Modélisation Biomécanique: Micro/Nano Manipulation

L'objectif fondamental de cette étude est de développer et de mettre en œuvre un outil interactif de simulation des techniques de micromanipulation biologiques de cellules. Au moyen de cet outil, l'opérateur pourra se former, s'entraîner et améliorer sa maîtrise en développant une gestuelle proche de celle exécutée en réalité. La conception d'un tel environnement de simulation en temps-réel nécessite de trouver un compromis entre le réalisme des modèles de comportement biomécanique utilisés, la précision et la stabilité des algorithmes des méthodes de résolution et de rendu haptique utilisées ainsi que la vitesse de calcul. La modélisation mécanique retenue repose sur l'utilisation du modèle hyperélastique de St Venant-Kirchhoff et une formulation dynamique explicite éléments-finis du type masses-tenseurs. Le bien-fondé de cette modélisation est vérifié sur des essais de microindentation par Microscopie à Force Atomique (AFM) de cellules souches embryonnaires de souris et de microinjection d'ovocytes. Le simulateur que nous avons développé pendant cette étude est dédié à la simulation interactive pour l'aide à l'apprentissage du geste de microinjection et de nanoindentation.