Modelisation tridimensionnelle et parametree par elements finis de l'articulation du genou application a la conception d'une prothese totale

Tridimensionnal and parameterized finite element model of the knee joint application to total replacement design

• Auteur / Autrice : MARC SIMONDI
• Direction : François Lavaste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

L'articulation du genou doit satisfaire aux besoins contradictoires que sont une transmission d'efforts eleves tout en assurant une cinematique physiologique dotee de grandes amplitudes. Une prothese de reconstruction devra repondre autant a un besoin qu'a l'autre. L'objet de ce travail est l'obtention d'outils numeriques permettant l'evaluation des implants pour arthroplasties totales de genou, afin de pouvoir ameliorer les dessins en question, en prenant en compte les deux aspects contradictoires de l'optimisation. Le chapitre ii de ce memoire presente le mailleur geometrique specifique. Un des objectifs recherche etant la comparaison entre differentes solutions de conceptions existantes, ou bien le developpement d'un nouveau dessin d'implant, un outil de generation de la geometrie parametree des composants a ete developpe dans un format adapte au calcul par elements finis. Cet outil logiciel original permet d'aisement faire varier la forme des differents composants d'une prothese. Le chapitre iii presente l'exploitation du maillage parametre pour l'evaluation du comportement statique en condition de charges physiologiques. Au modele geometrique s'ajoute un modele mecanique, afin d'evaluer le comportement de l'implant lors de la transmission d'efforts importants. La methode d'analyse utilise le calcul par elements finis integrant des contacts de surfaces gauches. Une revue bibliographique aura permis d'evaluer les efforts a transmettre. Le chapitre iv presente l'exploitation du maillage parametre pour l'evaluation du comportement de l'implant en cinematique. Seule une evaluation de faisabilite d'etude de la cinematique est presentee. Un protocole experimental de validation du modele a ete egalement developpe. Les modeles mecaniques ont ete developpes a l'aide du progiciel marc.