Un modèle pour la simulation de la mécanique cardiaque spécifique au patient est introduit, incorporant un modèle d’éléments finis tridimensionnel de la partie ventriculaire du cœur, qui est couplé à un modèle de système vasculaire, de valve cardiaque et de chambre auriculaire en boucle fermée d’ordre 0 réduit. Les ventricules sont modélisés par une loi de matériau passif orthotrope non linéaire. L’activation électrique est imitée par une contrainte active paramétrée prescrite agissant le long d’une orientation générique des fibres musculaires. Notre fonction d’activation est construite de telle sorte que le début de la contraction et de la relaxation ventriculaires ainsi que la pente de la courbe de contrainte active sont paramétrés. Le modèle ventriculaire spécifique au patient, basé sur l’imagerie, est précontraint à une faible pression end-diastolique pour tenir compte de la configuration imagée et stressée. Les conditions aux limites visco-élastiques de Robin sont appliquées à la base du cœur et à l’épicarde pour tenir compte de l’encastrement environnant. Nous traitons l’interaction solide 3D – fluide 0D comme un problème monolithique fortement couplé, qui est linéarisé de manière cohérente par rapport aux variables du modèle solide 3D et fluide 0D pour permettre une procédure de solution de type Newton. Le système d’équations linéaires couplées qui en résulte est résolu de manière itérative à chaque étape de Newton en utilisant un préconditionnement par blocs 2 × 2 basé sur la physique. En outre, nous présentons de nouvelles stratégies efficaces pour calibrer les paramètres de résistance contractile et vasculaire active en fonction des données expérimentales de pression ventriculaire gauche et de volume d’éjection obtenues dans des expériences sur le porc. Deux états exemplaires de l’état cardiovasculaire sont considérés, à savoir, après l’application de bêta-bloquants vasodilatateurs (BETA) et après l’injection de phényléphrine vasoconstrictrice (PHEN). Le calibrage des paramètres en fonction de l’individu et de l’état cardiovasculaire spécifique est effectué à l’aide d’une méthode non linéaire multiniveau en deux étapes qui utilise un modèle cardiaque de faible fidélité pour calculer une correction des paramètres pour le problème d’optimisation du modèle de haute fidélité. Nous discutons de deux choix de modèles basse fidélité différents en fonction de leur capacité à augmenter l’optimisation des paramètres. Comme les conditions d’état périodique du modèle (contrainte active, pressions vasculaires et flux) sont a priori inconnues et dépendent également des paramètres à calibrer (et vice versa), nous effectuons simultanément le calibrage des paramètres et l’estimation des conditions d’état périodique. Après quelques battements cardiaques, l’algorithme de calibration converge vers un état périodique stable en raison de la conservation du volume sanguin dans le système circulatoire en boucle fermée. Le modèle proposé et la méthode d’étalonnage multiniveau sont rentables et permettent de déterminer efficacement un modèle cardiaque in silico spécifique au patient qui reproduit très bien les observations physiologiques. Un tel modèle individuel et précis de l’état est un outil de prédiction important dans la planification des interventions, l’ingénierie des dispositifs d’assistance et d’autres applications médicales.