ETUDE PAR ELEMENTS FINIS

I - METHODES : CREATION D'UN MODELE EN DEUX DIMENSIONS

L'étude par éléments finis a été motivée par la volonté d'accéder à l'état des contraintes à l'intérieur de l'os.

L'alternative aurait été une analyse par photoélasticimétrie utilisant un matériau photoélastique n'ayant pas les caractéristiques biomécaniques de l'os, ou bien une étude telle celle de JACOB sur un modèle humain de pelvis en résine en incluant des jauges de déformation.

La modélisation par éléments finis demande de définir des caractéristiques mécaniques précises et de se rapprocher de la réalité. Elle permet de modifier facilement les paramètres, telle que la géométrie locale, les caractéristiques mécaniques des matériaux, le chargement et les conditions limites.

L'exploitation des résultats se trouve également facilitée puisqu'on peut obtenir une cartographie de tous les types de contrainte, déformation, déplacement, ainsi que la valeur en chaque noeud. Le modèle, réalisé par les ingénieurs du laboratoire de biomécanique de l'E.N.S.A.M, reflète la réalité anatomique de la hanche, car il s'inspire d'une coupe frontale, obtenue par tomodensitométrie passant à l'endroit où le diamètre cotyloïdien est maximal.

Le but de notre étude étant d'analyser l'influence de l'épaisseur du MB d'un implant cotyloïdien sur les contraintes que subit la hanche lors d'un appui monopode, dans une zone proche du cotyle, nous avons choisi une modélisation en deux dimensions, suffisamment précise dans sa géométrie pour nous permettre d'apprécier l'allure de la répartition des contraintes, et leur modification en fonction de l'épaisseur du MB.

Les temps de calcul étaient beaucoup plus rapides qu'en modélisation en 3D, cela nous a permis d'avoir un plus grand nombre d'éléments de la zone intéressante et, par conséquent, une plus grande précision dans les résultats des calculs, l'étude en 3D présentant l'avantage d'avoir une géométrie plus proche de la réalité et de visualiser les contraintes sur l'ensemble du bassin. Les méthodes mises en oeuvre pour obtenir ce modèle sont précisées dans l'annexe I.