Modélisation et simulation paramétrable d'objets déformables. Application aux traitements des cancers pulmonaires.

Les traitements curatifs des cancers par irradiation avec des rayons ionisants tels que la radiotherapie conformationnelle et l'hadrontherapie sont plannifies avec des marges d'erreur qui prennent en compte, entre autres, les statistiques de mouvements des tumeurs. En partenariat avec le Centre anticancereux Leon Berard de Lyon et dans le projet ETOILE, nous proposons de rechercher des modeles de simulations des objets deformables qui prendraient en consideration, en plus de la geometrie issue directement de l'imagerie medicale, les parametres physiologiques mesures sur les patients afin de pouvoir garantir de meilleures marges d'erreur, dans le cas des tumeurs pulmonaires. Dans cette these, nous avons choisi de modeliser les poumons avec des systemes masses-ressorts qui sont generalement utilises dans le monde de l'animation pour le realisme et la rapidite. Pour rendre le systeme precis et directement parametre par les donnees mecaniques du patient, nous nous sommes inspires des travaux de Van Gelder qui introduit un controle par les caracteristiques rheologiques d'un materiaux "2D" lineaire elastique homogene isotrope. Cependant, apres verification et etude theorique de ce modele, il est apparut que celui-ci bien que donnant des animations realistes etait errone. Nous avons donc entrepris une etude lagrangienne qui nous a permis de rendre ce modele 2D rectangulaire, puis 3D a base de brique elementaire cubique, parametrable. Nous avons d'autre part determiner la robustesse de notre systeme a l'aide de tests d'etirement, gonflement, flechissement et cisaillement et par comparaison a des tests effectues sur des modeles elements finis. Cette these explique ainsi comment ce modele parametrable a ete obtenu, et comment il pourra etre relie avec les donnees physiologiques et dans quelle precision.