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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Caractérisation mécanique multidirectionnelle de la colonne cervicale humaine

GÜNZEL, Klaus (2009) Caractérisation mécanique multidirectionnelle de la colonne cervicale humaine. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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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 identifiés à partir des fonctions 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.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Mécanique. Biomécanique
Mots-clés libres:biomécanique ; colonne cervicale ; biofidélité ; analyse modale ; analyse modale en fonctionnement ; modèle à paramètres localisés ; manncquin ; biomécanique dcs chocs
Sujets:UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-5 Santé, industrie du médicament, cosmétique
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-21 Ingénierie et technologies
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.4 Biophysique > 571.43 Biomécanique
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.4 Biophysique > 571.43 Biomécanique
Code ID:1793
Déposé le :27 Avril 2010

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