Etude numérique du comportement dynamique de microparticules à membrane hyperélastique chargées de liquide et soumises à des sollicitations hémodynamiques et des contraintes vasculaires

Computational study of dynamical behaviour of liquid-filled hyperelastic microparticles flowing under haemodynamical and vascular constraints

• Auteur / Autrice : Imane El jirari
• Direction : Amine Ammar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 07/07/2022
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire LAMPA (Laboratoire Arts et Métiers ParisTech d’Angers) - Laboratoire LAMPA (Laboratoire Arts et Métiers ParisTech d’Angers)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
• Jury : Président / Présidente : Zoubeir Lafhaj
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Amine Ammar, Lalaonirina R. Rakotomanana, Cyrille Allery, Christel Métivier, Adil El Baroudi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lalaonirina R. Rakotomanana, Cyrille Allery

Mots clés

Mots clés contrôlés

Particules (matière)

Génie mécanique

Mots clés libres

Microparticule

Interaction fluide-Structure

Paroie vasculaire

Écoulement sanguin

Modélisation numérique

Microfluidique.

Microparticle

Fluid-Strcuture interaction

Vascular wall

Blood flow

Numerical modelling

Microfluidics

Résumé

Cette thèse est dédiée à l'étude du comportement dynamique de microparticules à membrane hyperélastique chargées d'une substance liquide et soumises à des contraintes hémodynamiques et vasculaires. L’étude qui est basée sur une modélisation numérique suffisamment fidèle aux conditions physiologiques a pour but de combler le manque d’études sur la réponse mécanique de microparticules en écoulement dans des vaisseaux sanguins distensibles (hyperélastiques), en particulier dans une artériole et une artère coronaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse ont contribué à l’étude de l’influence de la distensibilité vasculaire sur le mécanisme de migration latérale dans une artériole ainsi que sur le partitionnement de microparticules soumises à un écoulement pulsatile au niveau d'une bifurcation coronarienne. Le problème instationnaire d'interaction fluide-structure est résolu suivant le formalisme Arbitraire Lagrangien Eulérien.

In this thesis the dynamical behaviour of microparticles made of a thin hyperelastic membrane enclosing a liquid medium and subjected to haemodynamical solicitations is studied by means of physiologically and reasonably realistic numerical modelling. The aim is to fill the gap in studies addressing the mechanical response of microparticles flowing in distensible human blood vessels, particularly in arterioles and coronary arteries. Contributions of the present work include the appraisement of the influence of arteriolar distensibility on the mechanism of lateral migration in arteriole and on microparticles partitioning in a coronary bifurcation under the action of a pulsatile blood flow. Numerous physical quantities of interest are evaluated quantitatively and qualitatively over time. Considering the therapeutic context, the risk of clustering, adhesion to wall and premature burst are assessed. The unsteady fluid structure-interaction problem is solved within the Arbitrary Lagrangian Eulerian framework.