[PDF] Caractérisation et modélisation de la rupture des tissus hépatiques

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THÈ

SE Caractérisationetmodélisation dela rupturedestissushépatiques

Documentprovis oire

l'I nstitutNation aldesSciencesApp liquée sdeLyon leGR ADEDEDOCT EUR

Méc

anique,Énergé tique,GénieCivil,Acoustiq ue MÉCANIQUE-GÉNIEMÉC AN IQUE-GÉNI ECIVIL

AlineBRUN ON

Agr

égéedeMé cani que

Jury

Résumé

MOTSCL ÉS:

Abstract

KEYWORDS:

Tabledesma tières

Ta blede smatièr esi

Tabledesfi guresv

Listedest ableau xix

Introduction1

1 Contextedel'étud eeté tatdel'art5

2 Essaisdecara ctér isationdestissushépatiques39

3 Essaisdegonfl ement àrupturesurcapsu le isolée65

4 Modélisationdel'endommage mentd ansuntissufibreuxplan91

5 Applicationsdumodèleetide ntifi cationdesp aramè tresmatériau121

Conclusionsetperspect ives 133

A Protocolesexpérimenta ux137

B CodeFORT RANdumodèled'en dommag ement143

Nomenclature152

Bibliographie153

Tabledesfi gures

x SEST VUMAT SEST ST

Listedest ableau x

Introduction

in-vivo in-vitro in-vivo

Chapitre1

Co ntextedel'é tude etétatdel'art Danscep remi erchapitre,lec ontextedecettethès eest décritentermesan atom iqueset traumatologiques.Puisonprocèdeàun étatdel' arte ntermesdecarac té risa tion expérimentaleetmodélisati onde stissusmous,entraitantàl afoisl ecomportemen tetla rupture. Sommaire1.1Qu elquesdonnéesana tomiques...... ................... .6

1.2Tr aumatologieetaccidentologi e... ......................8

1.3Ca ractérisationmécaniquedesorgan esabdominaux...... ...... ..11

1.4Pr éconisationsexpérimentales.. ........................23

1.5Mo délisation.............. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 25

1.1Qu elquesdonnéesana tomiques

ligament coronairediaphragme ligament triangulaire droitlobe droit vésicule biliaireligament triangulaire gauche lobe gauche ligament falciforme ligament rondligament triangulaire gaucheligament coronaireveines hépatiquesveine cave inférieure ligament triangulaire droit ligament rondvésicule biliairelobe carrélobe de Spigelzone nue pédicule hépatiquefissure pour le ligament rond FIG

URE1.1:

hépatocytes espace porte veine centrolobulairelobule délimité par le tissu conjonctifFIGURE1. 2:

FIGURE1.3:

FIGURE1. 4:

capsule parenchyme

FIGURE1. 5:

1.2Tr aumatologieetaccidentologi e

1.2.1Clas sificationdelagravitédesble ssur es

National

TraumaDataB ank

TABLE1. 1:

TABLE1

. 2: www.trauma.org/archive/scores/iss.html

OISTy pede

blessureDescriptiondelablessu reAIS-90

TABLE1

. 3:

1.2.2Trau matologieetaccidentologied ufoi e

NationalAutomot iveSamplingSystem

UKN ationalAccidentD ata

UKi n-depthcrashinju rydata

1.3Ca ractérisationmécaniquedesorgan esabdominaux

1.3.1Essa issurorganes abdomi nauxentiers

) TABLE1 . 4. in-vivoin-vitro in-vitro in-vitro in-vitroin-vitro in-vivo in-vivo in-vitro in-vivo in-vivo in-vivo in-situ in-vitro in-vitro in-vivo in-vitro in-vivo ()a b in-situ ()a b in-vitro ()a b in-vivo in-vitro in-vitro in-vivo in-vivot h d in-vitrot h d in-vivo ()a b g in-vitro ()a b g in-vivo ()a b g in-vitro ()a b g in-vivoQLV in-vitro QLV ' in-vitroQLV

TABLE1

. 5: () s=b(eae)() s=b e ae +geQLV ex-vivo in-vivo in-vitro in-vitro

FIGURE1.6:

Bilandese ssaiss urorganesent iers

in-vitro

1.3.2Essa issurparench yme

1.

3.2.1Compo rtement

E E

µ' a,'

()a b (c)

TABLE1

. 6: () (c)

Hétérogénéité:

Anisotropie:

Influencedelacap sule :

Influencedel'hyd rata tion:

Problématiquedel'étatini tial :

1.3.2.2Ruptur e

s r er

PKr Er

PKr Er

s r er' s r er SED r kJ:m s r

TABLE1

. 7: Influencedumodede cons ervati onde séchantillons:

Influencedelavit esse deso llicitation:

Anisotropie:

250
200
150
100
50
0 Contrainte à rupture (kPa)0.005/s 0.05/s 0.5/s40 30
20 10 0

SED (kJ/m3)0.005/s 0.05/s 0.5/s

FIGURE1

. 7:

Bilandese ssaiss uréchantillo nsdepa renchymes

1.3.3Essa issurtissusc onjonc tifsfibreux

1.3.3.1Comport ement

1.3.3.2Ruptur e

s

Bilandese ssaiss urtissusconj onctif s

()E E ()X X n

µ a

in-vivo ()' c' c' () c c ()E E ; a; ()E E ()E E ;; a;; E E

µ a TABLE1

. 8. ()EE

W=X(J)+X(J)(J)+k=(J)J=I=

IJ=I= I k=f(X;n)() cc s stat l stat s dyn l dyn s s s radial penetration endommagement 's s e

GreenLagrange

s s e s s e 's s humain e humain sporc eporc s s stat e stat s dyn e dyn s s s e s s

TABLE1

. 9:

1.4Pr éconisationsexpérimentales

in-vitro in-vivo in-vitro in-vivo in-vivo in-vitro

Hydratationdestissus:

Températured'essai:

Conservationdestissus:

in-vivo in-situ in-vivoin-vitro in-vitro in-vitro in-vitro

Originebiolog ique:

in-vivo in-vivo in-vitro

Bilansurl espréc onisat ionsexpérimentales

in-vitro

1.5Mo délisation

1.5.1Desc riptiondestenseursdesd éforma tionsetdescontra intes

1.5.1.1Déforma tions

W B (e,e,e) c

X x=c(X) W

F=

J=detF

F e 1 e 2e3
Xx U 0 U X (X,

Y,Z)x(x,y,z)c

FIGURE1

. 8: C=FT :F E= C-I

B=F:FT

TABLE1

. 10: RF UF F=RF :UF li F UF e E 1.

5.1.2Cont raintes

T

TT=T:nn

T p S

JT=p:FT

=F:S:FT T s

1.5.2Modé lisationdestissusmous

1.5.2.1Viscoé lasticité

t g t(t) /Gflg(t)Gfl/G+Z ejwsG(s)ds

G(t) Gfl

QLV

A(t) /å

k/a k exp tt k A

1.5.2.2Élasti citénonlinéaireethyp erélas ticitéisotrope

toe-region Contrainte nominale [MPa]Contrainte de Lagrange [Pa]AllongementDéplacement [mm]

Force [N]radial

tangentielDéformation nominale [%]

FIGURE1

. 9:

Y=Y(F)

Y UF C=U FE= UF -Id Y Y (F) =Y(UF ) =Y(C) =Y(E) S= e l s=b(eae) s=b eae +ge s=ga+ lea(l)l ea(l C

8>>>><

>:I =tr CI trC tr C I =de tC

Y li

Y=Y(Ii) =Y(li),i=..

S=å

i=l iNi Ni

Ni UF

Ca s com⎷ressible F=J F J F C=J C C= FT .F

Y=Yvol(J)+Yiso(C)

S=Svol

+Siso Svol iso(C) C Svol =pJCSiso =J DS D Y iso=Nå i+j=C ij(I)i(I)j Cij

Yiso=C(I)

Yiso=C(I)+C(I)

Yiso=C(I)+C(I)+C(I)

Yiso=Nå

i=C i(I)i aiµi

Yiso=Nå

i=µia i- lai+lai+lai·

Casin compressible

J/l:l:l/

p

Y/f(F)p(J):

1.5.3Casp articu lierdestissusplansfibre ux

1.5.3.1Modélis ationducomportement:hype réla sticitéisotropetrans ve rse

Anisotropiemacroscopiq ue

Y/ c[exp(Q)]p(J) c Q

Q/f(bi;Ejk)i/:: j;k/X;Y;Z

bi Fibresalign éesselonuneouplu sieursdire ctions priv ilégiées ni n

Y=f(C;ni)p(J)i=::n

ni f :I (C;ni) =ni:Cn i I (C;ni) =ni:C ni I (C;n;n) =n:Cn I (n;n) = (n:n) Fibresdispe rséesethomogénéisatio nduc omportement H H= pZ w r(n)n ndw r nwquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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