Identification en temps-réel de systèmes linéaires à paramètres variants pour applications aux [...]

Identification en temps-réel de systèmes linéaires à paramètres variants pour applications aux transferts thermiques dans les poumons

Université de Bordeaux – Talence, Nouvelle-Aquitaine

Il y a 2 jours de ABG - Association Bernard Gregory

Chirurgie cardiaque, Identification en temps-réel, Modélisation, Modèles non entiers, Modèle Thermique, Poumons, Systèmes linéaires à paramètres variants (LPV)

Descriptif du stage
Contexte
Le contexte du projet est la chirurgie cardiaque. La connaissance du comportement thermique des poumons est cruciale pour les anesthésistes et chirurgiens cardiologues. Lors des opérations de chirurgie cardiaque, la mise en place d'une circulation extracorporelle (CEC) est souvent nécessaire. Une machine cœur-poumon artificiel est alors reliée au système circulatoire du patient. Les fonctions de ces deux organes (cœur et poumons) sont alors assurées par la machine. Cependant, ils se retrouvent exclus de la circulation sanguine et sont privés de sang et d'oxygène pendant toute la durée de l'opération, ce qui entraîne des dommages inévitables pour les tissus de ces organes. Ces dommages sont généralement réversibles chez les patients les plus jeunes, mais peuvent causer des complications importantes chez les patients les plus âgés. Il est néanmoins possible de limiter ces dommages, la solution retenue à l'heure actuelle étant l'hypothermie. L'hypothermie permet de ralentir le métabolisme des cellules pulmonaires et donc de ralentir la progression des dommages.

Objectif
Modélisation et identification en temps-réel de systèmes linéaires à paramètres variants pour applications aux transferts thermiques dans les poumons. Ce sujet est susceptible de se poursuivre en thèse avec le CHU de Bordeaux.
Organisation
D’un point de vue théorique, verrous scientifiques et technologiques, les objectifs sont l’établissement de modèles à compacité paramétrique qui permettent de décrire l'évolution de la température des poumons durant les opérations chirurgicales nécessitant une circulation extracorporelle [Duhé, 2022b].
Le travail comprend deux axes de recherche : l’établissement de modèles complexes (en dynamique et en spatial 2D/3D) avec considération de la conduction thermique multi-entrées, des pertes thermiques, de la perfusion et d’advection et qui permettent de décrire l'évolution de la température des deux poumons lors de l'hypothermie.
Le second axe de recherche consiste à établir des modèles mathématiques à peu de paramètres (ou compacité paramétrique), facilement exploitables en temps réel sous forme de modèles fractionnaires implicites et capables de rendre compte des variations thermiques à l'intérieur du poumon et de leur hétérogénéité durant les opérations de chirurgie cardiaque nécessitant une circulation extracorporelle.

Profil recherché
Niveau : Stage de fin d’études d’école d’ingénieur ou de MASTER 2 (bac +5)
Compétences et connaissances : modélisation des systèmes dynamiques, identification, systèmes non entiers
Outils informatiques : MATLAB, toolbox CRONE

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