Stéphane Bordas
Fellowship 2013
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Né à Paris en 1975, Stéphane intègre en 1997 un programme de Master of Science commun entre l’École spéciale des travaux publics et l’université Northwestern (États-Unis). En 2003, il obtient son doctorat en mécanique théorique et appliquée à Northwestern, sous la direction du professeur Brian Moran.
Entre 2003 et 2006, il est membre du Laboratoire de mécanique des structures et des milieux continus à l’EPFL, à Lausanne, sous la direction du professeur Thomas Zimmermann. En 2006, il est maître de conférences à l’université de Glasgow, dans le Département de génie civil. Il rejoint l’université de Cardiff en septembre 2009 en tant que professeur, puis dirige l’Institut de mécanique et matériaux avancés (http://www.engin.cf.ac.uk/research/resInstitute.asp?InstNo=13) d’octobre 2010 à novembre 2013, date à laquelle il rejoint l’université de Luxembourg en tant que professeur de mécanique numérique.
Ses thèmes de recherche sont :
- la mécanique numérique, avec un accent sur les discontinuités mobiles (mécanique de la rupture, biofilms) ;
- le développement de méthodes numériques (éléments enrichis/étendus, méthode sans maillage, suppression du verrouillage volumétrique) ;
- l’évolution de discontinuités ;
- le lien entre recherche académique et applications industrielles pratiques.
Et plus récemment :
- le calcul haute performance ;
- la simulation chirurgicale ;
- la bio-mécanique ;
- les techniques de réduction de modèle, en particulier les méthodes multi-échelles et la réduction de modèle algébrique.
Stéphane Bordas a également reçu une bourse ERC Starting Independent Research (RealTCut), avec Pierre Kerfriden comme principal collaborateur, pour contribuer au développement de simulateurs chirurgicaux sous l’angle de la mécanique numérique.
Méthodes hybrides avec treillis dans la simulation interactive de la coupe de tissus mous
Post-doctorant : Huu Phuoc Bui
La chirurgie est une pratique complexe dont les résultats s'appuient fortement sur l'expérience des chirurgiens, et qui implique donc un certain nombre de risques. La simulation informatique est une pratique essentielle pour la formation, l’assistance ainsi que la robotique chirurgicale.
Coupure, déchirure, suture, insertion d’aiguille, aspiration, ablation thermique nécessitent la prise en compte de changements topologiques. Par exemple, l’initiation et la propagation d’une coupe ou d’une déchirure sont significativement affectées par la microstructure du matériau dans lequel elles sont opérées (discontinuités, porosité, interfaces). Les opérations chirurgicales nécessitant le traitement de ces changements topologiques restent les plus difficiles à simuler. Ce sont aussi les plus communes, et celles qui bénéficieraient le plus d’une assistance robotique.
L'une des difficultés émane de l'obligation de traiter la propagation des discontinuités ainsi que la structure micro ou méso du matériau dans lesquels ces changements topologiques se produisent. Nous nous intéressons donc au développement d'un outil numérique hybride capable de simuler de manière interactive la découpe chirurgicale.
Dans la région où la coupe est réalisée, nous utilisons une approche mésoscopique discrète avec treillis, adaptée à l'initiation de coupures et au traitement des déchirures qui en découlent. Les autres régions sont modélisées par une approche en continuum ou par réduction de modèle algébrique reposant sur des pré-calculs. La zone de coupe est mise à jour en temps réel.
Les algorithmes sont mis en œuvre dans le cadre du logiciel SOFA, qui cible les calculs d’objets déformables en temps réel. Le travail est effectué en collaboration avec le groupe du Dr. Hadrien Courtecuisse au sein d’ICube et l’équipe Inria de Stéphane Cotin.
