Missions

L'objectif est de modéliser numériquement la sonication de microcapsules circulant dans un microvaisseau et de prendre en compte la rupture de la membrane de la capsule lorsqu'elle est soumise à des forces ultrasonores. Le/la candidat(e) participera au développement d'un code numérique lattice Boltzmann pour modéliser la sonication des capsules en écoulement et la rupture ultérieure de la membrane de la capsule. La méthode numérique développée sera utilisée pour étudier la rupture de la capsule en fonction des propriétés élastiques de la membrane, de l'énergie de stimulation ultrasonique et de la force de l’écoulement, et pour déterminer la quantité de médicament diffusée dans les tissus environnants. Une comparaison avec les résultats expérimentaux sera effectuée pour améliorer les modèles et contribuer à expliquer les phénomènes observés.

Activités

- Apprentissage des bases de la méthode de lattice Boltzmann, de la méthode des frontières immergées et de la méthode des éléments finis. Familiarisation avec les codes informatiques internes « lbm3d » et « Caps3D ».
- Conception d’un solveur écoulement-stimulation ultrasonore et implémentation des conditions aux limites nécessaires au calcul des écoulements induits par les ultrasons.
- Réalisation des tests de validation, de convergence et de benchmarking du code nouvellement développé.
- Couplage du solveur ultrasons-flux avec Caps3D
- Étude de l'événement de rupture de la capsule et de la libération du médicament par la capsule.
- Détermination du taux d'absorption par la paroi vasculaire et les tissus environnants.

Compétences

- Nous recherchons des candidats hautement motivés, dynamiques et rigoureux, qui seront pleinement impliqués dans le projet et désireux de travailler sur un sujet de recherche aux interfaces entre disciplines scientifiques.
- Compétences techniques : solide expérience en calcul scientifique, en mécanique numérique et/ou en mathématiques appliquées avec un intérêt pour la physique.
- Intérêt pour les sujets de recherche aux interfaces entre disciplines scientifiques
- Autres compétences : gestion de projet, très bonne maîtrise de l'anglais, qualités didactiques et de communication (rédactionnelle et orale), capacité d'adaptation et d'anticipation, travail en équipe.

Contexte de travail

- Le recrutement s'inscrit dans le cadre du projet ANR « UC-DC », qui explore la sonication de capsules déformables à noyau liquide de taille micrométrique pour transporter et délivrer efficacement du matériel actif, en mettant l'accent principalement sur la diffusion du médicament dans les tissus entourant le vaisseau sang, où se trouvent les capsules.

- La personne recrutée fera partie de l'équipe de recherche « Interactions Fluides-Structures Biologiques » (environ 20 personnes) du laboratoire Biomécanique et Bio-ingénierie (BMBI). Elle est spécialisée dans l'étude de l'hémodynamique, de l'échelle de la microcirculation aux grands vaisseaux, avec un focus sur les applications thérapeutiques. Elle combine des approches numériques et expérimentales avancées, ce qui lui permet de traduire les résultats théoriques en applications pratiques, telles que la caractérisation mécanique des microcapsules.

- La personne recrutée sera supervisée par Anne-Virginie Salsac (Directrice de Recherches CNRS - site web: http://www.utc.fr/~salsacan/) et Badr Kaoui (Chargé de Recherches CNRS – site web : https://sites.google.com/site/bkaoui/)

Contraintes et risques

Néant