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Dissertations / Theses on the topic 'Essais biomécaniques'
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Virgaux, Nicolas. "Modélisation par éléments finis et évaluation clinique d'un système innovant de fusion percutanée pour les pathologies rachidiennes." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0035.
Full textAbstract:
Les douleurs de dos peuvent devenir invalidantes et nécessiter une intervention chirurgicale. La technique la plus pratiquée aujourd’hui consiste à lier deux vertèbres par un pont osseux. Une nouvelle technique a été développée permettant de créer ce pont avec l’impact le plus faible possible. Nos travaux ont pour objectif de déterminer les résultats de cette technique via une approche à trois axes complémentaires. Le premier axe consiste à évaluer les résultats en pratique clinique courante en termes de paramètres radiologiques et de scores cliniques. Le second axe consiste à déterminer l’influence des paramètres de cette nouvelle technique sur la réponse mécanique d’un rachis instrumenté par des essais in-vitro. Le dernier axe modélise numériquement cette technique implantée dans un rachis humain par éléments finis pour mesurer l’influence des propriétés du greffon sur la réponse mécanique. Ces trois axes nous ont permis de déterminer l’intérêt clinique de cette technique ainsi que ses limites. Les axes in-vitro et numériques ont permis également d’analyser finement la réponse mécanique d’un rachis instrumenté par une telle technique et d’en déterminer les spécificités propres. La combinaison de ces trois axes a permis de tirer des conclusions scientifiques sur l’intérêt de clinique de cette technique et d’apporter des pistes de développement pour de futurs évolutions de cette technique. Ces évolutions pourront amener à des améliorations techniques et de futurs projets de recherche. De manière plus générale, l’intérêt de cette approche à trois axes a été démontré pour comprendre les aspects très complémentaires qui peuvent concourir à un résultat clinique, sur le plan biomécaniqueSuffering from low back pain can be disabling and may lead to a surgical intervention. The predominant surgical technique consists in bridging two vertebrae with a bony bridge. A new technique has been developed to create such a bridge with the minimal impact. The objective of our work is to determine the results of this technique with a three complementary axes approach. The first axe consists in evaluating the clinical results in a real-life setting. The second axe consists in determining the influence of parameters specific to the technique on the mechanical response of an instrumented lumbar spine by in-vitro testing. The last axe consists in a finite element model of this technique in a human spine to measure the influence of properties of the graft on the mechanical response. The three-axes approach allowed us to highlight the clinical interests of such a technique as well of its limitations. The in-vitro and numeric axes allowed us to analyze in detail the mechanical response of an instrumented spine and to determine its specificities. Clinical and scientific conclusions have been drawn based on the combination of the three axes as well as future potential evolutions of the technique. These evolutions could lead to technical innovations and future research projects. From a more general perspective, the benefits of the three-panes approach have been demonstrated for throughout understanding of the complementarity key parameters that could yield aa given clinical outcome, from a biomechanical point of view
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Herzhaft-Le, Roy Juliette. "Efficacité d'un traitement ostéopathique pour les problématiques biomécaniques de succion des nouveau-nés." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11074.
Full textAbstract:
Introduction : L’allaitement maternel est recommandé par les instances nationales et internationales pour ses bénéfices sur la santé des mères et des enfants. Près de neuf mères sur dix initient l’allaitement au Québec. Pour celles qui arrêtent dans le premier mois, une sur deux met en cause des problèmes mécaniques de succion chez le bébé en dépit du support de consultantes en lactation (CL). Les ostéopathes, dans le monde entier, reçoivent ces bébés. Cependant, peu d’études scientifiques sont publiées sur la contribution de cette profession à ce sujet. L’objectif primaire de cette étude était de déterminer l’efficacité d’un traitement ostéopathique, couplé à des consultations d’allaitement usuelles, chez les nouveau-nés ayant des difficultés mécaniques de succion.
Méthode : Un essai contrôlé randomisé en simple aveugle portant sur 97 dyades maman-bébé référées par des CL a été réalisé. Les dyades étaient réparties en deux groupes : intervention ostéopathique ou soins usuels. Quatre temps de mesure sur une période de 10 jours, ont permis de déterminer l’efficacité de la succion pré et post intervention, l’intensité de la douleur chez la mère ainsi que tout effets secondaires perçus. Les lésions ostéopathiques ont été colligées afin de dresser un profil. Des tests-t, des Chi-carrés ainsi que des modèles de régression ont permis l’analyse des différences entre les deux groupes à l’étude.
Résultats : Les bébés ayant reçu l’intervention ostéopathique ont montré une efficacité de succion cliniquement et statistiquement supérieure au groupe de soins usuels (p<0.001). Les analyses n’ont pas montré de différence statistiquement significative entre les groupes quant à la douleur ressentie par la mère aux différents temps de mesure. Cependant, à 3 jours post intervention, les mères du groupe intervention ont perçu une diminution significative de leur douleur (p=0.001). Un profil des bébés recrutés a pu être dressé avec des dysfonctions en postérieur du crâne chez 84,5% d’entre eux. Aucun effet secondaire grave ni sévère n’a été rapporté.
Conclusion : L’ostéopathie couplée à un suivi par des CL, semble une approche prometteuse pour les dyades mère-bébé ayant des difficultés mécaniques de succion. D’autres recherches seraient à prévoir pour bonifier l’intervention ostéopathique en terme de moment, de bébés pouvant profiter de ce type de suivi, et aussi la documentation des zones en lésion.Abstract: Background: National and international policies recommend breastfeeding for its benefits on mothers’ and infants’ health. In Quebec, almost nine out of ten mothers initiate breastfeeding with their baby but half of these stop during the first month, due to biomechanical sucking difficulties, and this, despite increasing support from lactation consultants (LC). Osteopaths worldwide work with these babies, but there is little empirical evidence for this type of treatment. The primary objective of this study was to determine the efficacy of an osteopathic treatment coupled with usual lactation consultations on infants’ identified as having biomechanical sucking difficulties. Methods: A single blind randomized controlled trial including 97 mother-infant dyads referred by LC. The dyads were randomized into two groups: osteopathic intervention or usual care. Four measurement times over a 10-day period (pre and post intervention) allowed for the determination of the babies’ ability to latch, the intensity of pain felt by mothers as well as any perceived side effects. Osteopathic lesions were documented in an effort to establish a profile T-tests and Chi-square tests as well as regression models were used to compare groups. Results: Babies having received the osteopathic intervention showed a clinically and statistically significant increase (p<0.001) in their ability to latch compared to the usual care group. Analyses did not show any statistically significant difference between groups with regard to the pain felt by mothers at the different measurement times. However, 3 days post intervention, the mothers in the intervention group perceived a significant decrease in their level of pain (p=0.001). A profile of osteopathic dysfunctions in these babies was generated with 84,5% of them found to have a posterior skull dysfunction. No serious or severe side effects were reported. Conclusion: Osteopathic treatment coupled with lactation consultations seem to be a promising avenue for mother-infant dyads with biomechanical sucking dysfunctions. Further research is needed to optimize osteopathic treatment in terms of targeting babies, timing and duration of interventions and also to better document and standardize areas with osteopathic lesions.
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Laurent, Henry. "Approche micromécanique de l'os cortical : mesures de champs et simulation numérique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2006. http://www.theses.fr/2006ECAP1068.
Full textAbstract:
Ce travail vise à mieux comprendre le comportement mécanique de la microstructure de l’os cortical. L’objectif principal est la mise au point d’un modèle du comportement mécanique de la microstructure de l’os cortical. Des essais mécaniques à différentes échelles ont été réalisés. Des essais de compression monotone, durant lesquels nous étudions la localisation de la de��formation dans les ostéons (corrélation d'images). Nous montrons que le contenu minéral ne donne qu'une information très partielle sur la localisation de la déformation. Il n'en va pas de même pour l'hétérogénéité de propriétés élastiques locales mesurées par nanoindentation, qui peuvent être reliées directement à léhétérogénéité locale de minéralisation. Egalement, des essais de relaxation avec un suivit de la topographie montrent que le déplacement ostéon/matrice est d'un ordre de grandeur supérieur au déplacement interlamélaire. Un modèle éléments finis a ensuite été réalisé. Il prend en compte la morphologie des ostéons, ainsi que l'hétérogénéité de contenu minéral. Des conditions aux limites expérimentales sont utilisées. Une approche inverse est mise en œuvre pour identifier l'hétérogénéité de propriétés élastiques dans la microstructure, en comparant les champs de déformation calculés et mesurés. Nous montrons que l'hétérogénéité de minéralisation induit des concentrations de contrainte dans certains ostéons. L'hétérogénéité de propriétés élastiques est donc un paramètre important à prendre en compte dans de futures modélisations et qui pourrait contribuer à expliquer l'augmentation de fragilité osseuse avec l'âge, en raison de modification dans le processus de remodelageThis work aims to bring new insight in the mechanical behaviour of cortical bone. The main aim is to develop a model of the mechanical behaviour of cortical tissue, using experimental results. Some mechanical tests are conducted. First, the localization of the strain during compression tests was obtained with digital image correlation. We show that the strain is heterogeneous and poorly related to local mineral content. Then, using nanoindentation measurements, we show that the heterogeneity of local Young's modulus is mainly related to the heterogeneity of mineral content. Also, some relaxation test are performed: the out of plane displacement field is monitored. We show that the relative displacement osteon/matrix is one order of magnitude more than the inter-lamellar movement. A finite element model is also developed. It takes into account the heterogeneity of mineral content and the shape of osteons. The computed strain field is compared to the experimental one, and the heterogeneity of elastic properties is identified with an inverse method. We show that the heterogeneity of elastic properties results in some specific stress concentration inside the tissue. This heterogeneity should thus be taken into account in future models, and it could contribute to rise in bone fragility with elderly due to modification in remodeling process
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Hauw, Denis. "Programmer les actions sportives acrobatiques : essai d'application en milieu scolaire." Paris 10, 1992. http://www.theses.fr/1992PA100133.
Full textAbstract:
Dans une première partie, une analyse épistémologique du concept d'enseignement programmé et de ses implications sur le plan de la structuration de la connaissance est produite. Une perspective de rénovation fondée sur la théorie soviétique de l'activité est proposée et occupe dans ce cadre le statut de modele théorique de réference. Dans une seconde partie une analyse théorico-experimentale de l'acrobatie en gymnastique sportive conduit à proposer un référentiel pour l'analyse rationnelle des actions en acrobatie. Celui-ci repose sur une analyse objective fondée sur la biomécanique et sur la tentative d'identification des représentations fonctionnelles chez les experts. Ce référentiel est opérationnalisé sous forme algorithmique avec le concept d'opération nodale. Enfin une analyse expérimentale d'application pédagogique concernant une figure acrobatique spécifique, le salto avant, a permis d'étudier les conditions biomécaniques affectant sa reussite et la rentabilite d'une genèse sociale de cette actionIn a first part, an analysis of the program instruction concept and of his involvement in knownledge structure is produced. A prospect renovation based upon the soviet theory of activity is suggest and hold in this case theorical model of reference status. In a second part a theorico-experimental analysis of the acrobatic in sport gymnastic leads to proposed a reference for rational analysis of the acrobatic actions. It is based upon an objective analysis with biomecanical and an analysis of the operative images of the champions. This reference is realized with an algorithmic structure with the nodal operation concept. Then, an experimental analysis of pedagogical application with a specific pratice, the forward somersault, leads to study bionecanical conditions of result, and the profit-earning capacity of social genesis of this acrobatic action
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Ninou, Michel. "Le genu valgum de l'adulte : approche biomécanique et essai de demembrement : à propos de 16 cas, recul de 7 à 9 ans." Saint-Etienne, 1994. http://www.theses.fr/1994STET6406.
Full text
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Jundt, Géraldine. "Modèles d'endommagement et de rupture des matériaux biologiques." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544861.
Full textAbstract:
En biomécanique des chocs et en traumatologie virtuelle, l'étude des mécanismes lésionnels est essentielle pour évaluer les seuils de tolérance du corps humain. Dans ces domaines, la simulation numérique prend une place prépondérante grâce à des modèles éléments finis de plus en plus réalistes et précis. Cependant, leur mise en oeuvre est complexe : les modèles actuels ne permettent pas de décrire les propriétés d'endommagement et de rupture des matériaux biologiques et limitent donc leurs champs d'utilisation pour la description des mécanismes de blessures. De plus, leur biofidélité concerne essentiellement la description géométrique et structurelle des différents organes et tissus. L'objectif de ce travail porte donc sur l'amélioration de la description des mécanismes lésionnels des os et l'étude des possibilités de personnalisation des propriétés mécaniques pour rendre compte de la variabilité biologique. Après avoir étudié les spécificités du comportement mécanique de l'os et un ensemble de lois de comportement, nous avons choisi un modèle d'endommagement le plus approprié. Cette loi a été validée d'un point de vue thermodynamique. Puis elle a été adaptée à une formulation éléments finis, pour être implémentée dans une plate-forme numérique de calcul dynamique explicite. Pour son adaptation, nous avons fait des choix scientifiques mais aussi des choix de « circonstance » imposés par la formulation spécifique des calculs dynamiques explicites. Afin de rendre compte des différences interindividuelles, nous avons étudié l'influence de certains paramètres tels que la porosité, la minéralisation, l'âge ou le sexe, sur les propriétés mécaniques des os. Nous avons également réalisé des essais de flexion d'os longs. Ces essais ont une double finalité : étudier l'influence des paramètres biologiques et expérimentaux sur le comportement de fémurs et de tibias, et évaluer la loi de comportement par la simulation de ces essais. L'évaluation de la loi d'endommagement pour l'os a été effectuée à différentes échelles (simulations d'essais sur éprouvettes et des essais de flexion de fémurs). La loi donne des résultats tout à fait satisfaisants et propose un profil de rupture cohérent avec celui observé expérimentalement.
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Garo, Anais. "Modélisation du corps vertébral en chargement dynamique : intégration de l'effet de l'âge." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00615426.
Full textAbstract:
Afin d'analyser le comportement biomécanique des vertèbres pour des applications biomédicales ou traumatiques, les modèles par éléments finis sont de plus en plus utilisés. Cependant la variabilité biologique, dont les effets de l'âge, et les sollicitations dynamiques ne sont pas toujours prises en compte lors du développement de ces modèles. Cette thèse a pour objectif de rendre compte des effets de l'âge dans la modélisation des vertèbres pour des chargements dynamiques. La partie expérimentale a porté sur la réalisation d'essais en compression de corps vertébraux à 0,5m/s. Les données nécessaires à la compréhension des mécanismes de fractures des corps vertébraux et à la validation des modèles ont été collectées et complétées par des mesures de densité sur des images scanners. La partie numérique a été décomposée en trois volets : D'abord, les propriétés de l'os cortical et de l'os spongieux ont été déterminées par analyse inverse dans un modèle de vertèbre lombaire à différentes vitesses. Puis, les effets de l'âge ont été implémentés dans ces modèles calibrés. Les propriétés mécaniques de l'os ont été calibrées en fonction de données de la littérature. Enfin, à partir des scanners du volet expérimental, des modèles personnalisés ont été développés. Leurs réponses, comparées aux données expérimentales, ont montré la pertinence de la personnalisation en chargement dynamique tant d'un point de vue qualitatif (initiation de la fracture) que quantitatif (effort, raideur, énergie). Les résultats de ce travail mettent en perspective l'évaluation des effets de l'âge tant dans la fragilité du rachis lors d'un traumatisme que pour sa réparation.
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Auperrin, Audrey. "Caractérisation tissulaire pour la détermination du comportement de l'os crânien: essais mécaniques et imagerie médicale." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00454865.
Full textAbstract:
Malgré les mesures de prévention récemment mises en œuvre, le nombre d'accidents de la route dans des pays développés tels que la France reste relativement élevé. Face à ce constat, il est nécessaire de connaître la tolérance au choc du corps humain dans le but de concevoir des aménagements de véhicules propres à assurer sa protection de façon optimale. Dans ce cadre, la protection de la tête est primordiale dans le sens où il s'agit d'un des segments corporels les plus gravement touchés en cas d'accident automobile. Nous nous intéressons dans le cadre de cette thèse au comportement de l'os crânien et à ses caractéristiques tissulaires. Des éprouvettes prélevées sur des calottes humaines et conservées selon différents modes sont soumises à des essais de flexion trois points, à plusieurs vitesses de sollicitation. Par ailleurs, des procédés d'imagerie sont utilisés pour la détermination de données physiques et structurelles de l'os crânien humain. Celles-ci sont confrontées et mises en relation avec les paramètres mécaniques découlant des essais expérimentaux. L'étape suivante consiste à montrer l'apport de la caractérisation tissulaire pour la simulation du comportement mécanique de l'os crânien par éléments finis. Ce travail donne les moyens pour la personnalisation des modèles en éléments finis du crâne, et montre son importance, afin de simuler parfaitement son comportement en cas de choc, et d'offrir ainsi des outils de prédiction lésionnelle plus performants.
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Neveu, Pauline. "Etude morpho-fonctionnelle et biomécanique des allures quadrupèdes des insectivores : essai de modélisation de la locomotion d'un morphotype mammalien de base." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112189.
Full textAbstract:
Les mammifères actuels, qui montrent une grande diversité d'adaptations locomotrices, ont évolué à partir d'animaux marcheurs non spécialisés, comme certains insectivores actuels. Si ces espèces ne peuvent être assimilées aux insectivores du tertiaire, elles présentent suffisamment de similitudes pour être envisagées comme un modèle permettant de mieux comprendre les relations forme-fonction des premiers mammifères. Dans ce but, une étude comparative du système ostéo-musculaire de 4 espèces d'insectivores marcheurs a été réalisée ainsi qu'une quantification de leur cinématique locomotrice par le biais de la vidéoradiographie. L'ensemble des données morpho-fonctionnelles a été intégré dans une modélisation assistée par ordinateur pour construire un robot virtuel dynamique capable de se déplacer en interagissant avec son environnement. Les caractéristiques dynamiques de ce modèle sont en retour appliquées au vivant pour vérifieer les hypothèses fonctionnelles déduites des observations cinématiques. Ce travail a dégagé les caractéristiques morpho-fonctionnelles des insectivores ; l'emploi d'allures de marches diagonales à séquence latérale, des membres relativement fléchis qui effectuent des mouvements d'abduction adduction ainsi que les caractéristiques cinématiques articulaires. Le modèle dynamique corrobore des hypothèses faites d'après le vivant : les articulations qui cinématiquement semblent être les éléments propulseurs sont les articulations qui montrent les plus importants efforts articulaires dans le modèle virtuel. De même, le rôle en traction des antérieurs au cours de la locomotion, suggéré par l'étude cinématque, s'accorde avec les efforts horizontaux que développe le modèle virtuel. En vue d'être appliqué à des espèces disparues de mammifères primitifs, ce modèle pourra être affiné et utilisé comme simulateur pour étudier, sous les aspects évolutif et mécanique, la mise en place des membres parasagittaux dans le cas de l'adaptation à la course par exemple.
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Benkhémis, Ines. "Essai de repérage du critère minimisé spontanément par le sportif : exemple du saut en longueur." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2357.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de retrouver le critère minimisé spontément par un sauteur en longueur lors de l’impulsion. Une fois la capture du mouvement effectuée, les paramètres de phase à l’instant initiale et à l’instant final sont injectés dans une procédure d’optimisation paramétrique où plusieurs types de critères sont minimisés. Les critères énergétiques traduisent la notion d’économie alors que les critères sthéniques traduisent la notion d’intégrité musculo-squelettique. Les résultats énergétques se rapprochent des mouvements continus alors que les critères sthéniques sont plus proches des gestuelles à contre-mouvementThe aim of this study is to find criteria which is minimized by a long jumper at the take-off. After motion capture angular positionsand velocities at the initial and final time are used in parametric optimisation procedure with differents criteria. Energetic criteria are associated with economic goal. Sthenic criteria are associated with the musculo-skeletal concept. Results demonstrate that sthenic criteria simulate gestual with countermovement whereas energetic criteria simulate continuous gestual
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Gusachenko, Ivan. "Microscopie par génération de second harmonique résolue en polarisation : développements théoriques et expérimentaux et application à l'imagerie de la microstructure du tendon pendant des essais mécaniques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00910146.
Full textAbstract:
Le collagène est une protéine de structure majeure qui forme diverses organisations macromoléculaires dans les tissus, et est responsable des propriétés biomécaniques de la plupart des organes. La génération de seconde harmonique (SHG) est une technique d'imagerie adaptée pour sonder l'organisation fibrillaire du collagène. Ce travail vise à implémenter et à caractériser la SHG résolue en polarisation (PSHG), et à coupler cette technique à des essais biomécaniques pour obtenir des informations structurelles multi échelles sur les tissus collagéniques. Nous avons d'abord étudié les effets optiques linéaires qui influencent l'imagerie P-SHG dans les tissus anisotropes denses tels que les tissus collagéniques. Nous avons développé un modèle théorique qui prend en compte la biréfringence, la di-atténuation et le mélange de polarisation, et nous avons obtenu un excellent accord avec nos mesures P-SHG dans le tendon de queue de rat. De plus, nous avons effectué des simulations numériques de la propagation du faisceau d'excitation et de la formation du signal SHG dans le tendon et la cornée. Ces simulations ont confirmé le rôle crucial de la biréfringence en P-SHG. Nous avons ensuite mis en place un dispositif expérimental combinant des essais mécaniques avec l'imagerie SHG. Cela a permis de visualiser la morphologie du tendon à l'échelle micrométrique pendant les essais mécaniques macroscopiques. Nos résultats ont montré que l'imagerie SHG sous traction permet d'élucider le lien entre la réponse macroscopique des tissus et leur structure microscopique. Enfin, nous avons développé un modèle théorique pour relier l'anisotropie du signal P-SHG à l'ordre orientationnel submicrométrique des harmonophores dans le tissu. Nous avons testé ce modèle par des mesures P-SHG sur un tendon soumis à une élongation croissante. Nous avons alors caractérisé avec succès les variations d'organisation des fibrilles dans le tendon en fonction de l'élongation.
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Diffo, Kaze Arnaud [Verfasser]. "Étude biomécanique comparative de cinq différents systèmes de fixation utilisés dans les cas d'ostéotomies tibiales valgisantes: Essais expérimentaux et simulations numériques incluant les forces musculaires / Arnaud Diffo Kaze." Aachen : Shaker, 2016. http://d-nb.info/1118259300/34.
Full text
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Delille, Rémi. "Contribution à la compréhension du comportement mécanique de l'os du crâne humain sous différents moyens de conservation et de sollicitation." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00270740.
Full textAbstract:
Les études statistiques d'accidents montrent que la tête est le segment corporel le plus vulnérable lors d'un accident (chocs piétons, chocs deux-roues et chocs latéraux). Pour enrichir les modèles virtuels d'être humain et développer de nouveaux outils de prédictions lésionnelles, ce travail propose une série d'expérimentations afin d'obtenir les propriétés mécaniques homogénéisées de l'os du crâne humain (pas de distinction entre l'os cortical et spongieux).Des essais ont été réalisés sur 20 SHPM (Sujet Humain Post Mortem) « frais ». Un protocole spécifique a été développé afin de prélever 19 éprouvettes par crâne. Au total, 380 échantillons ont été testés en flexion trois points. Les courbes effort/déplacement ont servi de référence pour l'identification du comportement élastique. De nombreuses relations par zones et orientations osseuses ont été obtenues.
Des essais de cyclage dans la zone élastique ont été réalisés sur 105 échantillons prélevés sur 7 SHPM congelés. L'effet de la vitesse de sollicitation a été étudié. Cette seconde campagne permet de comparer les éprouvettes en fonction de leur mode de conservation. Une corrélation a été mise en évidence et a permis d'extrapoler le module d'élasticité à l'état « frais » d'un SHPM testé congelé.
Ces deux campagnes d'essais ont permis d'aboutir à une corrélation entre le module d'élasticité équivalent et les propriétés géométriques (épaisseur et densité) d'un SHPM « frais ».
Les derniers travaux ont porté sur le développement d'un nouveau prototype de tête. Pour cela, 7 calottes, provenant de SHPM congelés, ont été testées en compression. Les propriétés élastiques du prototype sont issues des campagnes expérimentales précédentes et présentent une distinction entre chaque zone. Ce prototype a été validé par des essais statiques et dynamiques en compression dans différentes zones osseuses.
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Bakumobatane, Mokassa. "Contribution à l'étude de l'os spongieux de l'épiphyse proximale du tibia: sa distribution trabéculaire, ses caractéristiques biophysiques, biochimiques et biomécaniques :essai de compréhension de l'étiologie sous-chondrale de la gonarthrose." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1991. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/213082.
Full text
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Dallard, Jérémy. "Modélisation du doigt dans un contexte de manipulation fine : une approche éléments finis et expérimentale." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1060/document.
Full textAbstract:
Disposer d’un modèle numérique de doigt permettant de simuler le contact de façon réaliste serait un atout pour les domaines d’applications de la réalité virtuelle et de l’aide à la conception adaptée de matériel. De plus, savoir simuler un contact « biofidèle » entre les doigts et un objet permettrait de répondre à des questions de recherche fondamentale concernant la préhension (évaluation de la qualité d’une prise, choix de stratégies de préhension…).Les modèles existants dans la littérature sont variés en termes de propriétés matériaux et de géométrie mais aucun modèle ne s’impose pour prédire de façon satisfaisante le comportement mécanique de la pulpe des doigts. Cette thèse a pour objectif de proposer des lignes directrices pour le développement d’un modèle éléments finis de l’extrémité du doigt orienté vers la simulation de la manipulation fine.Dans un premier temps, la loi de comportement la plus simple possible mais rendant bien compte du comportement hyperélastique des tissus est identifiée. Ensuite, l’étude de modèles géométriques simplifiés permet de proposer un jeu de marqueurs géométriques permettant de construire un modèle idéalisé. Enfin, une campagne expérimentale innovante de chargements mécaniques sur le doigt sous IRM (8 sujets) permet d’enrichir la base de données des essais existants et de valider les hypothèses de modélisation faites en termes de loi de comportement et de géométrieA fingertip model enabling realistic contact simulations would be an attractive feature in the virtual reality field and could help the design process of new products. Furthermore, such a tool would allow investigating fundamental research questions associated with prehension (assessment of the efficiency of a grasp, choice of a grasping strategy,…).Existent fingertip models exhibit various material properties and geometries but none of them stand out in the prediction of the mechanical behavior of the fingertip.The main topic of this PhD work is to propose general guidelines for the development of fingertip models dedicated to fine manipulation tasks. First a hyperslastic behavior law is identified, being both as simple as possible and enough complex to reproduce the non-linear behavior of the soft tissue. Then, a geometrical study permits to determine a set of geometric markers enabling the development of an idealized geometrical model. Finally, an MRI innovative experimental campaign of fingertip loading tests is performed (on 8 subjects) to expand the existent experimental database and validate the modeling assumptions made concerning the behavior law and the geometrical approach
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Mo, Fuhao. "Towards lower limbs new injury criteria for pedestrian safety based on realistic impact conditions." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4104.
Full textAbstract:
La sécurité du piéton est un problème de santé publique, qui doit être traité tant par les acteurs de la recherche que par l'industrie automobile pour apporter des solutions technologiques innovantes. Dans les accidents impliquant des piétons, le premier contact est généralement localisé sur les membres inférieurs exhibant de fréquentes et nombreuses lésions pouvant être très sévères. Compte tenu des caractéristiques biomécaniques du membre inférieur, comment améliorer les critères de blessures existants pour contribuer au développement d'une voiture moins agressive pour les piétons ? La présente étude vise donc à promouvoir des améliorations significatives de critères de blessure des membres inférieurs pour la sécurité des piétons combinant des essais expérimentaux et des simulations numériques. Un modèle par éléments finis des membres inférieurs (modèle LLMS) a été utilisé et amélioré pour étudier les réponses mécaniques des membres inférieurs dans des conditions de chargement realists. Une attention particulière a été accordée sur la capacité du modèle à prédire séparément les blessures des os longs et celles de l'articulation du genou pour développer deux critères de blessures distincts. Pour le tibia, la nature de sa structure et les conditions de chargement qui lui sont appliquées nous ont conduit à proposer une courbe quadratique de moment en flexion qui tient compte de différents points d'impact. Pour le genou, le critère de blessure a été établi à partir d'une fonction combinant cisaillement latéral et flexion latérale. Ce critère permet de hiérarchiser la nature et la sévérité des lésions en fonction du mécanisme de blessure prépondérantPedestrian safety is a worldwide concern, which needs to be investigated by both vehicle manufacturers and researchers to approach innovative solutions. In car-Pedestrian accidents, lower limbs have been demonstrated to be the most frequently injured body region of the pedestrian. Given the biomechanical features of lower limbs, how the existing injury criteria could be improved to aid the development of a pedestrian friendly car? The current study aims to promote significant improvements in the injury criteria of lower limbs for pedestrian safety combining experimental tests and numerical simulations. A finite element lower limb model (LLMS model) was used and improved to investigate the mechanical responses of lower limbs in the loading conditions reflecting the car-Pedestrian impact. A particular attention was paid on the model ability of predicting separately the injuries of long bones and knee joints to develop the corresponding injury criteria. With regard to the tibia structure and its loading condition in pedestrian accidents, we proposed a quadratic curve of bending moments to tibia locations as its injury tolerance. Given dominant injury mechanisms of the ligaments, the knee injury criterion was established as a function of combined joint kinematics including lateral bending and lateral shearing. Moreover, these criteria are relevant with the previous and current experimental test results. Finally, the efficiency of the proposed criteria was evaluated by a parametric study of the realistic car-Pedestrian impact conditions
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Bry, Régis. "Contribution à l'étude de la variabilité des propriétés mécaniques de l'os cortical diaphysaire d'un os porteur (fémur) et non-porteur (humérus)." Thesis, Valenciennes, 2015. http://www.theses.fr/2015VALE0022/document.
Full textAbstract:
Dans le but d’enrichir la modélisation virtuelle d’êtres humains et de mieux comprendre la biomécanique de certaines parties du squelette, ce travail propose une analyse comparative des propriétés histologiques et mécaniques de deux os appendiculaires fonctionnellement opposés : l’humérus et le fémur. La campagne a été réalisée à partir d’échantillons provenant de quatre SHPM embaumés (Sujet Humain Post-Mortem), de sexe masculin. Une étude géométrique en 3D a débuté l’expérimentation. Elle a été suivie par une analyse histomorphométrique de 153 photographies réalisées à partir de la face antéromédiale du cortex diaphysaire, à quatre niveaux de hauteur et à trois niveaux de profondeur. Des essais mécaniques ont ensuite été effectués sur 28 éprouvettes d’os cortical non congelé, provenant du même site anatomique. L’expérimentation s’est déroulée sur machine conventionnelle de traction. Elle comportait des essais en traction/compression et des essais de cyclage en traction dans le domaine élastique, à la vitesse de 0,05 mm/mn, jusqu’à rupture. Une loi d’endommagement a également été élaborée. Ces travaux ont montré que ces deux os offrent un comportement différent. L’humérus s’avère être moins résistant et plus raide que le fémur. Son endommagement intervient plus rapidement. Les valeurs mécaniques relevées sont en rapport avec la densité et la taille des ostéones actifs, ainsi qu’avec les caractéristiques de la porosité Haversienne. Les différences de comportement mécanique relevées s’expliquent par l’adaptation microscopique du tissu osseux cortical aux contraintes subies par un os porteur ou non-porteur. Les variations interindividuelles observées sont fonction de son état physiologiqueWith the aim of enriching the virtual modelisation of human beings and understanding better the biomechanics of some parts of the skeleton, this work proposes a comparative analysis of histological and mechanical attributes of two functionally opposed appendicular bones: femur and humerus. The campaign has been done with samples coming from four embalmed PMHS (post mortem human subjects) of the male gender. A 3D geometric study started the experiment. It was followed by an histomorphometric analysis of 153 pictures carried out on the anteromedial face of the diaphyseal cortex at four levels of height and three levels of depth. Mechanical tests were then done on 28 specimens of non frozen cortical bone coming from the same anatomic site. The experiment took place on a conventional traction machine. It consisted of traction/compression tests and cycling tests under traction in the elastic zone, at the speed of 0.05 mm/mn until yield point. A damage law has also been elaborated. These studies have shown that these two bones offer a different behaviour. The humerus bone turns out to be less resistant and stiffer than the femur. It is damaged more quickly. The mechanical values noted are related to the density and the size of active osteons and also to the characteristics of Haversian porosity. The difference of mechanical behavior noticed can be explained by the microscopic adaptation of the cortical bone tissue to the stresses undergone by the bearing and non bearing bones. The inter-individual variations observed are linked to the physiological state of this tissue
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Pichon, Eric. "Etude des propriétés mécaniques du cheveu : Essais de traction et de relaxation : modèlisation : rôle de divers facteurs expérimentaux." Besançon, 1989. http://www.theses.fr/1989BESA2014.
Full textAbstract:
Modelisation du comportement rheologique du cheveu en realisant differents tests mecaniques sous des conditions precises d'hygrometrie et de temperature. Il a ete adopte un modele non lineaire faisant intervenir une loi viscoplastique a ecrouissage additif
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Cridelich, Carine caroline. "Influence of retraint systems during an automobile crash : prediction of injuries for frontal impact sled tests based on biomechanical data mining." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2009.
Full textAbstract:
La sécurité automobile est l’une des principales considérations lors de l’achat d’un véhicule. Avant d’ être commercialisée, une voiture doit répondre aux normes de sécurité du pays, ce qui conduit au développement de systèmes de retenue tels que les airbags et ceintures de sécurité. De plus, des ratings comme EURO NCAP et US NCAP permettent d’évaluer de manière indépendante la sécurité de la voiture. Des essais catapultes sont entre autres effectués pour confirmer le niveau de protection du véhicule et les résultats sont généralement basés sur des valeurs de référence des dommages corporels dérivés de paramètres physiques mesurés dans les mannequins.Cette thèse doctorale présente une approche pour le traitement des données d’entrée (c’est-à-dire des paramètres des systèmes de retenue définis par des experts) suivie d’une classification des essais catapultes frontaux selon ces mêmes paramètres. L’étude est uniquement basée sur les données du passager, les données collectées pour le conducteur n’ étant pas assez complètes pour produire des résultats satisfaisants. L’objectif principal est de créer un modèle qui définit l’influence des paramètres d’entrées sur la sévérité des dommages et qui aide les ingénieurs à avoir un ordre de grandeur des résultats des essais catapultes selon la législation ou le rating choisi. Les valeurs biomécaniques du mannequin (outputs du modèle) ont été regroupées en clusters dans le but de définir des niveaux de dommages corporels. Le modèle ainsi que les différents algorithmes ont été implémentés dans un programme pour une meilleur utilisation quotidienneSafety is one of the most important considerations when buying a new car. The car has to achievecrash tests defined by the legislation before being selling in a country, what drives to the developmentof safety systems such as airbags and seat belts. Additionally, ratings like EURO NCAP and US NCAPenable to provide an independent evaluation of the car safety. Frontal sled tests are thus carried outto confirm the protection level of the vehicle and the results are mainly based on injury assessmentreference values derived from physical parameters measured in dummies.This doctoral thesis presents an approach for the treatment of the input data (i.e. parameters ofthe restraint systems defined by experts) followed by a classification of frontal sled tests accordingto those parameters. The study is only based on data from the passenger side, the collected datafor the driver were not enough completed to produce satisfying results. The main objective is tocreate a model that evaluates the input parameters’ influence on the injury severity and helps theengineers having a prediction of the sled tests results according to the chosen legislation or rating.The dummy biomechanical values (outputs of the model) have been regrouped into clusters in orderto define injuries groups. The model and various algorithms have been implemented in a GraphicalUser Interface for a better practical daily use
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Roothaer, Xavier. "Approche multi-échelle du comportement mécanique des os porteurs et non-porteurs : vers une personnalisation des modèles numériques EF de l'être humain." Thesis, Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2019. http://www.theses.fr/2019UPHF0020.
Full textAbstract:
Le squelette humain a pour fonction de protéger les organes internes tout en participant au système de locomotion. Afin d’en assurer la rigidité mécanique, l’os cortical est présent dans toutes les parties du squelette. Le remodelage osseux, processus dynamique, est actif tout au long de la vie. Il permet à l’os cortical d’adapter sa géométrie et son architecture interne en fonction des contraintes qui lui sont appliquées. Étant un processus complexe, le remodelage osseux est amené à dysfonctionner chez les personnes âgées et fragiliser leurs os. Ainsi, cette thèse étudie les os porteurs et non porteurs humains en se concentrant sur le fémur et l’humérus. La revue de la littérature, effectuée dans le chapitre 1, met en évidence plusieurs verrous scientifiques à résoudre. En effet, pour diverses raisons pratiques, le fémur est très largement étudié, délaissant l’étude des autres os. Cela a pour effet d’en impacter les données matériaux utilisées par les modèles numériques du corps humain, souvent extraites d’études très anciennes et obsolètes dont les sujets humains diffèrent. De plus, les études architecturales sont, pour la plupart, limitées à des analyses en 2D et ne sont pas adaptées par rapport à l’architecture osseuse complexe. Par conséquent, le second chapitre décrit une méthode innovante capable d’analyser et de quantifier l’architecture en 3D à partir de scans tomographiques. Les canaux, connectivités et BMUs, berceaux du remodelage osseux, sont automatiquement détectés. 77 échantillons, prélevés sur humérus et fémurs gauche et droit, sont scannés et quantifiés à partir de cette méthode. Étant donné que de nombreuses caractéristiques, jamais mesurées auparavant, sont obtenues, des essais de traction et d’indentation sont effectués afin de comprendre et de mettre en évidence l’impact de l’architecture sur le comportement mécanique. Par conséquent, l’intégralité des échantillons, précédemment scannée, est testée. Dans l’objectif d’extraire des tendances générales, les humérus et fémurs sont comparés suivant différents tests statistiques. De même, l’impact de la latéralité est aussi étudié. Pour terminer, une étude de corrélation, suivie d’une étude de régressions, est effectuée afin de fournir des fonctions polynomiales destinées à prédire le comportement mécanique à partir d’une simple étude architecturaleThe human skeleton aims at participating to the locomotor system, protecting and serving as brackets for the internal organs. To ensure the mechanical stiffness of the entire body, the cortical bone can be found in every part of the skeleton. A dynamic process occurs throughout the life and is named bone remodelling. This process adapts the cortical bone architecture and the shape of bones according to their functions. Due to its complexity, bone remodelling can defect in the elderly and weakens bones. This thesis studies the bearing and non-bearing long human bones by focusing on the humerus and femur. A survey of the state of the art, detailed in the first chapter, reveals several lacks. First, the femur is widely investigated compared to the other bones and this unbalance creates a lack of data for the other bones. Therefore, inputs for numerical human models come from deprecated and contradictory studies where the extra-individual differences impact the trends. Second, architectural studies are mainly limited to in-plane assessment whereas the vascular network is complex and needs more robust analyses. Thus, the second chapter describes an innovative method to 3D assess the cortical vascular network from tomographic data. This Python script automatically detects canals, connectivity and Bone Multicellular Units (BMUs), cradle of the bone remodelling activity. Then, 77 samples from left and right femurs and humeri of ten human cadavers are scanned and analysed using this method. As this method provides numerous novel features of the cortical architecture, tensile and indentation tests are also carried out in order to understand and exhibit the impact of the architecture on the mechanical behaviour. Hence, all the scanned samples are tested and available for statistical analysis. So as to identify global trends, humerus and femur are compared using different statistical tests. Likewise, the bias impact is also investigated. Finally, a correlation study followed by a regression study is described so as to provide polynomial functions in order to be used to predict the mechanical behaviour from an architectural study
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Le, Tellier Bérenger. "Méthode d'évaluation des systèmes de retenue des enfants dans un environnement automobile." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD010.
Full textAbstract:
Suite à l’évolution de la réglementation relative aux dispositifs de retenue pour enfants en juillet 2013, une campagne d’évaluation expérimentale a permis de constater que la situation des plus jeunes impliqués dans un choc latéral était particulièrement critique. Pour y remédier, une méthodologie originale a été développée dans le but de dimensionner les matériaux d’absorption d’énergie « idéaux » à intégrer aux sièges-auto au niveau des zones d’impact de la tête, de l’épaule et du bassin. Une étude paramétrique basée sur ce concept a alors consisté à piloter la retenue de ces trois segments corporels dans le but de minimiser, soit les critères réglementaires (mannequins Q0 et Q1), soit les critères biomécaniques (modèle hybride Q0-6WOC). Les recommandations issues de cette étude ont ensuite été appliquées à un dispositif de retenue existant afin de l’optimiser en choc latéral. Après avoir vérifié que les valeurs d’accélération linéaire résultante de la tête et de HPC étaient bien inférieures aux seuils imposés par la réglementation, un modèle par Eléments Finis (EF) du siège-auto optimisé a été développé puis validé en situation dynamique. Finalement, après couplage de ce modèle EF du dispositif de retenue optimisé avec le modèle hybride Q0-6WOC, il a été montré que les résultats de simulation numérique en choc latéral étaient deux fois plus faibles que ceux obtenus avec le dispositif de retenue de référenceFollowing changes in Child Restraint System (CRS) regulation in July 2013, an experimental CRS evaluation campaign has been conducted. Then, it has been noticed that the situation amongst the youngest involved in side impact was particularly critical. An original methodology has been therefore developed in order to define the “best” energy absorption materials to use in child seats for head, shoulder and pelvis areas. A parametric study in which the restraint of each body segments was independently piloted has then been conducted. The aim was to minimize either regulatory criteria of Q0 and Q1 dummies, or biomechanical criteria based on Q0-6WOC hybrid model. Those recommendations have thereafter been applied to improve an existing child restraint system under side impact. First, it has been checked that resultant linear acceleration of the head and HPC criteria were below regulation limits. Second, Finite Element (FE) model of the optimized car seat has been created and validated in several dynamical steps. Third, both reference child restraint system and optimized child seat has been evaluated in side impact with Q0-6WOC hybrid model. Finally, it has been showed that technical changes helped to cut in half the biomechanical results
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Cardou, Philippe. "Conception d'accéléromètres multiaxiaux avec architectures simpliciales pour l'estimation de la pose et du visseur instantané d'un corps rigide." Phd thesis, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00601152.
Full textAbstract:
Les assemblages d'accéléromètres sont utilisés entre autres en biomécanique afin d'estimer le champ des accélérations d'un corps rigide et, de là, les variables cinématiques décrivant les déplacements dudit corps rigide. On remarque toutefois que le progrès de cette technologie a été limité par celui des gyroscopes micro-usinés, lesquels sont plus précis que les assemblages d'accéléromètres dans la plupart des applications. Le but des recherches décrites dans cette thèse est d'améliorer la précision des estimés de vitesse angulaire produits par les assemblages d'accéléromètres. Les développements proposés portent sur deux aspects : une classe d'architectures mécaniques d'accéléromètres est proposée ayant pour but de réduire la sensibilité des capteurs aux accélérations transverses, des algorithmes robustes étant également proposés afin d'estimer la vitesse angulaire à partir de certaines ou de toutes les composantes du champ d'accélération du corps rigide. La classe d'accéléromètres proposée est inspirée des architectures de machines à cinématique parallèle (MCP) en assimilant la masse d'épreuve et le support d'un accéléromètre à l'organe terminal et à la base d'une MCP, respectivement. Une caractéristique commune aux MCP proposées ici est que leurs organes terminaux et leurs bases sont reliées par n+1 chaînes cinématiques simples, n = 1, 2, 3 étant leurs nombres de directions sensibles respectifs. Pour cette raison, on appelle accéléromètres simpliciaux multiaxiaux les capteurs résultant de ces MCP. Une version microusinée de l'accéléromètre simplicial biaxial est conçue, fabriquée et testée. En outre, la théorie permettant l'estimation de la vitesse angulaire d'un corps rigide à partir de mesures d'accélérations est réexaminée. De cette révision, quatre algorithmes permettant l'estimation de la vitesse angulaire à partir de mesures d'accélération centripète sont proposés. Enfin, un algorithme permettant l'estimation de la vitesse angulaire d'un corps rigide à partir de mesures d'accélérations centripète et tangentielle et reposant sur le filtrage de Kalman est proposé.