Thème - Technologies Cardiovasculaires et Ecoulements Sanguins

Trois axes de recherche sont retenus pour ce thème :

Axe 1 : Hémodynamique et technologies cardiovasculaires

Les écoulements sanguins sont des écoulements oscillatoires, à débits moyens non-nuls, dans des régimes d'écoulement intermédiaires (nombre de Reynolds de l'ordre de quelques centaines à quelques milliers), et dans un environnement complexe (fluide non Newtonien, parois déformables, conditions aux limites complexes). Bien que nécessaire à la recherche médicale, la modélisation de tels écoulements est peu pratiquée et encore restrictive. Les systèmes artériels et veineux n'ont pas qu'un rôle d'irrigation des tissus, leur caractère pulsatile est aussi impliqué dans des processus des fonctions biologiques (formation de la plaque d'athérome, cicatrisation, maladies cardiovasculaires). Les propriétés du sang et sa dynamique sont supposées jouer un rôle important dans la libération des principes actifs et le développement cellulaire autour des stents, ces tubes métalliques glissés dans les artères pour traiter les rétrécissements (Sténose). Les principes actifs (médicaments) contenus dans les "stents imprégnés" ont pour but de lutter contre la reformation de la sténose par prolifération excessive locale des cellules de l'artère ou par coagulation brutale du sang au contact du stent.

Cet axe de recherche a pour but d'approfondir la compréhension fondamentale de ces sujets pour in fine développer et innover dans le domaine des dispositifs médicaux associés. Nos actions de recherche s'appuient sur une combinaison d'approches numériques et expérimentales, qui permettent d'étudier de re-créer ces écoulements Ex-vivo.

Axe 2 : Modélisation et analyse des écoulements et transition de phases dans les
procédés de fabrication

Dans ce thème nous traiterons des écoulements multi-espèces dans les procédés de fabrication ainsi que de leur interaction avec le milieu environnant que ça soit thermiques et/ou mécaniques. Cet axe de recherche évolue et avance à travers ses applications qui sont à la fois complexes et multidisciplinaires.

Les actions de recherche que nous menons dans le cadre de cet axe concernent essentiellement :

• Le rotomoulage : rhéologie des polymères - analyse expérimentale et numérique des écoulements  
• La coulée de métaux légers en fonderie basse pression : modélisation et approche data driven pour l'optimisation du procédé.
• La fabrication additive par dépôt de fil polymère : analyse rhéologique et thermique du procédé en vue de son optimisation.

Axe 3 : Interfaces et transports

Cet axe de recherche s'intéresse aux écoulements, incompressibles ou compressibles, faisant intervenir plusieurs continuums, et plus particulièrement à l'étude et à la modélisation des leurs interactions. Ces interactions peuvent être d'ordre thermiques ou mécaniques.

Dans le contexte des interactions fluide-fluide dans un premiers temps, on s'intéresse aux problèmes d'interfaces pour les écoulements à phase séparée. Avec une composante numérique dominante, ces actions de recherche visent à développer des outils numériques robustes, précis, et anti-diffusifs pour améliorer la simulation de ces écoulements, ainsi que la compréhension des phénomènes physiques inhérents.

Dans un deuxième temps, en ce qui concerne les interactions fluide-solide, les problématiques associées au transport solide ainsi qu'aux interactions fluide structure sont considérées à la fois pour des solides rigides aussi bien que pour des solides déformables. L'accent est alors mis sur, d'une part, la combinaison d'études expérimentales et numériques, et sur d'autre part, une approche multi-échelles qui permet d'alimenter une modélisation plus générale, notamment pour les phénomènes de transport.

Les modèles numériques développées dans ce 3ème axe ont pour vocation d'alimenter les études menées au sein des deux premiers axes de recherche.