Kiran ACHARYA soutiendra sa thèse intitulée “Détection de pression et transport de fluides dans des canaux souples inspirés du système lymphatique” le lundi 24 août 2026 à 10h00 dans la salle Pierre Cotton de l’Institut Fresnel, campus St. Jérôme à Marseille.
La présentation et les slides seront en anglais “Pressure Sensing and Fluid Transport in Lymphatic-Inspired Compliant Channels”.
Suivi en visioconférence : lien à venir.
Composition du Jury :
– Cécile BARON, IRPHE, CNRS, Marseille, Présidente
– Baptiste DARBOIS-TEXIER, Laboratoire FAST, CNRS, Orsay, Examinateur
– Gaëlle RECHER, LP2N, CNRS, Bordeaux, Rapporteure
– Stéphane DORBOLO, CESAM, FNRS, Université de Liège, Rapporteur
– Serge MONNERET, Institut Fresnel, CNRS, Marseille, Directeur de thèse
– Martin BRANDENBOURGER, IRPHE, CNRS, Marseille, Co-directeur de thèse
– Thomas CHAIGNE, Institut Fresnel, CNRS, Marseille, Invité
Résumé : Les vaisseaux lymphatiques collectent la lymphe et la transportent à l’encontre de gradients de pression défavorables à travers une série de segments contractiles, appelés lymphangions, chacun délimité par une paire de valves passives. Le dysfonctionnement de ces valves entraîne des maladies pour lesquelles les traitements actuels sont principalement palliatifs et ne s’attaquent pas à la cause sous-jacente. Malgré son importance clinique, la mécanique des fluides du transport lymphatique à l’échelle des vaisseaux reste mal caractérisée, car ce système est robuste dans son fonctionnement et tombe rarement en panne, ce qui lui vaut beaucoup moins d’attention que le système circulatoire sanguin. De plus, l’accès aux vaisseaux in vivo est également difficile, car ils sont enfouis et difficiles à visualiser en raison de la diffusion tissulaire. Cette thèse comble des lacunes majeures dans la compréhension du fonctionnement de ces lymphangions et les étudie à l’aide de systèmes modèles bio-inspirés fabriqués à partir de matériaux polymères. L’interférométrie à décalage quadrilatéral (QLSI) est utilisée pour déduire la pression à l’intérieur d’un microcanal cylindrique en PDMS à partir de mesures optiques de la déformation des parois. En appliquant des pressions internes, cette technique permet de déterminer simultanément le diamètre extérieur et le contraste d’indice de réfraction du canal à partir d’une seule image. La déformation mesurée est décrite analytiquement par un modèle néo-hookéen pour un cylindre à paroi épaisse et confirmée numériquement par une simulation par éléments finis. Les trois approches sont en bon accord, ce qui établit la QLSI comme un capteur de pression quantitatif et non invasif pour les microcanaux microfluidiques flexibles. La technique permet en outre de résoudre la réponse transitoire des parois à des paliers de pression avec une précision submicronique et une résolution temporelle de 0,5 s. Les expériences impliquant des valves sont menées dans des canaux de dimensions millimétriques en raison des limitations de fabrication. Un réseau de feuilles de polymère souples à l’intérieur d’un canal rigide produit une asymétrie d’écoulement qui augmente avec la densité des feuilles et est bien décrite par une relation quadratique pression-débit. Un canal flexible en PDMS présentant la même géométrie de feuilles, soumis à une compression externe cyclique, génère un transport net unidirectionnel soutenu. Cette unité a ensuite été étendue à 3 et 5 unités. Une fois normalisé par le volume imposé et représenté graphiquement en fonction du nombre viscoélastique — un rapport entre la traînée visqueuse et la force de rappel élastique des feuilles —, le transport de fluide présente un optimum clair pour toutes les longueurs de canal, en accord avec des simulations numériques bidimensionnelles. Ce travail démontre que les mesures de phase optique dans des microcanaux flexibles peuvent servir de diagnostic quantitatif de la pression, et que les réseaux collectifs de feuilles flexibles soumis à une compression cyclique reproduisent les caractéristiques essentielles du pompage lymphatique. Ensemble, ces deux contributions font progresser une orientation commune, à savoir le développement de systèmes modèles expérimentaux pour l’étude de la mécanique du transport du fluide lymphatique.
