Elaboration et validation d’un modèle de l’articulation temporo-mandibulaire par éléments finis

• Auteur / Autrice : Mhamad Aoun
• Direction : Mariano Cid
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et ingénierie
• Date : Soutenance le 01/06/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : l
• Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Nadeau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Gorce, Michel Mesnard, Cyril Sedarat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-José Boileau, José Simoes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie par résonance magnétique

Modélisation tridimensionnelle

Éléments finis, Méthode des

Simulation par ordinateur

Articulation temporo-mandibulaire

Mots clés libres

Articulation temporo-mandibulaire

Imagerie par résonance magnétique

Analyse vidéo 3D

Méthode éléments finis

Modélisation

Simulation

Temporomandibular joint

Magnetic resonance images

3D Motion analysis

Finite element method

Model

Simulation

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans un projet à long terme de conception de nouvelle prothèse de l’Articulation Temporo-Mandibulaire (ATM). Afin de faciliter une caractérisation non invasive de l’ATM, elle a conduit à l’élaboration d’un modèle élément finis plan de l’ATM. Le modèle, construit à partir de relevés IRM, intègre le ménisque ainsi que les insertions musculaires et ligamentaires. Il est commandé en déplacements imposés tout d’abord et en efforts imposés ensuite. Les déplacements ont été mesurés par analyse vidéo 3D et les efforts musculaires ont été évalués par EMG au cours de travaux antérieurs réalisés au sein du laboratoire. Le modèle est ici exploité pour simuler un mouvement d’ouverture et un serrage inter-incisives dans trois configurations qui correspondent à des ouvertures de 5 mm, 25 mm et 30 mm. Les résultats de ces simulations, validés par IRM, ont permis de caractériser le rôle du disque articulaire de l’ATM dans la réalisation des déplacements et la transmission des efforts. L’étude souligne la nécessité de rechercher des solutions technologiques de remplacement du disque articulaire lors de la conception d’une nouvelle prothèse.

This study presents a part of a long-term project that aims to design a new prosthesis for the Temporomandibular Joint (TMJ). In order to facilitate a non-invasive characterization of the TMJ, a plane finite element model of the joint has been elaborated starting from MRI images. The model integrates the meniscus as well as the principal ligaments and the main muscular insertions. It has been driven firstly with displacements and then with forces. The displacements have been measured using a 3D motion analysis system and the muscles forces have been taken from anterior former EMG studies led in the laboratory. An opening movement and inter-incisors clenching in three configurations which correspond to openings of 5, 25 and 30 mm have been simulated. The results of these simulations, validated by MRI, made it possible to characterize the function of the articular disk during the movement and the transmission of actions. This study underlines the necessity of seeking technological solutions to replace the meniscus when designing a new prosthesis.