Contribution à l'étude de l'écoulement de l'air dans les fosses nasales humaines

par Laurent Mougey

Thèse de doctorat en Mécanique de fluides

Sous la direction de Jean-Yves Champagne.


  • Résumé

    L'étude présentée vise à comprendre les mécanismes régissant l'écoulement dans les fosses nasales et 1' incidence de certaines modifications de type opératoire (ablation totale ou partielle d'un cornet). Dans un premier chapitre, 1' étude a permis de visualiser la répartition du flux au sein d'une maquette de fosse nasale à l'échelle 10 puis de mesurer par Vélocimétrie Laser Doppler (VLD) les vitesses en divers points. Trois séries d'expérimentations ont été réalisées: la première en faible débit inspiratoire (0,2 l/s). La seconde en débit normal (0,6 l/s) et la troisième en débit forcé (1 l/s). Dans un deuxième chapitre, les résultats obtenus sur maquette sont utilisés pour valider un modèle numérique d'écoulement dans les fosses nasales, en utilisant un modèle de champ basé sur la résolution des équations de la mécanique des fluides par la méthode des volumes finis (logiciel FLUENT). Le volume de la fosse nasale est reconstitué en 3D puis la simulation numérique est effectuée sur un maillage volumique construit à partir du maillage surfacique. Les calculs ont été menés d'une part dans le cas d'un sujet sain avec un débit constant (cas stationnaire), en régime laminaire, lors d'une phase d'inspiration puis d'expiration, d'autre part dans le cas d'une ablation totale du cornet inférieur. Les résultats numériques et expérimentaux concordent de manière satisfaisante et prédisent correctement la répartition des flux clans la cavité nasale ainsi que l'apparition d'une zone de recirculation au niveau de la zone olfactive. En outre, dans le cas d'une turbinectomie sur le cornet inférieur on met en évidence 1' absence de flux irriguant la zone olfactive phénomène venant confirmer les observations médicales.

  • Titre traduit

    = Contribution at the study of the air flow in the human nasal cavity


  • Résumé

    The study presented aims at understanding the mechanisms governing the flow in the nasal cavity and the incidence of certain modifications of the operational type (ablation total or partial of a horn). In a first chapter, the study made it possible to visualize the distribution of flow within a mode! of nasal cavity on scale 10, then to measure by laser velocimetry speeds in various points. Three series of experiments were carried out: the first in low inspiratory flow (0,2 l/s), the second in normal flow (0,6 l/s) and the third in forced flow (1 l/s). In a second chapter, the results obtained on mode! are used to validate a numerica1 model of flow in the nasal cavity by using a model of field based on the resolution of the equations of the fluid mechanics by the method of finite volumes (software FLUENT). The volume of the nasal cavity is reconstituted in 3D then the digital simulation is carried out on a voluminal grid built starting from the surface grid. Calculations were carried out on the one hand in the case of a healthy subject with a constant flow (stationary case), in streamline flow~ at the time of a phase of inspiration then of expiry on the other band in the case of a total ablation of the lower horn. The numerical and experimental results, agree satisfactorily and correctly predict the distribution of flows in the nasal cavity as well as the appearance of a zone of recirculation on the level of the olfactive zone. Moreover, in the case of a turbinectomy on the lower horn one highlights the absence of flow irrigating the olfactive zone phenomenon coming to confirm the medical observations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (144 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.p.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2414)
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