Contribution à l'intégration des outils de procédures de simulation numérique dans la caractérisation du comportement des systèmes biomécaniques

Towards efficient implementation of engineering numerical methods for featuring the biomedical systems behaviour

• Auteur / Autrice : Philippe Dal Santo
• Direction : Pierre Mille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomécanique

Modèles mathématiques

Mots clés libres

Modélisation

Biomécanique

Résumé

L'étude développée dans le cadre de cette thèse concerne l'intégration, en environnement X. A. O. , de procédures de conception, simulation numérique et de validation expérimentale dans le domaine de la biomécanique. La première partie présente la définition de la méthodologie adoptée. La démarche conceptuelle mise en place est analysée très précisément dans sa structuration et dans les pôles fondamentaux qui la régissent. Les outils de l'ingénierie industrielle sont développés et appliqués dans le cas de problèmes biomécaniques. Les techniques de C. A. O. Et contrôle tridimensionnel ont contribués à restituer fidèlement les géométries complexes des appareillages étudiés. La construction des modèles de calculs et la mise en place de conditions aux limites appropriées s'inspire des hypothèses et procédures classiques de simulation numérique ou analytique des systèmes mécaniques. L'influence du comportement des structures (poutres, coques, solides,) et des matériaux (plasticité, anisotropie,) ainsi que la modélisation des liaisons (phénomènes de contact) sont présentés et adaptés aux objectifs imposes par les constatations cliniques des praticiens. La deuxieme partie presente trois applications qui illustrent la mise en place des méthodes précédentes dans des cas concrets: fixation des greffes osseuses par mini-plaques jumelées en chirurgie reconstitutive de la mandibule. Le modèle numérique décrivant la structure composée de l'ensemble mandibule, greffe, plaques a permis de vérifier le comportement du greffon et de sa liaison avec l'os sain pendant sa phase de reconstitution. Etude comparative de deux châssis métalliques en prothèse dentaire partielle amovible. Le bilan comparatif de la résistance et la flexibilité des deux structures en phase masticatoire et de manipulation a été effectué en s'appuyant sur deux géométries, à base d'éléments coques, reconstituées en C. A. O. Après digitalisation sur machine à mesurer tridimensionnelle. Etude d'implants glénoïdiens de prothèses d'épaules. L'optimisation des caractéristiques de différents implants, par comparaison des modèles et dispositifs d'ancrages existant, a été réalisée sur des géométries bidimensionnelles paramétrées. La méthodologie mise en place constitue un outil précis et performant pour la caractérisation du comportement des structures et matériaux de la biomécanique.