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Simulation numérique de l’interaction nano-objets/membranes polymères

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Simulation numérique de l’interaction nano-objets/membranes polymères

 

 

Le sujet proposé s’inscrit dans le contexte scientifique et sociétal de la santé du futur et plus précisément de la lutte contre le cancer. Il s’agit de participer à l’effort visant à mieux comprendre les mécanismes à l’origine de la pénétration de médicaments dans des cellules cancéreuses et à déterminer les paramètres permettant d’optimiser ce mode de traitement. Dans ce projet il s'agit de simuler les déformations mutuelles résultant de la rencontre (choc) de nano-objets (de rigidité et de lois de comportement variable : élastique, viscoélastique ou hyperélastique), avec des membranes polymères planes ou bien sphériques de grands diamètres (en première approximation) et de faibles épaisseurs. On s'intéressera, en particulier à la possibilité de pénétration des membranes par les nano-objets. Différents paramètres influençant le résultat des simulations pourront être implémentés : intensité de la vitesse initiale de l'objet ainsi que son angle d'incidence, rugosité de la surface de la membrane polymère, conditions aux limites sur la membrane, conditions de contact objet/membrane et des lois de comportement de nano-objets et de la membrane. Les simulations numériques de l’interaction nanoparticule-membrane seront faites via le logiciel éléments finis Abaqus. Une première partie de ce travail consiste à mettre en place une loi de comportement viscoélastique de type Maxwell. Pour ce faire, une routine Fortran (UMAT) devra être développée. Cette routine sera par la suite exécutée avec le modèle CAE d’Abaqus. Une dernière partie de ce stage sera consacrée à la prise en compte des incertitudes liées aux paramètres qui sont les plus influents sur le mécanisme de l’interaction. Ces paramètres seront par la suite modélisés par des variables aléatoires. En propageant ces incertitudes sur le modèle mécanique, nous chercherons à identifier les paramètres qui contribuent davantage sur l’incertitude dans les quantités d’intérêts comme les contraintes maximales. Ce sujet s'inscrit dans le cadre d'un défi mécano-biologie pluridisciplinaire du CNRS (projet ENAMEL), d’une part, et, d’autre part, à la première phase de réalisation sujet sélectionné par l’initiative NEXT (projet METCIN) du projet I-SITE de la Nouvelle Université de Nantes. Le/la candidate pourra donc être amenée à poursuivre les travaux débutés durant ce stage de MASTER, dans le cadre d’une thèse de doctorat dans un environnement pluridisciplinaire d’excellence sur les fonds alloués au projet METCIN.

Profil recherché : Le/la candidat(e) doit avoir un goût prononcé pour la simulation numérique en mécanique. La maîtrise du logiciel Abaqus sera un atout.Lieu de stage : Laboratoire GeM, équipe E3M (https://gem.ec-nantes.fr), 58 rue Michel-Ange, BP 420, 44606 Saint-Nazaire Cedex

Durée de stage : 6 mois

Contact :Shahram Khazaie : shahram.khazaie@univ-nantes.frEncadrants :Shahram Khazaie, Sylvain Fréour, Vincent Legrand, Frédéric Jacquemin

Lieu: 
Laboratoire GeM, équipe E3M
Contact: 
shahram.khazaie@univ-nantes.fr