Modélisation mécanique du cerveau de rat : application au traumatisme cérébral
Langue Français
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Auteur : Lamy, Michael
Date de soutenance : 12-12-2011

Directeur(s) de thèse : Constantinesco, André - Willinger, Rémy

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, Médecine et santé

Mots-clés libres : modèle à éléments finis , petit animal , lésions traumatiques cérébrales , biomécanique des chocs , critères de lésions et seuils de tolérance , expérimentation animale , modélisation mécanique , contraintes et déformations
Mots-clés :
  • Cerveau - Thèses et écrits académiques
  • Lésions encéphaliques - Thèses et écrits académiques
  • Biomécanique - Thèses et écrits académiques
  • Éléments finis, Méthode des - Thèses et écrits académiques
  • Contraintes (mécanique) - Thèses et écrits académiques
  • Déformations (mécanique) - Thèses et écrits académiques
  • Expérimentation animale - Thèses et écrits académiques
Résumé : Les lésions traumatiques cérébrales sont une cause majeure de décès et d'infirmités dans nos sociétés. Elles sont souvent dues à des chutes ou accidents motorisés, quand la tête subit une sollicitation mécanique. L'étude de ces lésions représente des enjeux majeurs ; mais leurs critères d'apparition demeurent assez mal définis, car les lésions cérébrales résultent par nature d'évènements imprévisibles et ne peuvent donc être analysées qu a posteriori. Aussi, le présent travail s'est proposé de s'intéresser au traumatisme cérébral par une méthode associant modélisation numérique et protocoles expérimentaux animaux. En premier lieu, un modèle à éléments finis (MEF) du cerveau de rat est développé. Un maillage détaillé de l'encéphale est créé, basé sur des images médicales, et inclut différents composants anatomiques ; puis une caractérisation mécanique lui est définie. Après une phase de validation et tests paramétriques, le modèle permet de simuler des protocoles expérimentaux d'accélération angulaire de la tête du rat. Les résultats expérimentaux sont confrontés aux réponses numériques du modèle, pour contribuer à l'étude des critères de lésion. La première série de simulations reproduit des situations causant des lésions légères. De nouveaux indicateurs mécaniques sont proposés, s'avérant mieux corrélés aux déficits comportementaux des animaux que les paramètres usuels (contraintes et déformations). La seconde série simule des chargements responsables de lésions modérées à sévères. Par comparaison avec les informations anatomiques et histologiques, des seuils d'apparition de lésions sévères sont proposés pour les contraintes de Von Mises et les déformations principales.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-307847
Type de ressource : Thèse