Simulation numérique du mouvement et de la déformation des ...

Conclusions et perspectivesDes cellules ont ensuite été placées dans une réseau périodique de plots. Il a été observéexpérimentalement qu’après un régime transitoire durant lequel les cellules restentbloquées à l’entrée de chaque contraction, leur trajectoire devient périodique etleur entrée dans les contractions se fait beaucoup plus facilement. Pour reproduirenumériquement cette configuration, nous avons dû introduire une légère asymétrie dansla géométrie du système. Sans surprise, les cellules les moins visqueuses se déplacentplus rapidement dans le réseau. De même, la vitesse de déplacement des cellules viscoélastiquesaugmente avec le nombre de Deborah. En revanche, la déformation relative descellules étudiées semble davantage dépendre de leur position dans le réseau que de leurspropriétés physiques intrinsèques. Les cellules entourées d’une membrane ne parviennentpas à entrer dans la première contraction si la contrainte imposée sur l’aire est trop importante.Il a donc fallu augmenter la valeur du paramètre C T et imposer un gradient depression plus important pour permettre à une cellule entourée d’une membrane d’entrerdans le réseau. Celle-ci a alors adopté une forme et une trajectoire plus proches de cellesdes neutrophiles observés expérimentalement que les cellules sans membrane.De manière générale, les rapports de viscosité utilisés dans ce travail sont sous-estimés.Nous avons travaillé avec des rapports de viscosité de l’ordre de 100 alors qu’ils sont 10fois supérieurs pour les cellules THP-1 étudiées expérimentalement. Augmenter davantagela viscosité des cellules aurait été trop contraignant en termes de temps de calcul.Nous avons donc choisi de travailler avec des rapports de viscosité plus faibles et d’estimerles résulats pour les rapports de viscosité réels.Quelques pistes pour la suite...Afin de compléter et de prolonger notre travail, plusieurs pistes peuvent être suivies.Dans ce qui suit nous distinguerons trois catégories de prolongements : ceux quiconcernent directement la dynamique des cellules, ceux qui concernent d’autres champsd’applications mais sont rendus possibles par les extensions réalisées dans le code decalcul au cours de ce travail, et enfin les améliorations qu’il serait souhaitable d’apporterà ce code pour en accroître l’efficacité dans le contexte de la simulation d’écoulementscellulaires.Concernant donc la dynamique des cellules proprement dite, on peut bien sûr en particulierexplorer leur comportement dans d’autres conditions d’écoulement, en étudiantpar exemple le retour d’une cellule dans son état de repos après qu’elle a été fortementdéformée par son passage dans une contraction. C’est ce type d’expérience numériquequ’il faut mener si l’on souhaite mettre en évidence les irréversibilités induites par lesgrandes déformations des cellules, voire l’endommagement qu’elles peuvent subir àlatraversée d’une restriction.De façon plus ambitieuse, il va dans le futur être nécessaire pour plusieurs raisons d’effectuerdes simulations numériques tridimensionnelles. D’une part, ceci devrait permettrede représenter les déformations des cellules de manière plus réaliste. En effet, lors del’entrée ou même du passage d’une cellule dans une contraction, l’épaisseur du film interstitielobtenue dans les calculs bidimensionnels est trop importante. Si la troisièmedirection est prise en compte, on peut espérer que la présence de coins remplis de fluideexterne va permettre à celui-ci de s’écouler plus facilement, libérant ainsi de l’espaceautour de la cellule et réduisant de ce fait l’épaisseur du film intersticiel. D’autre part,111