [phone] / Fax [phone])
Laboratoire M2P2 UMR 7340, Aix-Marseille Université, CNRS, Ecole Centrale de Marseille
IMT la Jetée, 38 rue F. Joliot-Curie, Technopôle Château-Gombert, 13451 Marseille, cédex 20, France
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