Post-doctorant/e - Fire & Bronchoclogdrain H/F

Description des missions

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.

Profil recherché

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.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.Université Côte d’Azur est un grand Établissement Public à Caractère Scientifique Culturel et Professionnel dont les missions fondamentales sont la Formation des étudiantes et des étudiants et des professionnelles et professionnels, une Recherche d’excellence et une Innovation au service de tous et toutes. Depuis le 1er janvier 2020, cet établissement public expérimental vise à développer le modèle du 21ème siècle pour les universités françaises, basé sur de nouvelles interactions entre les disciplines (pluridisciplinarité et transdisciplinarité), avec une volonté de dynamique collective articulant Formation-Recherche-Innovation, ainsi que de solides partenariats locaux, nationaux et internationaux avec les secteurs public et privé. 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.).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.Lauréate depuis 2016 de l’Initiative d’Excellence (IDEX) avec « UCA Jedi », du projet 3IA (institut interdisciplinaire pour l’intelligence artificielle) en 2019, d’un projet d’écoles universitaires de recherche (EUR), Université Côte d’Azur est engagée dans une trajectoire de transformation et d’excellence, qui vise à lui donner le rang d’une grande université intensive en recherche à la fois ancrée dans son territoire et tournée vers l’international. Université Côte d’Azur emploie directement plus de 3 000 personnels et accueille chaque année une population de plus de 30 000 étudiantes et étudiants.