Note ABES Vulnérabilité du segment tête cou sous dynamique de chargement élevée : approche expérimentale et numérique Vulnerability of the head-neck segment under high strain rate loads : experimental and computational approaches Analyse vibratoire Ondes de choc Phénomène d’explosion Traumatismes crâniens Explosion phenomenon Head injuries Shock waves Vibration analysis 534 571.4 620 Explosions Crâne Dispositifs de sécurité Crâne -- Lésions et blessures Vibrations Dans le contexte actuel de conflits armés, le nombre de traumatismes crâniens consécutifs à une explosion représente un coût sociétal important puisque le moindre déséquilibre dans le système crâne-cerveau peut entrainer l’incapacité voire le décès des victimes. Ce travail de thèse s’est intéressé à la compréhension d’un des mécanismes susceptibles d’entraîner des lésions cérébrales : la déflexion crânienne. Un des premiers objectifs a été d’identifier les limites des substituts de tête humaine existants, afin de proposer une alternative. Le nouveau substitut suggéré a été dimensionné à l’aide d’une étude paramétrique pour que son comportement vibratoire soit proche de celui d’un crâne humain sec. Des études d’analyses modales expérimentales et numériques ont ainsi été menées de front pour caractériser les modes propres du nouveau substitut. Enfin, des essais ont été menés en champ libre pour étudier la réponse du substitut face au phénomène d’explosion. D’une part, il a été montré que ce substitut constitue une bonne approximation du comportement des sujets exposés in-vitro dans la littérature. D’autre part certains de ses modes propres sont mis en vibrations lors d’une explosion, ce qui démontre que le mécanisme de déflexion crânienne est bien une hypothèse plausible. Les vibrations enregistrées doivent à présent être reliées aux lésions cérébrales observées, afin de faire évoluer les équipements de protection face à ce type de menaces. In the current context of armed conflicts, the number of head injuries following an explosion represents a significant societal cost since the slightest imbalance in the cranial-brain system can lead to the incapacity or even the death of the victims. This PhD thesis focused on the understanding of one of the mechanisms that can lead to brain damage: cranial deflection. First, the limitations of existing human head substitutes were identified, in order to propose an alternative. The suggested new substitute was sized using a parametric study to ensure that its vibratory behaviour was close to that of a dry human skull. Experimental and numerical modal analyses were thus conducted simultaneously to characterise the eigenmodes of the new substitute. Finally, free-field tests were carried out to study the response of this new cranial substitute when exposed to the blast phenomenon. On the one hand, it was shown that this substitute is a good approximation of the behaviour of subjects exposed in-vitro in the literature; and on the other hand, that some of its eigenmodes are set in vibration during an explosion. Hence, the cranial deflection mechanism is a plausible hypothesis. Recorded vibrations should now be linked to observed cerebral lesions, to enable the development of protective equipment for this type of threat. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 27005522 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 text/html http://www.theses.fr/2022STRAD019/Document Elster Natacha 1996-02-01 FR 267611897 0107021394C 21918042 4200015 https://theses.fr/2022STRAD019 2022STRAD019 https://doi.org/10.70675/3fac522cza1a1z4774zb53azc63d0fb2930e 2022-12-15 Biomécanique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Willinger Rémy MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 034250336 Deck Caroline MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 107954990 Peldschus Steffen MADS_PRESIDENT_DU_JURY 182552608 Peldschus Steffen MADS_RAPPORTEUR_1 182552608 Arnoux Pierre-Jean MADS_RAPPORTEUR_2 167016059 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 ddc:570 ddc:620 Willinger Rémy Deck Caroline Peldschus Steffen Peldschus Steffen Arnoux Pierre-Jean École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 27005522 confidentialité 2022-12-15 2027-12-01 confidentialité 2022-12-15 2027-12-01 confidentialité 2022-12-15 2027-12-01