Caractérisation mécanique multidirectionnelle de la colonne cervicale humaine
Langue Français
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Auteur : Günzel, Klaus
Date de soutenance : 20-10-2009
Directeur(s) de thèse : Willinger, Rémy - Müller-Storz, Hans
Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Discipline : Biomécanique
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie
Mots-clés libres : biomécanique , colonne cervicale , biofidélité , analyse modale , analyse modale en fonctionnement , modèle à paramètres localisés , manncquin , biomécanique dcs chocs
Mots-clés :
- Biomécanique
- Thèses et écrits académiques
- Vertèbres cervicales
- Thèses et écrits académiques
- Modèles mathématiques
- Thèses et écrits académiques
Résumé : En dépit des progrès réalisés dans le domaine de la sécurité passive des véhicules, les lésions du cou de faible AIS dues aux accidents de la route demeurent un problème important de la société. Les modèles mathématiques et physiques du système tête-cou humain ne sont actuellement pas biofidèles, et rendent l'optimisation des systèmes de sécurité passive difficile. Jusqu'à présent, les modèles du rachis étaient validés par rapport à des corridors dans le domaine temporel. Il n'est pas possible de caractériser un système à plusieurs degrés de liberté en ne considérant que sa réponse en temporel. Ainsi, dans le cadre de la présente thèse, nous avons analysé le système tête-cou de l'adulte et de l'enfant dans le domaine fréquentiel avec des méthodes originales basées sur des techniques d'analyse modale. Une première partie est consacrée à une analyse modale expérimentale type entrée-sortie du système tête-cou humain, effectuée sur dix adultes dans le plan sagittal, frontal et transverse. Pour la première fois, cinq modes propres de l'ensemble tête-cou ont pu être id entifiés à partir des fonction s'de transfert. Ce sont le mode de flexion-extension, le mode d'inclinaison, le mode de rotation qui est couplé au mode d'inclinaison, le mode de rétraction frontale et le mode de rétraction latérale. Un modèle à paramètres localisés à 5 ddl du système tête-cou présentant deux joints a été proposé et validé vis-à-vis des données expérimentales. De plus, une analyse modale en fonctionnement du système tête-cou de l'enfant a été réalisée. Des données de vibrations ont été acquises au cours de tours de manège dans un parc d'attractions. Cette analyse a permis d'identifier cinq modes propres dans les trois plans anatomiques. Ils sont similaires aux modes qui ont été identifiés pour les adultes. A notre connaissance, c'est la première analyse modale en fonctionnement qui a été effectuée sur des humains. Et c'est la première fois que des paramètres modaux du système tête-cou de l'enfant ont pu été identifiés. Ainsi, cette thèse contribue à une meilleure compréhension du comportement dynamique 3D de la colonne cervicale de l'homme. De nouveaux paramètres de validation appropriés pour des modèles mathématiques et expérimentaux ont été établis.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-299419
Type de ressource : Thèse
