Modélisation probabiliste de la fissuration des os
C'est un projet collaboratif transversal entre deux départements de la composante ex-IFSTTAR de l’Université Gustave Eiffel : TS2/LBA et MAST/EMGCU. A ce titre, il s’inscrit dans une logique générique :
- dont l’objet central est la modélisation probabiliste des processus de fissuration dans les matériaux hétérogènes quasi-fragiles,
- et dont la vocation est d’être appliquée à deux domaines particuliers : les composites cimentaires d'un côté, et l’os humain de l'autre.
Modéliser les processus de fissuration des os a un objectif clair : il s'agit d’être capable de prédire et de quantifier de manière réaliste, les dommages provoqués par des chargements mécaniques statiques et dynamiques sur des structures osseuses.
Et cet objectif doit servir des problématiques sociétales importantes : accidentologie, implantologie, vieillissement de la population, etc. …
La stratégie envisagée est de formaliser le lien qui existe entre structure interne du matériau et propriétés mécaniques intervenant dans les processus de fissuration. Ce formalisme nécessite (1) la définition et la mesure d’un degré d’hétérogénéité des matériaux testés, (2) la mise en œuvre d’essais expérimentaux pour l’identification par analyse inverse de propriétés mécaniques caractéristiques des phénomènes de fissuration (résistances, énergies de fissuration, etc. …). Une fois ce lien établi, il sera implémenté dans un modèle de fissuration probabiliste puis validé.
Cette stratégie reprend, dans ses étapes et sa philosophie, l’essentiel des aspects développés pour la modélisation probabiliste de la fissuration des os. D’où le partenariat établi.
Ce projet est supporté par la thèse de T.Kurtz, démarrée en octobre 2020, et par les projets d’intiative ciblée FOs (2018-2019) et COs (2020-2021). Ces derniers se sont concentrés sur l’élaboration d’essais expérimentaux de fissuration sur tronçons courts (projet FOs) et tronçons long (projet COs) d’os humains.
Articulation entre les projets d'initiative ciblée FOs et COs ayant facilité le développement des essais expérimentaux
Essais sur tronçon court
Essai sur tronçon long
Ce projet mobilise également des partenariats avec : le laboratoire ADES (CNRS/AMU/EFS) et l’UML de la Timone à Marseille, L’Ecole Polytechnique de Montréal et l’Université Fédérale de Rio de Janeiro (ce dernier partenariat faisant l’objet d’un projet ISITE).
Intervenants associés au projet :
MAST/EMGCU: jean-louis.tailhan@univ-eiffel.fr, pierre.rossi@univ-eiffel.fr
TS2/LBA: yves.godio-raboutet@univ-eiffel.fr, pierre-jean.arnoux@univ-eiffel.fr, lionel.thollon@univ-amu.fr