Soutenance de Mohammed HOJEIJ

Les unités de soins intensifs néonatals utilisent souvent la multi-infusion : plusieurs médicaments et apports nutritionnels sont administrés simultanément via un même cathéter, au moyen de tubulures, robinets, filtres et manifolds. Dans ce contexte, les débits sont très faibles, la marge thérapeutique est étroite, et l’hydraulique de la ligne varie en permanence (ajout d’accessoires, changements de hauteur, manipulations, occlusions temporaires). Ces variations peuvent provoquer des épisodes transitoires de sous- ou sur-débit cliniquement significatifs, en particulier lors du démarrage et des changements de consigne.

Cette thèse propose une architecture alternative fondée sur une actionnement par régulation de pression plutôt que sur le déplacement d’un piston de pousse-seringue. Des régulateurs de pression rapides imposent les pressions d’entrée, tandis que des capteurs de débit ferment la boucle pour suivre des profils de débit prescrits.

Le travail combine

• un modèle hydraulique orienté commande, intégrant les pertes régulières dans les tubulures et, lorsque nécessaire, des pertes singulières induites par les composants (valves, filtres, connecteurs),
• une commande par mode glissant (SMC) pour rejeter des perturbations bornées et compenser les incertitudes de modèle,
• une extension adaptative de type super-twisting (ASTW) afin d’améliorer la douceur des transitoires et de conserver de bonnes performances lorsque la géométrie, les débits ou la viscosité des fluides varient, sans retuning systématique.

Une campagne expérimentale a été menée sur des plateformes à deux et quatre entrées, avec des protocoles inspirés des pratiques cliniques : régimes bas et plus élevés, contraste de viscosité (eau vs émulsion lipidique), configurations simples et complexes, et scénarios de perturbations (variations de hauteur, manipulation du cathéter, occlusion brève).

Les résultats mettent en évidence l’intérêt de la régulation de pression couplée à une commande non linéaire robuste : meilleure stabilité des plateaux, réduction des excursions lors des changements de consigne, limitation du couplage entre voies via le manifold commun, et retour plus rapide vers les valeurs prescrites après perturbation. Ils montrent également que l’intégration explicite des pertes singulières devient déterminante dès que la ligne comporte plusieurs composants.

Au final, la thèse fournit un cadre complet—plateforme multi-entrée à régulation de pression, modélisation hydraulique adaptée et lois de commande robustes/adaptatives—ouvrant une voie vers une multi-infusion plus fiable et plus sûre en néonatalogie.

Les perspectives portent sur des durées plus longues, un éventail élargi de formulations, et l’intégration de fonctions de sécurité (détection d’occlusion/déconnexion, surveillance capteurs).

Mme SOUAD HARMAND Professeure des universités Université Polytechnique Hauts de France, Directrice de thèse
M. Michael DEFOORT Professeur des universités Université Polytechnique Hauts de France, Co-directeur de thèse

M. Safouene OUENZERFI Maître de conférences Université Polytechnique Hauts de France, Examinateur
Mme Kaouther MOUSSA Maîtresse de conférences Université Polytechnique Hauts de France, Examinatrice
M. Riadh BOUBAKER Ingénieur de recherche Société Nidek, Examinateur
M. Didier SAURY Professeur des universités Directeur Adjoint PPRIME/DFTC, ISAE-ENSMA / Institut PPRIME UPR CNRS 3346, Examinateur

Mme Nora ABID Professeure des universités IUSTI Marseille, Rapporteure
M. Nadhir MESSAI Professeur des universités Université de Reims, Rapporteur

M. Olivier NICOLE Société Vygon, Invité

Néonathalogie, perfusions, mécanique des fluides, modélisation hydraulique, mode glissant, ASTW