Soutenance de thèse d’Aurèle Goetz

Analyse de l’impact du mouvement des parois artérielles sur l’écoulement sanguin des anévrismes intracrâniens par simulations d’interaction fluide-structure

Aurèle Goetz a réalisé sa thèse de doctorat au sein de l’équipe CFL, sous la supervision d’Elie Hachem et d’Aurélien Larcher. Il soutient sa thèse de doctorat en spécialité “Mathématiques Numériques, Calcul Intensif et Données” le 3 septembre 2024 devant le jury suivant :

– M. Stéphane AVRIL Ecole nationale supérieure des Mines de Saint-Etienne Rapporteur
– Mme Irene VIGNON-CLEMENTEL Inria Saclay Rapporteure
– M. Elie HACHEM MINES Paris PSL, CEMEF Examinateur
– M. Aurélien LARCHER MINES Paris PSL, CEMEF Examinateur
– Mme Alison MARSDEN Stanford University Examinatrice
– M. Yves CHAU Centre Hospitalier Universitaire de Nice Invité

Résumé :

L’amélioration des modèles de simulation numérique d’anévrismes intracrâniens constitue un objectif de recherche majeur, étant donné leur potentiel à aider les médecins dans leurs prises de décisions cliniques. Ce travail est dédié à la progression de notre compréhension de l’hémodynamique de ces anévrismes, en mettant particulièrement l’accent sur la modélisation de l’interaction complexe entre le flux sanguin intra-sacculaire et la deformation des tissus vasculaires environnants. Pour atteindre cet objectif, une méthode d’interaction fluide-structure basée sur les éléments finis a été développée, couplant la résolution des équations de Navier-Stokes avec un solveur solide hyperélastique. Des tests approfondis sur des cas de référence ont validé l’algorithme proposé, qui a ensuite été appliqué pour étudier en détails la dynamique couplée d’un anévrisme intracrânien idéalisé. Pour aller plus loin, un ensemble de 101 géométries idéalisées d’anévrismes intracrâniens a été généré et chaque cas a été examiné pour mettre en évidence la pertinence des simulations prenant en compte la déformabilité de la paroi artérielle par rapport aux modèles rigides classiquement utilisés. En outre, pour combler le fossé entre la théorie et l’application pratique, une étude de cas de patient illustrant l’impact tangible de l’interaction fluide-structure dans les anévrismes géants est présentée. Un point d’intérêt particulier réside dans la modélisation concomitante de stents flow-diverter avec des parois artérielles déformables, allant au-delà des résultats de recherche existants et soulignant davantage la pertinence et le potentiel de la simulation numérique dans la prédiction de l’efficacité de potentiels traitements.

Hémodynamique d’un anévrisme intracrânien géant simulée par interaction fluide-structure

Mots-clés : anévrisme intracrânien, hémodynamique, interaction fluide-structure, modélisation du tissu vasculaire, méthode éléments finis