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4 Mai 2011

L'exploration fonctionnelle respiratoire : comment calculer l'interaction fluide-structure dans la totalité de l'arbre trachéobronchique ?

ParisTech

L'évaluation des performances ventilatoires du système pulmonaire s'opère via une série de tests que l'on regroupe sous le vocable "d'exploration fonctionnelle respiratoire" (EFR). Or, dans le poumon humain, le système d'accès aux unités chargées de l'échange gazeux entre l'air et le sang (les acinus) est un arbre dichotomique d'environ 15 générations : l'arbre trachéobronchique. Au cours de l'expiration, l'interaction fluide-structure au sein de cet arbre peut en modifier profondément la géométrie et donc le flux global le traversant. La compréhension des résultats d'EFR nécessite donc de pouvoir reproduire cette interaction dans l'intégralité de ce système composé d'environ 30 000 branches toutes différentes, une tâche apparemment insurmontable. Nous montrerons que l'on peut en fait modéliser l'écoulement global dans l'arbre compliant complet et le simuler de façon à reproduire les résultats d'EFR. Nous explorerons l'influence de la morphologie de l'arbre sur la nature de sa réponse, et nous examinerons les conséquences de pathologie éventuelles, modélisées par des modifications soit de la morphologie, soit des propriétés locales de compliance.