La soutenance de thèse de Marie-Charlotte PICARD (équipe BiomécaMot) se fera en anglais et aura lieu vendredi 27 mars 2026 à 9h45, et s'intitule : 

« Modélisation biomécanique du visage humain pour l'assistance chirurgicale »

Lieu : Amphi Serge Kampf du GIN, 31 chemin Fortuné Ferrini 38700 LA TRONCHE

Composition du jury :

• Yannick TILLIER, Professeur des Universités, BMBI, UTC, Examinateur
• Marie-Christine HO BA THO, Professeure des Universités, BMBI, UTC, Examinatrice
• Franck JOURDAN, Professeur des Universités, Univ. de Montpellier, Examinateur
• Emmanuelle PLANUS, Professeure des Universités, IAB, INSERM, Examinatrice
• Yohan PAYAN, Directeur de Recherche, CNRS Délégation Alpes, Directeur de thèse
• Pascal PERRIER, Professeur des Universités Émérite, UGA, GIPSA-lab, Co-directeur de thèse
• Mohammad Ali NAZARI, Professeur des Universités, Téhéran, Co-directeur de thèse
• Michel ROCHETTE, Directeur R&D (PhD), ANSYS France, Co-directeur de thèse

 Mots-clés :

Jumeaux numériques, Modèle biomécanique 3D, Recalage d'images volumiques, Visage humain, Muscles faciaux.

 Résumé en français :

Le manuscrit présente un outil logiciel destiné aux chirurgiens maxillo-faciaux, qui permet de prédire les conséquences esthétiques et fonctionnelles d’une chirurgie orthognathique.
Cet outil utilise un modèle biomécanique 3D de référence basé sur un sujet masculin sain. Ce modèle est construit grâce à la méthode des éléments finis (EF) et inclut les principales structures anatomiques du visage : la peau, l’hypoderme, les muscles, les dents et les os du crâne.

À partir de ce modèle de référence, un jumeau numérique du visage est créé pour chaque patient. Pour cela, une technique originale de recalage volumique non rigide basée sur des images médicales est utilisée afin d’adapter le modèle à la morphologie spécifique du patient. Ces modèles personnalisés permettent de simuler l’intervention chirurgicale et d’en évaluer les conséquences. Ces travaux sont évalués dans le cadre de l’étude clinique SPOC, menée par le Centre Hospitalier Annecy-Genevois. Cette étude inclut 30 patients pour lesquels sont collectés des images médicales, des mesures in vivo de l’élasticité de la peau et des photographies 3D, avant et après l’opération.

Après une première partie consacrée à la chirurgie orthognathique et aux enjeux de sa planification, le manuscrit présente la méthodologie utilisée pour développer cet outil d’aide à la planification. La conception du modèle EF de référence, avec un haut niveau de précision anatomique, est détaillée. Une étude de convergence a permis de définir la densité du maillage tétraédrique des tissus mous, et une attention particulière a été portée à la modélisation des contacts entre les structures osseuses et les tissus mous.
Le texte décrit ensuite une méthode permettant de générer de manière quasi automatique des maillages EF spécifiques à chaque patient, compatible avec la pratique clinique. Cette méthode repose sur quatre étapes principales, qui intègrent les particularités morphologiques du maxillaire et de la mandibule de chaque patient. Elle est évaluée à partir de données préopératoires.

Enfin, la dernière partie présente et évalue l’outil logiciel capable de simuler les modifications des structures osseuses dues à la chirurgie et de prédire les conséquences postopératoires sur la forme des tissus mous du visage ainsi que sur les expressions faciales.