Ingénieur de recherche en simulation anatomique multi-fidélité - F/H

Afin de renforcer la stratégie de Dassault Systèmes en tant qu'acteur de la santé numérique, nous nous intéressons notamment aux challenges de la modélisation du vivant, afin d'être en mesure de fournir des solutions à même de concevoir le jumeau numérique 3D de n'importe quel patient. Un tel jumeau numérique peut s'avérer crucial, autant pour la compréhension des pathologies (médecine descriptive), que pour l'élaboration de traitements plus sûrs et personnalisés (médecine prédictive), afin de prédire l'évolution d'une maladie ou la réponse d'un organe à une chirurgie. Pour en savoir davantage :
https://www.3ds.com/fr/newsroom/press-releases/meditwin-launch

La modélisation automatisée d'un jumeau numérique de l'être humain nécessite ainsi plusieurs axes de développement, de la reconstruction 3D d'organes à partir d'images médicales bruitées, à la simulation numérique du jumeau sous divers contraintes. Cette dernière étape est essentielle afin que le jumeau numérique ne soit pas utilisé à des fins de visualisation uniquement, mais puisse être analysé dans le contexte d'une pathologie et d'un traitement, en testant différentes hypothèses et en explorant dynamiquement son comportement selon les scénarios évalués.
Pour répondre à cette problématique, différents challenges se posent, de la calibration du modèle afin d’avoir une simulation spécifique à un patient donné, à la quantification de l’incertitude pour s’assurer la fiabilité des résultats dans un contexte clinique. Cela nécessite des calculs efficaces, en particulier dans le cadre d’une application médicale. La simulation multi-fidélité est particulièrement adaptée à ces objectifs, puisqu’elle permet l’utilisation conjointe de simulations de basse fidélité rapide (modèles 0D/1D, surrogate) et de haute fidélité précise (2D/3D, multiphysique), et plusieurs données expérimentales de qualités différentes, afin de rendre possible des simulations complexes et/ou multi-physique précises tout en contenant les coûts de calcul.

Vos missions : 

Dans ce contexte, votre rôle consistera à concevoir et implémenter des composants logiciels de simulation multi-fidélité, en s'appuyant à la fois sur des solveurs haute fidélité classiques, et en développant des modèles basse-fidélité, basés notamment sur des modèles réduits ou des réseaux de neurones. De plus, il est essentiel de pouvoir calibrer ces simulations de façon spécifique à chaque patient. L’objectif sera de mettre en œuvre ces divers algorithmes de simulation, de calibration et de quantification d’incertitudes dans le cadre de la simulation anatomique de jumeaux numériques pour différentes aires thérapeutiques.
Pour commencer, nous pourrons nous intéresser aux pathologies cardiovasculaires, qui permettent d'exhiber plusieurs difficultés justifiant le développement d'algorithmes nouveaux et l'usage de simulations multi-fidélité, telles que le couplage électrophysiologique/chimique/mécanique/fluide, la calibration sur des données d'imagerie ou d'ECG, ou encore l'interaction temps-réel pour des expériences chirurgicales virtuelles.

Vos tâches :

• État de l'art et veille scientifique de la simulation multi-fidélité, de la calibration, des méthodes de quantifications d’incertitudes et des méta-modèles pour la simulation.
• Conception et implémentation en C++ et Python des composants algorithmiques liés à la simulation numérique multi-fidélité.
• Intégration continue dans l'architecture logicielle de l'équipe, mise en place de tests unitaires
• Démonstration des simulations développées dans le cadre de scénarios médicaux.