Le tube qui évacue l'excès de liquide du cerveau d'un enfant finit par se boucher. Près des bords des orifices, le liquide s'écoule trop lentement, et des cellules commencent à s'y accrocher. C'est comme si une rivière avait des zones calmes où les débris s'accumulent. Les chercheurs ont voulu comprendre comment renforcer le flux près des orifices pour empêcher les cellules de s'installer.
Ils ont construit sur ordinateur un modèle du ventricule cérébral et du cathéter avec ses orifices. Puis ils ont modifié la distance entre les orifices et observé comment la force de frottement près des parois changeait. Résultat : si l'on écarte les deux orifices les plus bas de 0,5 à 2 mm, le flux près des parois augmente de 19 %, et le drainage total augmente de 22 %. C'est comme si l'on élargissait deux fentes étroites dans un barrage : l'eau frappe plus fort près des bords et empêche les débris de se déposer.
Mais on ne peut pas simplement renforcer le flux : trop de liquide s'écoulerait du cerveau. C'est pourquoi le tube est muni d'une valve, un petit orifice d'environ 0,17 mm de diamètre, soit l'épaisseur d'un cheveu humain. Elle limite le débit total à 20 ml par heure. On peut donc renforcer le flux près des orifices sans risque de nuire. Auparavant, on ignorait quels orifices étaient les plus importants. Désormais, c'est clair : l'essentiel est d'écarter les deux orifices inférieurs, et on peut laisser les autres tels quels. Cette règle simple aidera les ingénieurs à concevoir des tubes qui durent plus longtemps et nécessitent moins de réinterventions.
Le diamètre de l'orifice valvulaire assurant le drainage requis s'est révélé être d'environ 0,17 mm, soit comparable à l'épaisseur d'un cheveu humain. Par ailleurs, la taille minimale des éléments du maillage de calcul était de 0,021 mm, soit près de huit fois plus petite.