Le battement ciliaire est un phénomène omniprésent dans la nature. En effet de nombreuses cellules du vivant sont ciliées, c’est-à-dire qu’elles sont pourvues de structures allongées flexibles et animées d’un mouvement de battement, capable de générer de la propulsion (nage de micro-organisme) ou de transporter du fluide (mucus bronchique ou nutriments dans le liquide céphalo-rachidien).
Dans le cas de la clairance mucociliaire, un dysfonctionnement des cils ou un mucus trop visqueux peuvent entrainer de sévères complications médicales (asthme et mucoviscidose par exemple). L’étude de l’interaction hydromécanique entre les cils et le mucus devient alors de première importance pour une meilleure compréhension de ces pathologies. Notamment, l’émergence d’une onde métachronale à la surface de la couche ciliaire et son influence sur le transport du mucus par les cils est un sujet d’étude particulièrement intéressant.
L’outil de simulation numérique est un code existant 3D diphasique basé sur la méthode Lattice Boltzmann pour modéliser les différents composants fluides (mucus et couche périciliaire), couplée à une méthode de frontières immergées pour la modélisation des cils. Plusieurs pistes pourront être explorées : optimisation ou parallélisation de morceaux de code, mécanismes de génération d’ondes métachronales, influence du caractère non Newtonien du mucus, etc. Des interactions avec des biologistes et pneumologues (INSERM-CINAM) auront lieu au cours du projet.
Lieu de travail : Laboratoire M2P2, Centrale Marseille, site de Château Gombert (www.m2p2.fr)
Contact :
Julien Favier Julien.Favier@univ-amu.fr
Umberto d’Ortona Umberto.d-ortona@univ-amu.fr
