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Sujet de thèse : Identification de modèles rhéologiques complexes - Application au comportement du rachis cervical

[ 02-05-2017 | proposition sujet thèse ]Sujet de thèse : Identification de modèles rhéologiques complexes - Application au comportement du rachis cervical Ce sujet donne lieu au financement, par l'Université de Lille1, d’une allocation de recherche d’une durée de trois ans, attribuée sur concours.
Contacter le ou les Directeur(s) de thèse et préparer un dossier avant la date limite du 2 mai 2017.
Pour plus d’informations sur les conditions d'inscription en thèse, veuillez consulter le site de l’Ecole Doctorale régionale Sciences pour l'Ingénieur Lille Nord-de-France.
Directeur de thèse
Tanguy Messager
Co-Directeur de thèse
Fahmi Zairi


Descriptif
Ce sujet de recherche a pour objectif de proposer un outil numérique robuste ayant pour vocation de construire des modèles de comportement mécanique adaptés aux tissus du rachis cervical. L’état de l’art montre que les modèles de comportement développés dans la littérature négligent la non-linéarité, la viscosité, la structure hétérogène des différents éléments constitutifs du rachis (disques intervertébraux, ligaments et muscles) ainsi que l’influence de l’environnement biochimique. Par ailleurs, l’état de l’art dans le domaine de la caractérisation expérimentale reste incomplète au regard de la complexité des couplages mis en jeu. Ce travail de recherche reposera d’une part sur l’acquisition d’une importante base de données expérimentale (des tissus mous et des unités fonctionnelles) ; et d’autre part sur le développement de modèles de comportement viscoélastiques, en grandes transformations, en lien avec la microstructure et l’osmolarité induite par l’environnement biochimique. Il s’agira ensuite de créer un outil d’optimisation (par approche évolutionnaire) disposant d’une base de données de composants rhéologiques élémentaires (raideurs, seuils, viscosités … linéaires ou non) issus de la littérature. L’identification consistera alors à rechercher l’agencement (en série, en parallèle, sur diverses branches) de ces éléments et à identifier leurs paramètres propres, et ce par confrontation avec la base de données expérimentales. Au vu des quelques travaux antérieurs de la littérature, basés sur des approches "empiriques", la difficulté principale de cette démarche consiste à limiter le nombre de branches, ainsi que leurs éventuelles ramifications, des schémas rhéologiques créés : il conviendra ainsi de définir un critère de pénalité à appliquer sur les solutions de conception au cours du processus évolutionnaire d’optimisation afin d’en limiter la complexité schématique ainsi que le nombre de composants rhéologiques élémentaires. De plus, cet outil numérique devra permettre l’introduction d’informations "a priori", telles que le nombre de phases en présence, fixées par l’utilisateur.

Mots-clés : bio-mécanique ; tissus mous ; rhéologie ; couplages ; optimisation évolutionnaire

Contact
Tanguy Messager, tanguy.messager@polytech-lille.fr