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Séminaires MSC
"Matière et Systèmes Complexes"

                      
Lundi 12 décembre 2005 à 11h30
Tour 33, couloir 33-43, 2ème étage, salle de réunion

Benjamin Mauroy

(MSC; Jussieu)

Modélisation du poumon : quelques aspects numériques et théoriques

Le poumon a une structure arborescente dichotomique formée de vingt-trois générations. Les dix-sept premières générations ont pour vocation de conduire l'air du milieu ambiant vers les acinus, où ont lieu les échanges air/sang. Dans le cadre d’un poumon au repos, l’arbre bronchique a été partiellement modélisé grâce à un découpage en trois régions.
Dans les premières générations, des simulations numériques des équations de Navier-Stokes en régimes stationnaire et non stationnaire ont été effectuées. Ces simulations ont permis de mieux comprendre l'influence de la disposition géométrique des bronches sur la répartition des flux. Il a aussi été montré que les hydrodynamiques inspiratoire et expiratoire sont très différentes.
Entre les septième et dix-septième générations, nous avons montré qu'il existait dans la structure géométrique du poumon une marge de sécurité le rendant sous-optimal. Cette marge permet de disposer d’une résistance moins sensible aux variations géométriques.
Enfin, dans les dernières générations (les acini), l'oxygène se déplace par l'action combinée de la convection et de la diffusion (présente grâce à un gradient d'oxygène entre l'entrée et le fond de l'acinus). La zone de transition entre ces deux phénomènes a été étudiée par simulation numérique directe 2D des équations de Stokes en domaine variable.