Monsieur Antoine WEISROCK soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés « Evaluation de la maturité des muscles squelettiques artificiels et modélisation hyperélastique du fascia abdominal humain basé sur la microstructure » Travaux dirigés par Madame Pauline LECOMTE et Monsieur Lieven Thorrez
Cotutelle avec l’université « Katholieke Universiteit Leuven » (BELGIQUE)

La soutenance aura lieu le lundi 27 avril 2026 à 17h, salle A 307, KU Leuven KULAK, Building A, Etienne Sabbelaan 53, 8500, Kortrijk, Belgium

Résumé de la thèse

« L’ingénierie tissulaire constitue, à long terme, une approche prometteuse pour la médecine régénérative. Elle requiert des protocoles de culture efficaces et une compréhension précise des fonctions et propriétés des tissus. En accord avec l’expertise du Tissue Engineering Lab et du laboratoire LaMcube, nous étudions l’ingénierie tissulaire du muscle squelettique et la modélisation mécanique du fascia abdominal humain. Les muscles squelettiques artificiels présentent toujours une maturité et des performances fonctionnelles nettement inférieures au tissu natif, limitant leur usage pour la transplantation régénérative, mais aussi pour les essais pharmaceutiques ou la modélisation de pathologies. Identifier des stratégies pour améliorer leur croissance et leur potentiel contractile est donc un enjeu majeur. Cela nécessite des indicateurs pertinents et robustes pour suivre la maturité musculaire. Notre premier objectif est de perfectionner ces indicateurs et d’en faciliter l’accès pour l’évaluation de tissus musculaires artificiels. En parallèle, nous caractérisons les propriétés mécaniques du fascia abdominal humain. Ce tissu, fibreux, multilamellaire et fortement orienté, présente un comportement anisotrope et non linéaire. Sa modélisation précise est utile pour diverses applications, notamment les simulations de l’accouchement ou la conception d’implants chirurgicaux. Pourtant, les paramètres microstructuraux, qui influencent fortement son comportement, restent encore trop peu pris en compte. Pour combler cette lacune, notre second objectif est de proposer un modèle mécanique fondé sur la microstructure, intégrant des propriétés quantifiées à l’échelle du pixel. En s’appuyant sur des méthodes existantes, ce travail propose d’abord une solution d’intelligence artificielle pour quantifier automatiquement l’indice de fusion dans des cultures de cellules musculaires, indicateur du stade de développement cellulaire. Cette solution est diffusée sous forme d’un module Python open-source afin d’en favoriser l’adoption. Pour compléter l’évaluation de la maturité musculaire, nous décrivons ensuite une plateforme automatisée de suivi optique de la tension passive de muscles artificiels sur plusieurs semaines, utilisée pour identifier les conditions de culture optimales parmi trois testées. Nous développons aussi une interface logicielle (« Crappy ») pour piloter de façon accessible des essais expérimentaux complexes, en assurant synchronisation matérielle et parallélisation des tâches. Pour analyser les images en transmission du fascia acquises avec Crappy, nous présentons un algorithme extrayant, pixel par pixel, l’orientation des fibres, la dispersion d’orientation et d’autres indicateurs pertinents. Enfin, nous développons une loi de comportement hyperélastique pour modéliser le fascia, fondée sur l’homogénéisation en orientation d’un tenseur local de rigidité modulé par des paramètres microstructuraux. Cette loi est couplée à des données expérimentales et à des images de tissu pour réaliser des analyses pixel par pixel et identifier les paramètres matériaux associés. Ces travaux apportent des avancées méthodologiques pour évaluer la maturité des muscles artificiels et montrent la faisabilité de quantifier des propriétés microstructurales puis de les intégrer à un modèle mécanique du fascia à l’échelle du pixel. Bien que menés indépendamment, ces axes contribuent à l’objectif à long terme de concevoir des implants tissulaires artificiels pour la paroi abdominale. »