Thèse soutenue

Approche probabiliste de la propagation des incertitudes dans le modèle mécano-numérique du système couplé "fémur-prothèse non cimentée"
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Auteur / Autrice : XiaoSu Hu
Direction : Michel Fogli
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Mécanique
Date : Soutenance le 15/11/2010
Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Ingénieries - (LAMI) Laboratoire de Mécanique et Ingénieries
Jury : Président / Présidente : Michel-Henri Fessy
Examinateurs / Examinatrices : Ahmed Mebarki, Laurence Chèze, David Clair, Tarik Aït Si Selmi, Christophe Saint-Pierre, Florence Labesse-Jied
Rapporteurs / Rapporteuses : Ahmed Mebarki, Laurence Chèze

Résumé

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L' arthroplastie de la hanche par prothèse non cimentée est une solution couramment employée pour les patients rencontrant des problèmes du système locomoteur. Une telle solution présente toutefois un inconvénient majeur, souligné par tous les utilisateurs : le manque de stabilité primaire de la prothèse. Or, cette faiblesse peut provoquer des complications graves, voire l'échec de l'opération chirurgicale. Par conséquent, parvenir à une bonne fixation primaire est un point crucial de ce type d'opération chirurgicale pour assurer cliniquement une satisfaction à court et long terme.Dans le but de mieux appréhender cette problématique centrale, une piste préopératoire a été adoptée. Un modèle éléments finis permettant de décrire le comportement mécanique du système couplé « os-prothèse non cimentée : DePuy Corail® » a été développé et validé par des expérimentations in vitro. Puis, pour tenir compte de la forte variabilité des paramètres du modèle, inhérente à la nature même du problème, une modélisation stochastique de ces derniers a été introduite et une stratégie mécano-probabiliste proposée, destinée d'une part à quantifier en termes probabilistes l'effet sur la réponse des incertitudes affectant les paramètres du modèle, et d'autre part à évaluer la stabilité primaire du système os-prothèse en contexte fiabiliste. La mise en oeuvre pratique de cette approche a été réalisée à l'aide d'outils numériques basés sur la méthode de Monte-Carlo standard et une procédure de collocation stochastique.L'originalité du travail présenté réside avant tout dans la proposition d'une méthodologie probabiliste capable de prendre en compte les incertitudes dans la problématique de la stabilité primaire des prothèses de hanche non cimentées. Elle tient également dans la potentialité de cette méthodologie à être facilement transplantable en contexte industriel.