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

RésuméRésuméLa faible déformabilité et l’accumulation des neutrophiles (globules blancs) dansles capillaires pulmonaires peuvent entraîner des syndromes de détresse respiratoire.Nous étudions le comportement des neutrophiles grâce àuncodenumérique diphasiquede type Volume Of Fluid dans différentes configurations confinées. Les cellulessont représentées successivement par quatre modèles différents : dans un premier temps,nous les modélisons par un fluide newtonien caractérisé par sa viscosité et sa tensionde surface. Le noyau très visqueux qu’elles contiennent est pris en compte dans un secondtemps sous forme d’un solide non-déformable grâce à une méthode de frontièresimmergées. Puis les effets élastiques sont considérés en modélisant le cytoplasme de lacellule par un fluide visco-élastique d’Oldroyd-B. Enfin, une membrane élastique est introduiteautour du cytoplasme afin de séparer le mouvement du cytoplasme de celui duplasma. Nous examinons le comportement des cellules ainsi modélisées dans trois configurations: une géométrie de canaux en croix générant en son centre des écoulementslinéaires, comme le dispositif des rouleaux de Taylor, une contraction isolée et un réseaupériodique dans lequel la cellule traverse plusieurs contractions successives. Alors que lapremière configuration permet de placer les cellules dans des écoulements de déformationou de cisaillement pur, les deux autres géométries se rapprochent davantage des configurationsréelles. Les résultats mettent en évidence les différences de comportement dela cellule selon le modèle choisi. L’introduction d’un fluide visco-élastique diminue laviscosité effective des cellules et facilite ainsi leurs déformations et leur entrée dans lescontractions géométriques. La membrane en revanche modifie de manière notable laforme des cellules et diminue leurs déformations.Mots clés : dynamique des fluides, simulation numérique, écoulements diphasiques,membrane, visco-élasticité, neutrophiles.5