Thèse Mécanique de la Cornée Effets de la Chirurgie Réfractive H/F - 75

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique
École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris
Laboratoire de recherche : LMS - Laboratoire de Mécanique des Solides
Direction de la thèse : JEAN-MARC ALLAIN ORCID 0000000252737739
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59La myopie est une maladie en forte augmentation : il est considéré aujourd'hui que la moitié de la population mondiale sera myope en 2050. Pour correct la myopie, la chirurgie réfractive est une méthode standard, qui s'appuie sur l'ablation d'une partie de la cornée : soit la partie la plus extérieure pour le PRK, soit un lenticule à l'intérieur de la cornée pour le LASIK ou le SMILE. Ces opérations vont donc changer la forme de la cornée, le tissu qui forme la partie avant de l'oeil, et qui contribue pour les 2/3 au pouvoir focal de l'oeil. En changeant la forme de la cornée, le chirurgien va déplacer la focalisation pour la ramener sur la rétine. Aujourd'hui, l'ablation de la cornée est calculée à partir de profils génériques, ce qui conduit à des corrections imparfaites.

La prise en compte des propriétés mécaniques de la cornée de chaque patient spécifiquement est une des voies d'amélioration possible. En effet, la cornée étant une structure sous pression, la forme finale va être contrôlée par la géométrie et les propriétés mécaniques du tissu. Si la géométrie est facilement obtenue cliniquement, les propriétés mécaniques sont plus difficiles à obtenir individuellement. La principale méthode actuellement disponible est le test de Corvis, qui est une analyse d'un AirPuff, mais dont le logiciel commercial ne donne qu'un seul score global, sans donnée locale. Une alternative prometteuse est l'utilsation de l'élastographie dynamique, qui mesure la vitesse de propagation d'une onde de cisaillement et qui donne accès à des données plus locales.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la détermination des propriétés mécaniques de cornées en se focalisant sur des approches utilisables cliniquement. Il s'agit principalement d'une thèse de modélisation et de numérique, même si des expériences peuvent être envisagées suivant l'intérêt de l'étudiant.
Dans un premier temps, nous développerons un modèle à éléments finis pouvant inclure la chirurgie réfractive. Ce modèle s'appuiera une approche incluant des données sur l'organisation du tissu, permettrant de prendre en compte l'hétérogénéité du tissu. Il sera d'abord utilisé pour reproduire des données expérimentales obtenues ex-vivo. Ensuite, nous l'utiliserons pour étudier les conséquences des profils de chirurgies réfractives et les erreurs induites - qui pourront au besoin être comparées à des données cliniques. Enfin, nous déterminerons les paramètres les plus sensibles, qui doivent être spécifiques au patient, de ceux qui ne le sont pas.
Dans un deuxième temps, nous voudrions ajouter une composante dynamique à notre modèle statique, d'abord avec de petits déplacements, puis avec de grands déplacements. Une attention particulière doit être accordée aux conditions aux limites (humeur aqueuse, limbe, etc.), qui ont des impacts forts sur les propagation d'une onde ou les déformations rapides. Notre objectif est de voir quels paramètres pourront être déterminés en clinique, soit par elastographie dynamique, soit par Air Puff.
L'objectif final est de combiner les deux approches pour optimiser les profils de chirurgie laser.

Ce projet se place dans le contexte de la chirurgie laser de la myopie. Une piste d'amélioration des traitement est la prise en compte des propriétés mécaniques de chaque patient spécifiquement. En effet, la cornée étant une structure sous pression, la forme finale va être contrôlée par la géométrie et les propriétés mécaniques du tissu. La principale méthode actuellement disponible de mesure des propriétés mécaniques est le test de Corvis, qui est une analyse d'un Air Puff, mais dont le logiciel commercial ne donne qu'un seul score global, sans donnée locale. Une alternative prometteuse est l'utilsation de l'élastographie dynamique, qui mesure la vitesse de propagation d'une onde de cisaillement et qui donne accès à des données plus locales.
Il est donc pertinent de chercher à développer des outils permettant de simuler les essais cliniques, dynamiques, et la découpe de la cornée, en statique.

La thèse vise à :
- déterminer les propriétés mécaniques de la cornée de manière patient-spécifique
- étudier les conséquences de variations de propriétés mécaniques sur la chirurgie laser
- proposer des profils personnalisés pour la chirurgie cornéenne

Nous développerons des modèles numériques à partir de codes déjà existants mais qu'il conviendra d'améliorer.
Deux aspects seront développés : un code statique pour simuler une cornée sous pression, avec ou sans chirurgie réfractive, et un code dynamique pour simuler les tests cliniques, en particulier pour l'élastographie dynamique.
Si l'étudiant est intéressé, des mesures expérimentales pourront être réalisées