Numerical simulation of fluid-structure interaction in venous valves

Simulation numérique de l'interaction fluide-structure dans les valves veineuses Cette thèse porte sur l’étude de la dynamique des valves veineuses et de l’hémodynamique associée dans les veines profondes des membres inférieurs. Elle présente l’anatomie et de la physiologie des valves veineuses, suivie d’une revue des travaux numériques existants sur les valves veineuses. L’objectif principal est de mieux comprendre l'hémodynamique des valves veineuses, ainsi que leurs implications potentielles dans les maladies telles que la thrombose veineuse profonde.La recherche se base sur l’hypothèse d’une réserve de surface, qui propose que l’ouverture de la valve résulte principalement de la courbure tridimensionnelle des feuillets et non d’un étirement important des tissus. Pour tester cette hypothèse, un modèle géométrique de valve veineuse fémorale a été développé. Ce modèle a été utilisé pour réaliser une analyse structurale complète des feuillets de la valve, en étudiant leur déformation sous l’effet de différentes charges mécaniques.Les simulations numériques d’interaction fluide-structure (FSI) ont ensuite été réalisées pour reproduire les conditions de flux sanguin dans la pompe respiratoire, lorsque le patient est en position allongée. Les résultats montrent que la sensibilité de la valve à la pression permet une ouverture avec une perte de pression faible, assurant un bon retour veineux. Cependant, les structures complexes de l’écoulement sanguin, notamment des zones de recirculation et la réorientation du flux à l’aval de la valve, révèlent des défis dans l’efficacité du drainage, surtout en ce qui concerne les mouvements limités des particules dans la base des sinus.La thèse souligne également les limitations des modèles existants basés sur l’ouverture par étirement des feuillets et propose un modèle alternatif basé sur l’ouverture par réserve de surface. Les travaux ont permis de mieux caractériser la dynamique des valves veineuses et d’expliquer certaines des observations cliniques concernant l’efficacité de l’ouverture et de la fermeture des valves.En conclusion, cette thèse propose une nouvelle approche pour modéliser les valves veineuses en tenant compte de la géométrie tridimensionnelle et de la dynamique réelle des feuillets. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives pour améliorer la conception des prothèses valvulaires veineuses et comprendre les mécanismes impliqués dans les pathologies veineuses, tout en identifiant les aspects nécessitant des études complémentaires, comme l’influence des conditions d’écoulement ou de la géométrie des veines.