Caractérisation de la cinématique du genou : identifier les effets de différents paramètres sur la cinématique du genou en utilisant la modélisation

par Laurent Geais

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Roger Ohayon.

Soutenue le 04-10-2011

à Paris, CNAM , dans le cadre de Ecole doctorale Arts et Métiers (Paris) , en partenariat avec Laboratoire de mécanique des structures et des systèmes couplés (Paris) (laboratoire) .

Le président du jury était Paul Bonnevialle.

Le jury était composé de Roger Ohayon, Paul Bonnevialle, Christophe Hulet, Romain Seil, Jean-François Potel.

Les rapporteurs étaient Christophe Hulet, Romain Seil.


  • Résumé

    La cinématique de l’articulation du genou est complexe. Elle est déterminée par des paramètres géométriques et des paramètres mécaniques. Les paramètres géométriques sont principalement définis par la géométrie des os, des surfaces articulaires et par les insertions des différents tissus mous. Les paramètres mécaniques sont définis par les caractéristiques des tissus mous exprimés par les lois qui relient les distances entre leurs insertions et les efforts qu’ils génèrent. Les muscles, tendons et ligaments sont caractérisés par leur constante de raideur et leur pré-tension à une position donnée de l’articulation du genou : l’extension totale. Cette thèse analyse à l’aide d’un modèle multi-corps rigides le comportement de l’articulation du genou. La première partie de la thèse décrit la constitution du modèle. La seconde partie positionne le modèle dans des conditions aux limites. La troisième partie présente les résultats du modèle et les compare à différentes publications de la bibliographie. La quatrième et dernière partie fait varier les différents paramètres mécaniques et quantifie leur influence sur la cinématique du genou. Une synthèse des résultats permet de mettre en évidence les paramètres les plus influents sur la rotation interne/externe du tibia par rapport au fémur et sur l’avancée/recul du fémur par rapport au tibia pendant le mouvement de flexion du genou.

  • Titre traduit

    Knee kinematic characterization : 3D rigid body model : characterization of parameters effects on knee kinematics


  • Résumé

    Knee kinematic is complex. It depends of geometric parameters and mechanical parameters. Geometric parameters are mainly defined by bone geometry, articular surfaces and by several soft tissues insertions. Mechanical parameters are defined by soft tissues characteristics designed by laws which link distances between their insertions and generated forces. Muscles, tendons, and ligaments are characterized by linear stiffness and pre-load at one specific position of knee joint: full extension. This work analyzes with rigid-body simulation tool, the knee joint comportment. First part of this work describes model construction. Second part places model inside external loads and constrains. Third part shows model results and compares them to several bibliographies. Last and forth part tests several values of each mechanical parameter. This part evaluates influence of parameter to knee kinematic. Synthesis of results helps to show most influent parameters on internal/external rotation of tibia relative to femur and on femur anterior/posterior displacement during knee flexion movement.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Conservatoire national des arts et métiers (Paris). Bibliothèque Centrale.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.