Les effets de l'écoulement pulsé sur la déformation et la perméabilité membranaire d'une microcapsule par une approche interaction fluide-structure.

par Imane El Jirari

Projet de thèse en Génie énergétique

Sous la direction de Amine Ammar et de Adil Elbaroudi.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM , dans le cadre de SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur , en partenariat avec LAMPA - Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    La microencapsulation consiste à enfermer un produit, solide ou liquide à l'intérieur d'une membrane. L'intérêt des microcapsules est qu'elles permettent d'isoler leur contenu du milieu extérieur, à l'aide d'une membrane afin de maîtriser sa libération dans un environnement ciblé. Pour ce travail de thèse, nous nous intéressons particulièrement aux vésicules utilisées dans le domaine de la santé pour transporter une quantité de médicament qui se libérera lentement dans l'organisme.Le principal objectif des travaux scientifiques menés dans le cadre de cette thèse est l'étude des effets de l'écoulement pulsé sur la perméabilité membranaire d'une microcapsule chargée d'un principe actif et injectée par cathétérisme artérielle, par une approche interaction fluide -structure. La modélisation multiphysique du problème consistera en un couplage fluide- poroélastique-transfert de masse, l'interaction paroi membranaire-principe actif sera spécialement étudiée, en fonction des caractéristiques physiques du produit diffusant et des propriétés physiques de la membrane.On s'intéressera tout d'abord à l'évolution transitoire des phénomènes de diffusion afin de permettre le contrôle du temps de relargage du principe actif en fonction des interactions hydrodynamiques de la microcapsule avec les microvaisseaux sanguins. On étudiera ensuite la déformation de la microcapsule sous l'effet de l'écoulement sanguin pulsé. Une attention particulière sera portée à la rupture de la membrane de la microcapsule par propagation d'une fissure préalablement effectuée sur cette dernière afin de faciliter le relargage du principe actif. On s'intéressera également au cas d'un fluide porteur non-newtonien.

  • Titre traduit

    Pulsed flow effects on the membrane deformation and permeability of a microcapsule in fluid-structure interaction approach


  • Résumé

    Microencapsulation consists of enclosing a product, solid or liquid inside a membrane. The interest of microcapsules is that they allow to isolate their content from the outer environment, using a membrane to control its release in a targeted environment. For this thesis work, we are particularly interested in the vesicles used in the field of health to transport a drug that will be released slowly in the body.Using a fluid- structure interaction approach, the main objective of this thesis is studying the effects of the pulsed flow on the membrane permeability of a microcapsule charged with an active ingredient and injected by arterial catheterization.The multiphysical modeling of the problem will consist of a fluid-poroelastic-mass transfer coupling, the interaction between membrane wall and the active ingredient will be specially studied, according to the physical characteristics of the diffusing product and the physical properties of the membrane.Firstly, the transient evolution of diffusion phenomena will be studied to allow the control of the release time of the active ingredient as a function of the hydrodynamic interactions of the microcapsule with the blood microvessels. Then, the deformation of the microcapsule under the pulsed flow will be investigated. Special attention will be paid to the rupture of the membrane by propagation of a crack previously made on the latter to facilitate the release of the active ingredient. The non-Newtonian behavior of the carrier fluid will be taken into account.