1,721,007 research outputs found
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Consequences of asymmetry and bronchi compliance on the hydrodynamic properties of the lung, applications to chest physiotherapy
No full textLe poumon est un organe dont le rôle est de transporter l'oxygène de l’air ambiant vers le sang et d’en extraire le dioxyde de carbone. Il est constitué d’une structure arborescente de bronches, l’arbre bronchique, connecté à une surface d'échange, les acini.Les bifurcations bronchiques sont asymétriques : les bronches se divisent en deux bronches filles de taille différente. La topologie de l’arbre est asymétrique : le nombre de bifurcations nécessaires pour connecter la trachée aux acini est variable. Les bronches ont une paroi déformable (compliance) et leur géométrie dépend de la pression transmurale, i.e. la différence de pression entre les tissus les entourant et l'air y circulant. Ces caractéristiques affectent leurs propriétés hydrodynamiques.En tant qu'interface avec l'air extérieur, il est constamment sous l'afflux de particules externes. Le mucus bronchique joue un rôle protecteur en piégeant ces particules. En temps normal, le mucus est naturellement drainé hors du poumon. Si le mucus stagne dans les bronches, les risques de développement d’infections deviennent élevés. Dans ce cas, de la kinésithérapie respiratoire est souvent prescrite. Les kinésithérapeutes utilisent, entre autres, les forces de cisaillement de l’air pour aider à l’extraction du mucus. Toutefois, les conditions expiratoires qui permettent de mettre le mucus en mouvement ne sont pas clairement établies.Cette thèse est constituée de trois étapes qui nous permettent d’analyser l’influence de l’asymétrie et de la compliance des bronches sur la distribution des contraintes de cisaillement induites par l’air dans les bronches. Nos trois études utilisent une modélisation 0D de chaque bronche. L’hydrodynamique de l’air à l’intérieur de chaque bronche est simplifiée, soit par un écoulement de Poiseuille, soit par un écoulement de « Poiseuille modifié » incluant certains effets inertiels.La première étape consiste à comprendre d’abord la répartition du cisaillement dans un arbre symétrique avec des bronches compliantes. Nous montrons que cette répartition présente un maximum dont la position et l’amplitude sont déterminées en fonction du débit à la trachée et de la pression dans les tissus pulmonaires. Cette étude montre aussi qu’une obstruction partielle « cache » d’autres obstructions plus profondes dans le poumon. La comparaison des résultats avec un cisaillement seuil représentatif du mucus a permis de développer des techniques idéalisées de kinésithérapie visant à l’extraction de mucus.La seconde étape vise à comprendre le lien entre l’asymétrie des bifurcations et l’hydrodynamique dans un arbre fractal et rigide. Nous proposons dans cette partie l’hypothèse que la sélection de l’asymétrie pulmonaire est associée à l’optimisation d’un coût lié à la résistance hydrodynamique de l’arbre, sous une contrainte de volume de l’arbre. Notre analyse permet de proposer un scénario pour expliquer les différences d’asymétrie observée chez les mammifères.Enfin, la troisième étape vise à étudier la distribution des contraintes de cisaillement dans un arbre à bifurcations asymétriques et à bronches déformables. Nous montrons que les distributions du cisaillement dues à un écoulement de Poiseuille dans un arbre à bifurcations asymétrique et symétrique sont comparables. Toutefois, celle du cas asymétrique présente un étalement dans l’arbre distal, et des bronches avec des propriétés similaires peuvent avoir des cisaillements très différents.Ces travaux, basés sur l’alliance des mathématiques, de la physique, de la biologie et de la médecine ont permis d’améliorer notre compréhension à la foi de l’asymétrie des bifurcations bronchiques, de la compliance bronchique et de leurs effets sur l’hydrodynamique de l’air en son sein. En particulier, cela nous a permis de mieux comprendre le rôle du cisaillement de l’air sur l’écoulement du mucus dans les techniques de kinésithérapie.The lung is an organ whose the role is to transport oxygen from the ambient air to the blood and to extract carbon dioxide from the blood. It is a tree-like structure of bronchi, the bronchial tree, connected to an exchange surface, the acini.The bronchial bifurcations are asymmetric: the bronchi divides into two daughter bronchi of different sizes. The topology of the tree is asymmetric : the number of bifurcations that connect the trachea to the acini is not constant. The bronchi wall is deformable (compliance) and their geometries are affected by the transmural pressure, i.e., the pressure difference between the surrounding tissue and the air flowing inside the bronchi. These characteristics affect the hydrodynamic properties of the tree.As an interface with the external air, it is constantly in contact with external particles. The bronchial mucus plays a protective role by capturing these particles. Normally, the mucus is naturally drained out of the lung. The mucus should not stagnate in the bronchi because stagnation increases the probability of developing an infection. When stagnation occurs, chest physiotherapy is often prescribed. The physiotherapists usually perform technics using the air shear stress to stimulate the mucus extraction. However, the expiratory conditions that allow to mobilize the mucus are not clearly defined.This thesis is based on three steps that allow to analyze the influence of the bifurcations asymmetry and of the compliance on the distribution of the shear stress induced by the airflow in the bronchi. Our three studies use a 0D model for each bronchus. The air hydrodynamic into each bronchus is simplified, either with a Poiseuille flow or with a “modified Poiseuille” flow that includes some inertial effects.The first step consists in understanding the air shear stress repartition in a symmetric tree with compliant bronchi. We show that this repartition exhibits a maximum whose location and amplitude depend on the flowrate in the trachea and on the pressure in the pulmonary tissue. This study shows also that one partial obstruction might “hide” others localized deeper in the lung. The comparison of our results with a typical yield shear stress of the mucus allows to develop, in the limits of our model, idealized chest physiotherapy technics for mucus draining.The second step aims at understanding the link between the bifurcation’s asymmetry and the hydrodynamics in a fractal and rigid tree. We propose in this part the hypothesis that the pulmonary asymmetry selection is linked to the optimization of a cost linked to the tree’s hydrodynamic resistance, under a constraint on the tree’s volume. Our analysis allows to propose a scenario that explains the difference in asymmetry observed between mammals.Finally, the third step aims at studying the shear stress repartition in a tree with asymmetric bifurcations and compliant bronchi. We show that the distribution of the air shear stress induced by a Poiseuille flow in trees with symmetric bifurcations and with asymmetric bifurcations have similar behaviors. However, the asymmetric case presents a spread of the shear stresses in the distal part of the tree, and bronchi with similar properties can have very different shear stresses.This research, based on the alliance of mathematics, physics, biology and medicine, allowed to improve our understanding of both the bifurcation asymmetry, the bronchi compliance and their effect on the airflow hydrodynamic. Particularly, this allowed to further understand the influence of the air shear stress on the mucus flow during chest physiotherapy
Influence of the ventilation on the transport properties in the healthy and inflamed lung
No full textLa fonction principale du poumon est d'alimenter le sang en oxygène et d'enlever le dioxyde de carbone du sang. Le poumon s'empare de l'oxygène présent dans l'air ambiant dans lequel il rejette le dioxyde de carbone prélevé dans le sang. Cet échange est rendu possible par le processus de ventilation pulmonaire qui fait entrer et sortir périodiquement un volume d'air ambiant. D'un point de vue idéalisé, la ventilation peut être caractérisée par deux paramètres : la vitesse maximale de l'air dans la trachée (l'amplitude) et la fréquence respiratoire (la période). Le but de cette thèse est d'étudier et de modéliser le processus de transport et d'échanges d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le poumon. Le transport de gaz est modélisé par des équations de convection-diffusion-réaction dans un poumon idéalisé. Une analyse mathématique du modèle a été réalisée afin de prouver l'existence d'une solution unique ainsi que la périodicité asymptotique en temps. Des simulations numériques ont été réalisées pour étudier un large éventail de configurations physiologiques. Dans le cas d'un poumon humain en bonne santé, les quantités de gaz échangées prédites par notre modèle sont proches de la physiologie. Les énergies visqueuse et élastique dépensées lors de l'inspiration ont ensuite été minimisées en supposant que nos besoins en oxygène peuvent être représentés dans notre modèle par une contrainte du flux d'oxygène échangé avec le sang. Des simulations ont été réalisées pour l'homme, mais aussi pour tous les mammifères en utilisant les lois allométriques. Les prédictions de notre modèle montrent que les paramètres de ventilation chez les mammifères pourraient être optimisés pour dépenser le moins d'énergie possible. Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la ventilation pulmonaire d'un humain souffrant d'une infection pulmonaire. La propagation d'une infection bronchique a été modélisée de manière idéalisée et nous avons étudié comment la ventilation est affectée par la réponse du système immunitaire à travers l'inflammation de la paroi bronchique. Nos résultats montrent que la localisation de la zone de transition entre convection et diffusion influence principalement la quantité d'oxygène échangée avec le sang. L'emplacement de cette transition peut être affecté par l'infection et donc altérer l'efficacité de la ventilation et modifier la configuration optimale. Enfin, pour mieux comprendre l'efficacité d'un traitement médicamenteux délivré sous forme d'aérosol, nous avons modélisé le dépôt de particules d'aérosol dans la première bifurcation des bronches du poumon humain. Notre modèle prend en compte l'évolution du rayon des particules due à l'échange de vapeur d'eau et l'évolution de la température des particules due au changement du milieu environnant. Nos résultats montrent que la modélisation de ces paramètres est importante pour représenter plus précisément le dépôt des particules sur les parois des bronches. Ces travaux permettent de mieux comprendre comment le processus de ventilation pulmonaire est ajusté et comment il est affecté par les pathologies pulmonaires. De plus, il souligne comment la ventilation peut être utilisée efficacement pour administrer des médicaments dans le corps humain.The main function of the lung is to supply the blood with oxygen and to drain the carbon dioxide from it. The lung captures the oxygen present in the ambient air where it rejects the carbon dioxide taken from the blood. This exchange results from the process of the lung's ventilation that repeatedly makes a volume of ambient air enter and leave the lung. In an idealized view, the ventilation can be characterized by two parameters: the maximum air velocity in the trachea (the amplitude) and the breathing frequency (the period). The goal of this thesis is to study and model the process of oxygen and carbon dioxide transport and exchanges in the lung. Gas transport is modeled by convection-diffusion-reaction equations in an idealized lung. A mathematical analysis of the model has been performed to prove the existence of a unique solution along with an asymptotic periodicity in time. Numerical simulations were performed to study a wide range of physiological configurations. In the healthy human case, the amounts of gas exchanged predicted by our model are close to physiology. The viscous and elastic energies spent during inspiration were then minimized assuming that our body needs in oxygen can be represented in our model by a constraint on the oxygen flow exchanged with the blood. Simulations were carried out for humans but also for any mammals using allometric scaling laws. The predictions of our model show that the ventilation parameters in mammals might be optimized to cost as little energy as possible. Then, we focused on the lung's ventilation of a human subject suffering from a pulmonary infection. The spread of a bronchial infection has been modeled in an idealized way and we studied how the ventilation is affected by the response of the immune system through bronchi wall inflammation. Our results show that the location of the transition zone between convection and diffusion mainly influence the quantity of oxygen exchanged with the blood. The location of this transition can be affected by the infection and hence alter the efficiency of the ventilation and modify its optimal configuration. Finally, to better understand the efficiency of a drug treatment delivered by aerosol, we modeled the deposit of aerosol particles in the first bifurcation of the bronchi of the human lung. Our model takes into account the evolution of the radius of the particles due to the exchange of water vapor and the evolution of the temperature of the particles due to the change of the surrounding environment. Our results show that the modeling of these parameters is important to represent more accurately the deposit of the particles on the walls of the bronchi. This work allows to better understand how the process of lung’s ventilation is adjusted and how it is affected by lung’s pathologies. Moreover, it highlights how ventilation can be used efficiently as a way to deliver drugs in the body
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
From CT-Scan to numerical simulations : building of a personalized model of the lung envelope and of the whole bronchial tree, application to freediving
No full textUne description précise de la morphométrie du poumon et des voies respiratoires, conforme aux observations morphométriques, est essentielle pour réaliser des simulations numériques liées au système respiratoire. Le poumon est un organe complexe, tant par ses fonctions respiratoires que par sa structure particulière. Les voies respiratoires se présente comme un arbre dichotomique avec des bifurcations asymétriques, permettant le transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone entre l'air ambiant et la surface d'échange avec le sang. Cette thèse présente la création d'un outil permettant de créer des représentations 3D des morphologiques des lobes pulmonaires et de l'arbre bronchique. Cet outil est dépendant du patient et utilise des CT-Scan. Les maillages obtenus sont utilisés pour des simulations numériques modélisant la compression des poumons au cours d'une plongée en apnée. Nous avons développé une méthode 2.5D pour segmenter les lobes pulmonaires et les premières générations de l'arbre bronchique. Cet algorithme est une méthode de segmentation par Deep-Learning, basé sur l'architecture U-Net. Nous effectuons des segmentations 2D de chaque coupe pour chaque axe (axial, coronal et sagittal) du CT-Scan, permettant de calculer une matrice 3D de prédictions pour chaque axe. Nous avons implémenté une méthode permettant de combiner et d'optimiser chaque prédiction pour générer des segmentations 3D des lobes pulmonaires et des bronches visibles sur les CT-Scan. Nous avons implémenté un nouvel algorithme déterministe pour générer des modèles 3D spécifiques au patient des voies respiratoires moyennes et petites qui ne sont pas visibles sur les CT-Scans. Ce modèle est basé sur les travaux de Tawhai et al. et Kitaoka et al., que nous combinons et actualisons pour tirer parti de chaque méthode. Nous développons également des méthodes originales pour construire l'arborescence. Le modèle de l'arbre bronchique obtenu s'inscrit bien la morphométrie du poumon. Notre méthode utilise comme entrée des reconstructions 3D des lobes pulmonaires et des deux premiers niveaux de bifurcations des voies aériennes. Le maillage de l'enveloppe pulmonaire est successivement décomposé en ensembles de sous-volumes de tailles décroissantes. Une branche est générée pour chaque sous-volume à l'aide d'une méthode originale qui se base sur le flux d'air alimentant chaque sous-volume de façon optimale. Le résultat est une décomposition hiérarchique du maillage du volume pulmonaire et la création d'un maillage de l'arbre bronchique. Les statistiques de l'arbre bronchique généré respectent l'ensembles de données morphométriques de la littérature. Les maillages obtenus par notre algorithme sont utilisables par des méthodes numériques classiques, telles que les éléments finis ou les volumes finis.Nous avons étudié la compression des poumons lors de la plongée en apnée, où le système respiratoire est soumis à des conditions extrêmes telles qu'une pression d'eau élevée. Nous définissons un système d'équations qui modélise l'effet de la plongée sur le poumon, puis nous effectuons des simulations numériques à l'aide d'éléments finis pour affiner nos prédictions. Les résultats de ces simulations sont utilisés pour prédire les volumes pulmonaires pendant la descente et pour évaluer l'effet d'un phénomène emblématique se produisant pendant la plongée profonde, appelé le "blood shift". Le "Blood Shift" est une réaction physique et physiologique du corps dont l'effet est de rediriger le flux sanguin vers les organes vitaux (cerveau, cœur et poumons), les protégeant de facto de l'hypoxie et de la haute pression. Ces simulations numériques fournissent une représentation visuelle des poumons comprimés et permettent de déterminer un premier ordre de grandeur du stress subi par le poumon lors de la plongée profonde. Ce travail permet de construire un modèle complet, réaliste et personnalisé du poumon et de mieux comprendre sa physiologie, notamment lors de la plongée en apnée.An accurate description of the morphometry of the lung and airways, which are in line with the morphometric observations, is essential to perform numerical simulations related to the respiratory system. The lung is a complex organ, both because of its respiratory functions and of its particular structure. The airways are assembled together as a dichotomous tree with asymmetric bifurcations, that allows the transport of oxygen and carbon dioxide between the ambient air and the exchange surface with blood.During the thesis, we focused on the creation of a tool to create 3D representations of the morphological structures of the lungs, lobes and bronchial tree. This tool is patient-dependant and is based on the use of thoracic CT scans. The resulting meshes are used for numerical simulations modelling the lung compression during breath-hold diving.We first develop a 2.5D method for segmenting the lung lobes and the first generations of the bronchial tree. This algorithm is based on Deep-Learning methods, notably the U-Net architecture. We perform 2D segmentations of each slice for each axis (axial, coronal and sagittal) of the CT-Scan, allowing to compute a 3D matrix of predictions for each axis. Subsequently, we implemented a tool to combine and make the best of each prediction to generate 3D segmentations of the lung lobes and of the bronchi that are visible on the CT-Scans.Next, we implement a new step by step algorithm to generate patient-specific 3D models of the medium and small airways that are not visible in the CT-Scans. This model is based on the works of Tawhai et al. and Kitaoka et al., which we combine and update to take advantage of each method. We also develop original methods to build the tree structure. The resulting model for the bronchial tree reproduces well the lung morphometry. Our method uses as input data 3D reconstructions of the morphological envelopes of the lung lobes and of the first two levels of airway bifurcations. The mesh of the lung envelope is decomposed step-by-step in sets of sub-volumes of decreasing sizes. An airway is generated for each sub-volume using an original method that is based on how air could feed each sub-volume in an optimal way. The result is a hierarchical decomposition of the mesh of the lung volume and the mesh of the generated airway tree. The statistics of the airway tree resulting from our algorithm is validated against sets of morphometric data from the literature. The meshes resulting from our algorithm are generated to be directly usable by classical numerical methods, such as finite elements or finite volumes.Finally, we study the compression of the lungs during breath-hold diving, where the respiratory system is submitted to extreme conditions such as high water pressure. We define a system of equations that models the effect of the dive on the lung, and then perform numerical simulations using finite elements to refine our predictions. The results of these simulations are used to predict the lung volumes during the descent and to evaluate the effect of an emblematic phenomenon occurring during deep diving, called the "blood shift". The "Blood Shift" is a physical and physiological reaction of the body whose effect is to redirect the blood flow to vital organs (brain, heart and lungs), de facto protecting them from hypoxia and high pressure. These numerical simulations provide a visual representation of the compressed lungs throughout the dive and allow to determine a first order of magnitude of the stress suffered by the lung during deep diving.This work allows to build a whole, realistic, personalised model of the lung and to better understand its physiology, such as during apnea diving
Study of a visco-elastic model of the human lung and application to the High Frequency Chest Wall Oscillation
No full textLe poumon humain est un organe complexe jouant le rôle d'interface pour les échanges de gaz (oxygène et dioxyde de carbone entre l'air ambiant et le sang. Il est composé de deux structures arborescentes interconnectées assurant la circulation de l'air générée par la ventilation : l'arbre trachéo-bronchique et le parenchyme pulmonaire, un matériau poreux où les échanges de gaz entre l'air et le sang se produisent. Etant accessible aux polluants extérieurs, le poumon est protégé entre autres grâce à une sécrétion spécifique, aussi appelée le mucus pulmonaire. Ce dernier peut s'accumuler et obstruer les voies aériennes lors de maladies respiratoires. Cela peut modifier et perturber le bon fonctionnement du poumon. L'utilisation de méthodes thérapeutiques est donc essentiel pour les patients afin de maintenir une bonne qualité de vie. L'Oscillation à Hautes Fréquences de la Cage Thoracique (HFCWO) est une technique respiratoire, appartenant à la kinésithérapie respiratoire, qui prodigue une thérapie automatisée permettant de mobiliser le mucus et de favoriser son expectoration. Elle est basée sur l'application de pressions à de relatives hautes fréquences et faibles amplitudes sur le thorax du patient. Ce traitement mécanique semble efficace mais son usage et ses effets sur le poumon humain sont basés sur des connaissances empiriques et sont donc peu compris de nos jours. La compréhension de cette thérapie repose sur l'étude du poumon, système complexe où interviennent des comportements spécifiques. Dans ce sens, la modélisation mathématique peut être un outil utile. Cette thèse s'intéresse à construire et à comprendre un modèle mathématique et numérique des poumons adapté à l'étude des influences de la HFCWO sur le poumon humain. Il est utilisé afin de proposer de nouvelles perspectives quant à l'utilisation de cette technique. Nos travaux sont basés sur le couplage entre deux modèles idéalisés : un modèle 0D d'arbre mimant l'arbre trachéo-bronchique et un modèle multi-D d'une matière élastique et homogène mimant le parenchyme pulmonaire. Ce dernier est utilisé sous sa formulation unidimensionnelle dans une grande partie de ces travaux. Notre objectif est d'étudier la physique du couplage entre la dynamique de l'écoulement de l'air dans les voies aériennes et la déformation du matériau élastique, et d'analyser les contraintes ressenties par le mucus dans l'arbre. D'abord, en se basant sur des données de la littérature, nous montrons l'efficacité du modèle à mimer la ventilation de repos chez des poumons sains et malades. Dans un même temps, nous nous intéressons à comprendre le rôle de ses paramètres. Ensuite, avec une formulation adimensionnée du modèle et des simulations numériques comparatives, nous proposons l'utilisation d'une variable spécifique, aussi connue sous le nom de facteur de qualité. Définie à partir des propriétés du poumon, cette variable informe sur la capacité du poumon à résonner avec les stimulations dont il est soumis. A partir de données observées dans la littérature, nous suggérons une plage de fréquences qui optimise les effets de la HFCWO et potentiellement le déplacement du mucus dans l'arbre. Nous montrons que cet intervalle est directement lié à la fréquence propre fondamentale du matériau élastique. Les fréquences propres calculées à partir du modèle sont similaires aux fréquences de résonance déduites à partir d'études cliniques trouvées dans la littérature. Le contenu final de ces travaux propose des perspectives d'amélioration du modèle comme l'utilisation de géométries 3D des poumons construites à partir de CT-scan, l'utilisation d'une méthode de splitting pour optimiser les temps de calcul numérique ou la mise en place d'une étude clinique des flux d'air à la bouche induits par la HFCWO.The human lung is a complex organ playing the role of interface for the vital gas exchanges (oxygen and carbon dioxide) between the ambient air and the blood. It is composed of two interconnected structures assuring the correct circulation of the air produced by the ventilation: the tracheo-bronchial tree and the lung's parenchyma, a porous medium where the gas exchanges between the air and the blood occur. Being reachable by external pollutants, the lung is protected among others by a specific secretion, also called the pulmonary mucus. The latter can accumulate and obstruct the airways in case of specific respiratory diseases. That can then alter and disturb the proper functioning of the lung. The use of therapeutic methods is then essential for the patient to maintain a good quality of life. The High Frequency Chest Wall Oscillation (HFCWO) is a respiratory technique, being part of the chest physiotherapy, that dispenses automated therapy which mobilizes the mucus and favors its expectoration. It is based on the application of small amplitude pressures at a relatively high frequency on the chest's patient. This mechanical treatment seems efficient but its use and effects on human lungs are based on empirical knowledge and are consequently not well understood as of today. The comprehension of this therapy rests on the study of the lung, complex system where specific behaviors occur. In that way, the mathematical modeling can be an useful tool. This thesis takes an interest in building and understanding a mathematical and numerical model of the lungs adapted to study the influences of the HFCWO on the human lungs. It is exploited to propose new insight on the use of this technique. Our work is based on the coupling between two idealized models: a 0D model of an airway tree that mimics the tracheo-bronchial tree and a multi-D homogeneous elastic medium that mimics the lung's parenchyma. The latter is used with its unidimensional formulation in most of this work. Our goal is to study the physics of the coupling between the air fluid dynamics in the airway tree and the deformation of the elastic medium, and to analyze the stresses felt by the mucus inside the tree. First, based on literature data, we show the efficiency of the model at mimicking ventilation at rest in healthy and non-healthy lungs. Meanwhile, we take an interest at understanding the role of its parameters. Then, with a dimensionless formulation of the model and comparative numerical simulations, we propose the use of a specific variable also known as the quality factor. Defined from the parameters of the lungs, this variable can suggest the capability of the lung to resonate with stimulations whose it is submitted. From the data observed in the literature, we suggest a range of frequencies that maximizes the effects of the HFCWO and potentially the displacement of the mucus in the tree. We show that this interval is directly linked to the fundamental natural frequency of the elastic material. The natural frequencies computed with our model are similar to the resonance frequencies deduced from clinical studies found in the literature. The end of the work propose prospects for improvement of the model such as the use of 3D lungs geometries constructed from CT-scan, the use of a splitting method to optimize the numerical time calculation or the establishment of a clinical study of the air flows at mouth induced by the HFCWO
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