Caractérisation morphologique et mécanique du foie humain en vue de l’amélioration d’un modèle éléments finis

Morphological and mechanical characterization of the human liver to improve a finite element model

• Auteur / Autrice : Audrey Chenel
• Direction : Catherine Masson, Karine Bruyère
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance le 03/12/2018
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule. Lyon (1987-….) - Laboratoire de Biomécanique Appliquée, UMR T24 INRETS (Aix-Marseille Université)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Cheynel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aline Brunon, Thierry Bège, Cyril Kahn
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rémy Willinger, Yannick Tillier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation CFD

Accélération (mécanique)

Foie

Mots clés libres

Foie

Morphotype

Corrélation 3D

Pressurisation

Décélération

Modèle numérique

Liver

Morphotype

3D correlation

Pressurization

Deceleration tests

Numerical model

Résumé

Lors des accidents de la route, les lésions de l’abdomen mettent des vies en jeu et nécessitent un traitement médical long et coûteux. Il est important d’offrir une meilleure prévention des lésions abdominales traumatiques. Des modèles numériques de corps humain ont été développés afin de comprendre les mécanismes lésionnels. L’objectif de cette thèse est de contribuer au développement d’un modèle numérique de foie humain pour la prédiction de lésions hépatiques en cas de choc.Dans un premier temps, une caractérisation morphologique du foie a été réalisée sur 78 scanners et a mis en évidence l’existence de 4 morphotypes. Ensuite, des expérimentations ont mis en évidence l’influence de la pressurisation des vaisseaux sur la déformation de la capsule et ont permis d’identifier la déformation à rupture locale lors d’un choc.Enfin, les modèles numériques des 4 morphotypes identifiés ont été construits pour simuler les essais de décélération réalisés dans la partie expérimentale.

In road accidents, lesions of the abdomen are life-threatening, and require a long and expensive medical treatment. It is important to offer a better prevention of traumatic abdominal injuries. Numerical models of the human body have been developed to understand the mechanisms of injury. The aim of this thesis is to contribute to the development of a numerical model of human liver for the prediction of liver lesions in case of shock.First, a morphological characterization of the liver was performed on 78 healthy patient scanners and highlight the existence of 4 morphotypes.Then, experiments were carried out to highlight the influence of this pressurization of the vessels on the strain state of the Glisson capsule and to identify the local ultimate strain during an impact.Finally, the numerical models of the 4 identified morphotypes were constructed and used to simulate the deceleration tests performed in the experimental part.