Modélisation en interaction fluide-structure

par Adil El Baroudi

Thèse de doctorat en Mécanique. Biomécanique

Soutenue en 2010

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse est essentiellement constitué de deux parties. La première partie s’intéresse à la modélisation du système crâne-cerveau lors d’un choc. Dans ce système, le fluide joue un rôle tampon entre les deux solides qui ont des propriétés matérielles complètement différentes. Lors d’un choc, on n’arrive pas jusqu’à présent à comprendre les phénomènes d’apparition de lésions cérébrales, qui constituent un enjeu majeur en accidentologie. L’étude s’appuie sur un dispositif expérimental existant, à partir duquel des modèles ont été élaborés. Deux modèles ont été proposés : couplage inertiel et couplage visqueux. Ceux-ci ont été résolus analytiquement et numériquement. La seconde partie aborde la dynamique du système aortique pendant un choc. Dans un premier temps, on s’intéresse à la réponse dynamique de la branche ascendante de l’aorte où une solution analytique du problème modal associé est proposée, afin de pouvoir utiliser par la suite une technique de projection modale. Ensuite, le système entier est soumis à un choc. En effet, en accidentologie, on observe dans certaines situations, une rupture au niveau de la partie terminale de branche ascendante de l’aorte : c’est la rupture isthmique. Dans toute l’étude, le caractère hétérogène de la paroi aortique est pris en compte. Diverses études à caractère paramétrique ont été menées.

  • Titre traduit

    Fluid-structure interaction modeling : application to the biomechanics problems


  • Résumé

    This thesis is essentially constituted of two parts. The first part focuses on modeling the skull-brain system during an impact. In this system, the fluid acts as a buffer between the two elastic solids with completely different material properties. During an impact, we are not able to understand untill now some phenomena of brain injury, which is a major challenge in traffic accident. The study used on an existing experimental device from which models were developed. Two models were proposed : inertial coupling and viscous coupling. These have been solved analytically and numerically. The second part deals with the dynamics of the aortic system during a shock. Initially, we study the dynamic response of the ascending branch of the aorta where an analytical solution of the modal problem associated is proposed in order to subsequently use a modal projection technique. Then, the whole system is subjected to a shock. Indeed, in accident research, we observe in some cases, a break at the end portion of descending branch of the aorta : the isthmic rupture phenomenon. In all the study, the heterogeneous character of the aortic wall is taken into account. Various parametric studies have been conducted.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VII-257 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 247-257

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2010/140
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