Offre de Thèse : Etude numérique et expérimentale des sollicitations mécaniques appliquées au bassin dans le cadre d’une fracture complexe. Application à l’ostéosynthèse par utilisation d’un dispositif médical implantable personnalisé.

    THÈSE CEMEF 2022 : Etude numérique et expérimentale des sollicitations mécaniques appliquées au bassin dans le cadre d’une fracture complexe. Application à l’ostéosynthèse par utilisation d’un dispositif médical implantable personnalisé.

    Objectif général

    La présente thèse vise à déterminer l’influence des modes de chargement du bassin sur la distribution des contraintes mécaniques intra-osseuses ainsi que sur les performances et incidences mécaniques du dispositif médical implantable associé à la correction des fractures.

    Contexte

    L’augmentation de l’espérance de vie et la nécessité de conserver une activité et une fonction locomotrice de bonne qualité le plus longtemps possible conduisent à une augmentation régulière des interventions chirurgicales, en particulier en orthopédie. De manière à contrebalancer cette tendance, de nouvelles technologies visant à la prise en charge personnalisée du patient émergent, permettant une réduction drastique des coûts, des temps opératoires, ainsi qu’une amélioration des résultats cliniques. En particulier, la fabrication additive d’implants personnalisés offre des perspectives prometteuses, bien qu’encore basée sur des critères géométriques, au détriment d’une stabilisation mécanique adéquate de l’assemblage implant/os.

    Description du sujet

    Les axes de recherche envisagés à des fins d’évaluation biomécanique s’appuieront sur un modèle d’implant destiné à la consolidation des fractures par matériel d’ostéosynthèse de type vis/plaque en alliage de titane. Une réflexion sur l’aspect personnalisé du dispositif ainsi que la typologie des liaisons mécaniques entre les sous-ensembles sera conduite, appuyée par la détermination des besoins des praticiens.
    L’ostéosynthèse définie fera l’objet d’un modèle de simulation numérique par la méthode des éléments finis. Au sein de ce modèle, les propriétés des différents matériaux seront définies ainsi que les liaisons entre les divers composants et les sollicitations appliquées à l’os du bassin. La mise en place du modèle visera dans un premier temps à étudier des cas de chargements simples, pour le complexifier par la suite en intégrant des chargements physiologiques via l’utilisation de modèles musculosquelettiques. La mise en place rigoureuse de ces modèles numériques sera encadrée par la conduite d’activités de vérification et de validation selon la réglementation en vigueur.
    La démarche scientifique intégrera la validation des observations in silico par la mise en place d’un dispositif expérimental in vitro permettant de reproduire les conditions simulées. Le choix des conditions de tests (test statique, dynamique, vitesse et fréquence d’essai, etc.) et des paramètres analysés (déplacement, déformation, contrainte, etc.) résulteront d’une analyse approfondie de la littérature scientifique associée aux données de sorties du modèle in silico, dans la mesure des limitations associées aux essais biomécaniques in vitro.
    Cette thèse s’achèvera par une conclusion quant à l’applicabilité et la prédictibilité du modèle numérique, obtenue par comparaison des résultats expérimentaux et numériques, et tenant compte respectivement des incertitudes de mesures et de calculs.


    Profils recherchés

    Le(a) candidat(e) sera titulaire d'un Master 2 Recherche ou sera issu d'une école d'ingénieur dans les domaines de la mécanique et/ou biomécanique avec des connaissances solides en modélisation numérique (i.e. modélisation éléments finis) et un attrait pour le domaine de la santé. Autonomie, rigueur, dynamisme et joie de vivre !


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    Informations générales

    • Thème/Domaine : Mécanique Numérique et Matériaux
    • Lieux de travail : La Rochelle / Nice / Sophia-Antipolis
    • Mots clés : Biomécanique, orthopédie, dispositif médical, étude expérimentale et numérique
    • Démarrage de la thèse : octobre 2022
    • Type de projet/Collaboration :
      Laboratoire principal : Unité de Recherche Clinique Côte d’Azur (UR2CA, Nice)
      Laboratoire secondaire (cotutelle) : Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF, Sophia Antipolis)
      Entreprise d’accueil : Abys Medical (La Rochelle)
    • Financement : CIFRE Abys Medical

    Contacts

    • Encadrants/Dir. de thèse :
      Pr M.-O. Gauci (CHU Nice/UR2CA), Pr Y. Tillier (CEMEF, Mines Paris – PSL) - Contact : Nicolas Rousseau - nrousseau@abys-medical.com

    Consignes pour candidater

    • les papiers requis pour postuler :
    • CV détaillé
    • Relevés de notes des trois dernières années et classement dans la promotion
    • Lettre de motivation
    • Deux lettres de recommandation

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