Contribution à l'identification de lois matérielles de l'os du crâne humain en quasi-statique à partir d'expérimentations et de simulations numériques
DELILLE
Type de document
THESE
Langue
francais
Auteur
DELILLE
Résumé / Abstract
Mémoire de thèse de doctorat en génie mécanique - sous la dir. De J. Bonnoit, INRETS/LBA et P. Drazetic, université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis. Chaque année, en moyenne, 8000 usagers des routes françaises décèdent dans les accidents de la circulation. Pour les victimes gravement atteintes, les séquelles sont fréquentes, parfois irréversibles et handicapantes, rendant alors impossible leur réinsertion professionnelle. L'analyse statistique des bilans accidentologiques révèle que la tête constitue encore un des segments corporels les plus vulnérables et que des améliorations doivent être apportées dans les moyens de sa protection. Dans une première partie, des essais expérimentaux sur sujets cadavériques sont entrepris. Une méthode permettant de préparer les têtes prélevées sur des sujets anatomiques est élaborée. 10 essais de compression quasi-statique sur crâne sont réalisés. 92 essais sur éprouvettes osseuses prélevées sur boite crânienne humaine sont également accomplis. Les courbes effort/déplacement obtenues lors de ces essais servent de référence pour l'identification de lois de comportement de l'os du crâne. Dans un second temps, une méthode permettant d'identifier une loi de comportement de l'os du crâne est entreprise. La géométrie de chaque éprouvette de l'os du crâne est reconstruite. La loi de comportement de l'os est identifiée par méthode inversée. Chaque crâne teste en compression est simulé numériquement. Le modèle éléments finis utilisé est reconstruit à partir de coupes IRM puis redimensionné pour se rapprocher du crâne réel. Les simulations numériques du crâne mettent en évidence l'importance d'utiliser des caractéristiques mécaniques élasto-plastiques. Ces résultats vont servir à la définition d'une résine pour la création d'un modèle physique du crâne en stéréolithographie. La mise à disposition d'un tel modèle de tête physique, couplé à un modèle éléments finis permettra à terme d'améliorer le travail effectué depuis plusieurs années sur les reconstitutions d'accidents.
