Post-Doctorant·e - Fire & Bronchoclogdrain H/F - Université Côte d'Azur

Le projet portera sur les conséquences de la modification des propriétés biomécaniques des poumons humains sur les écoulements d'air et leur interaction avec le mucus, plus particulièrement pendant la toux (conditions d'écoulements d'air à grande nombre de Reynolds). Le·la postdoctorant·e étudiera la distribution des flux d'air dans les bronches d'un modèle patient-dépendant du poumon déjà développé au LJAD, ainsi que la dynamique des interfaces air-mucus dans les branches de ce modèle. En particulier, nous nous intéresserons à l'impact des propriétés mécaniques du poumon, de la géométrie des voies aériennes et des principales caractéristiques rhéologiques du mucus, telles que la contrainte seuil, la viscosité et l'élasticité. Des modèles simplifiés du mucus seront utilisés pour explorer l'influence de ses caractéristiques clés, en le représentant typiquement comme un fluide de Bingham-élastique ou un fluide de Herschel-Bulkley.

L'étude numérique sera réalisée avec FreeFem++ (biomécanique du poumon) et OpenFOAM (écoulement à haut régime, toux). FreeFem++ est un logiciel libre permettant de développer des études numériques en éléments finis. OpenFOAM est un logiciel libre de calcul numérique par volumes finis, orienté fluides (CFD) et permettant de simuler la turbulence, les bi-fluides et les fluides non newtoniens. D'autres logiciels équivalents connus du/de la candidat·e pourront également être utilisés si appropriés.

Concernant la biomécanique des poumons, le·la postdoctorant·e cherchera à estimer, grâce au code numérique FreeFem++ développé au LJAD, la distribution des flux d'air dans le poumon pour un ensemble de scénarios de rigidification des tissus mimant les effets de la fibrose pulmonaire. Ces calculs formeront une base pour nourrir des simulations plus détaillées des interactions air-mucus dans les bronches. En s'appuyant sur des simulations préliminaires développées au LJAD avec OpenFOAM, le·la postdoctorant·e mènera des analyses dimensionnelles des équations non linéaires du système afin d'identifier les paramètres physiques pertinents. Puis de nouvelles séries de simulations numériques seront mises en place afin d'identifier les paramètres adimensionnels pertinents et de caractériser les interactions air-mucus dans différentes géométries de voies aériennes (par ex. cylindres, bifurcations bronchiques, etc.).

Profil du candidat:

Un/e chercheur/euse sen mathématiques appliquées, physique, mécanique ou sciences de l'ingénieur avec un intérêt pour la recherche interdisciplinaire appliquée à la biologie et la santé.

Nous recherchons une personne aimant travailler en équipe avec des compétences en modélisation mathématique et numérique des milieux continus, plus particulièrement pour la mécanique, mécanique des fluides et/ou fluides non newtoniens. Une connaissance des méthodes numériques courantes et une expérience en calcul scientifique sont attendues.

En particulier, des compétences en modélisation mathématique et calcul scientifique dans un ou plusieurs des domaines suivants seront appréciées :

-Biomécanique
-Écoulements bi-fluide
-Fluides compressibles et incompressibles
-Turbulence
-Logiciel de résolution d'équation aux dérivées partielles : FreeFem++ et OpenFOAM.

Une expérience ou un fort intérêt pour les applications en biologie ou en physiologie sera particulièrement valorisée.

Des compétences concernant la rédaction d'articles scientifiques en Anglais, la préparation et la présentation d'exposés en Anglais à des workshop, congrès scientifiques ou conférences sont indispensables.

Un intérêt pour la diffusion scientifique et la vulgarisation sera appréciée.