RECUEIL DES SUJETS DE MASTER 2013-2014 L B M C UMR T … · LBMC). Les étudiants intéressés doivent contacter l’encadrant principal indiqué dans les fiches « sujet ». Ces

INSTITUT FRANÇAIS

DES SCIENCES

ET TECHNOLOGIES,

DES TRANSPORTS,

DE L'AMÉNAGEMENT

ET DES RÉSEAUX

RECUEIL DES SUJETS DE MASTER 2013-2014

LABORATOIRE DE BIOMECANIQUE ET MECANIQUE DES CHOCS

UMR_T 9406 IFSTTAR/UCBL

LYON - BRON

Centre de Bron Campus Universitaire de la Doua

IUT B Villeurbanne Faculté de Médecine Lyon-Sud

Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs sujets de Master 2013-2014


Le mot du directeur Vous trouverez dans ce recueil les sujets de Master Recherche proposés au Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC). Ce laboratoire développe des recherches dans le domaine de la biomécanique et de la mécanique des structures pour des applications dans le domaine de l’ingénierie pour la santé, la protection des usagers et l’ergonomie des transports. Ces recherches se font à la fois d’un point de vue expérimental et en simulation numérique. Le LBMC comporte plusieurs sites sur la région lyonnaise. Il est très proche du milieu médical, et des industriels des transports et de la santé. Ces sujets de master s’adressent principalement à des étudiants de formation mécanique et/ou biomécanique. La plupart peuvent se prolonger en thèse de 3ème cycle au sein de l’Ecole doctorale MEGA de Lyon (une trentaine de doctorants est régulièrement accueillis au LBMC). Les étudiants intéressés doivent contacter l’encadrant principal indiqué dans les fiches « sujet ». Ces stages se dérouleront au sein des équipes de recherche du laboratoire, souvent suivis par un binôme d’encadrants, certains en collaboration avec d’autres laboratoires ou d’autres équipes du LBMC. Il s’agit pour la plupart de travail d’équipe avec des doctorants, chercheurs, ingénieurs s’appuyant sur des moyens expérimentaux ou de calcul performants et importants. Les informations complémentaires sur le LBMC, les équipes d’accueil et les thèmes de recherche sont accessibles à l’adresse suivante : www.inrets.fr/linstitut/unites-de-recherche-unites-de-service/lbmc.html . Bienvenue au sein de nos équipes de recherche Philippe Vezin Directeur du LBMC

http://www.inrets.fr/linstitut/unites-de-recherche-unites-de-service/lbmc.html



Biomécanique des chocs pour l’évaluation et

l’amélioration de la protection des usagers



Titre du Master Caractérisation mécanique du tissu pulmonaire

Titre en anglais Mechanical characterization of lung tissue

Lieu de travail principal LBMC-Bron (UMR 9406 IFSTTAR-UCBL)

Encadrant Karine Bruyère-Garnier, Chargé de Recherche

Tel : 04 72 14 23 68, e‐mail : [email protected]

Dans le domaine médical (pour la chirurgie, l’amélioration des diagnostics, le développement de thérapeutiques et de dispositifs médicaux, …) ou pour la prédiction des risques de blessures en cas de choc (pour des applications en sécurité des transports, en sports, en médecine légale), les modèles numériques du corps humains offrent de nombreux potentiels. Un des enjeux du développement de ces modèles est la modélisation des organes internes mous et particulièrement ceux dont le comportement mécanique est conditionné par les mécanismes physiologiques (circulation sanguine, respiration, …). Leur structure et leur comportement mécanique sont complexes, et une caractérisation mécanique in vitro d’échantillons isolés ne représentent pas les conditions aux limites et de chargement suffisamment réalistes.

Dans ce contexte, on s’intéresse aux poumons. Ils présentent une structure arborescente relativement rigide formée par les bronches et bronchioles. Cette structure est entourée d’un parenchyme alvéolaire. Ces alvéoles pulmonaires sont agrégées en acini puis en lobules reliés par du tissu conjonctif fibreux qui se déforme largement au cours de la respiration (cf figure 1). Très peu de travaux ont été réalisés pour connaitre le comportement mécanique in vitro de cet organe. Quelques essais ont été réalisés (Rausch et al., 2011)(Suki et al., 2012) mais sur un volume élémentaire représentatif du parenchyme pulmonaire seul. Dans ce projet, on s’intéresse à une sous-structure représentative de la structure pulmonaire complète.

L’objectif de l’étude est d’isoler cette sous-structure et de mettre au point un essai mécanique permettant de quantifier in vitro son comportement mécanique jusqu’à rupture. Le protocole développé devra assurer la mesure des géométries interne et externe de cette sous-structure, la mesure du chargement et du champ de déformation externe.

Ce travail nécessitera de réactualiser l’analyse bibliographique sur le sujet puis de développer un protocole expérimental de maintien et de mise en pression de l’échantillon pulmonaire s’appuyant sur des moyens d’essais existants (tomographie, outils de mesures de champ de déformation par corrélation d’images, capteur de pression).

Figure 1 : Lobule pulmonaire (http://www.ssents.uvsq.fr/)

(Rausch et al., 2011) Rausch, S.;Martin, Ch.;Bornemann, B.;Uhlig, S.;Wall, W.A., Material model of lung parenchyma based on living precision-cut lung slice testing, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Vol.4, pp.583-592, 2011 (Suki et al., 2012) B Suki, R Jesudason, S Sato, H Parameswaran, A.D. Araujo, A Majumdar, P.G. Allen, E Bartolák-Suki, Mechanical failure, stress redistribution, elastase activity and binding site availability on elastin during the progression of emphysema, Pulmonary Pharmacology & Therapeutics, Vol. 25 (4), pp 268-275, 2012.

mailto:[email protected]

http://www.ssents.uvsq.fr/


Titre du master Etude de la variabilité de la densité du cartilage costal en fonction de la croissance, à partir de l’imagerie médicale (CT scan)

Titre en anglais Study of the variability in the density of costal cartilage according to growth from medical imaging (CT data )


Encadrant

David Mitton, Directeur de Recherche Tel : 04 72 14 23 61, e-mail : [email protected]

François Bermond, Chargé de Recherche

Tel : 04 72 14 23 78, e-mail : franç[email protected]

Des modèles en éléments finis du thorax de l’enfant sont développés au Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC, IFSTTAR-UCBL) pour la prédiction des blessures en cas de choc automobile (Projets CASPER et ProETech). Le niveau de développement de ces modèles permet maintenant de réaliser des études de sensibilité sur l’influence des propriétés mécaniques, notamment du cartilage costal, dans la réponse globale du thorax. Pour de telles études, il est nécessaire d’évaluer la variabilité de ces propriétés chez l’enfant. Il a été montré sur échantillons ex vivo (de sujets entre 5 et 25 ans) que la résistance du cartilage costal évolue avec l’âge (Guo et coll. 2007). Cependant, il n’y a pas de données sur l’évolution de la résistance pour les enfants de moins de 5 ans (Guo et coll. 2007) et l’évolution du module d’élasticité chez l’enfant (Lau et col. 2008, données à partir de 23 ans). Les méthodes actuelles de caractérisation nécessitent l’obtention de prélèvements, accessibles en nombre limité chez l’enfant. Des mesures non-invasives présenteraient donc un intérêt majeur pour permettre, à terme, une mesure de ces propriétés in vivo.

La tomodensitométrie permet d’accéder par calibration aux densités des tissus biologiques et il a été montré que des relations existent entre la densité mesurée par tomodensitométrie et les propriétés mécaniques, pour l’os cortical fémoral (Duchemin et coll. 2008) et costal (Zhu et coll. 2013), chez l’adulte ex vivo. Pour le cartilage costal, une étude préliminaire a eu pour objectif d’évaluer les relations entre les propriétés mécaniques et la densité (estimée par tomodensitométrie) sur échantillons de cartilage adulte ex vivo (Master de Sandra Komarzynski 2013). Cette étude préliminaire basée sur 5 sujets uniquement ne représente pas une large distribution, limitant la capacité à mettre en évidence une relation entre la densité et les propriétés mécaniques du cartilage costal. Des travaux seront poursuivis, dans un autre projet, pour augmenter le nombre de cas.

Au-delà d’avoir la relation évoquée précédemment, afin d’estimer à partir d’examen applicable in vivo les propriétés mécaniques du cartilage costal, il est nécessaire d’exploiter des données in vivo calibrées en densité. Le présent projet va se focaliser sur ce dernier point.

L’objectif de ce projet est d’explorer la variabilité des densités du cartilage costal au cours de la croissance chez l’enfant, à partir de données tomodensitométriques.

Pour atteindre cet objectif, des images médicales calibrées sont collectées à l’Hôpital Femme-Mère-Enfant des Hospices Civils de Lyon. L’utilisation de ces données calibrées (étude non-interventionnelle) a reçu l’avis favorable du comité d’éthique. Une trentaine d’acquisitions tomodensitométriques du thorax d’enfant seront utilisées (3 acquisitions par âges ciblés sur : 1 ; 1,5 ; 3 ; 6 ; 10 ; 15 et 18 ans).

Ces données permettront de quantifier la variabilité des densités du cartilage costal (intra-côtes, intra et inter-sujets) au cours de la croissance. Ces nouvelles connaissances pourront ensuite être utilisées avec une relation liant propriétés mécaniques et densité, afin de quantifier la variabilité des propriétés mécaniques avec l’âge. Les perspectives seront ensuite de voir l’influence de la variabilité de ces propriétés mécaniques dans les modèles de thorax d’enfants à différents âges.

CASPER (2009-2012). Child Advance Safety Project for European Roads, European Project, www.casper-project.eu Duchemin et coll. (2008). Med Eng Phys. 30(3):321–328. Guo et coll. (2007). Clinical Biomechanics 22 : 292-297. Lau et coll. (2008). ActaBiomateralia 4 : 97-103. ProETech (2011-2014). Protection Enfants par Technologies avancées. Projet Fonds Unique Interministériel FUI 11. Zhu et coll. (2013). Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 2013, 16 (suppl. 1) : 191-192.


mailto:franç[email protected]


Titre du master Différence de ténacité entre la diaphyse et le col fémoral humain

Titre en anglais Toughness difference between the human diaphysis and the femoral neck


Encadrants David Mitton, Directeur de Recherche

Tel : 04 72 14 23 61, e-mail : [email protected]

L’équipe « biomécanique des chocs » du Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC IFSTTAR-

UCBL) vise à prédire les blessures en cas d’accidents. Le Lyos (INSERM-UCBL) cherche à prédire le risque de

fracture notamment dans le cas de l’ostéoporose. Ces deux laboratoires collaborent pour améliorer la prédiction des

fractures osseuses. La prédiction des fractures osseuses se base actuellement sur des critères en déformation ou en

contrainte (Schileo et coll. 2002, Duchemin et coll. 2008). Ces critères ne prennent pas en compte la capacité de l’os

à résister à la propagation d’une fissure, c’est-à-dire sa ténacité. Une étude récente a proposé d’utiliser un critère

basé sur la mécanique de la rupture (Ural et coll. 2013). Cependant, une ténacité moyenne est considérée pour un os

donné. Elle n’est pas spécifique pour différentes localisations d’une structure osseuse. Les mesures de ténacité sont

connues pour la diaphyse fémorale, mais aucune étude n’a étudié l’os cortical du col fémoral. Au-delà de la variation

au sein du même os (par ex. fémur), les variations entre plusieurs sites appariés n’ont pas été étudiées. Cette

connaissance permettrait d’évaluer la nécessité de prendre en compte des données spécifiques, en fonction de la

localisation pour un os donné et en fonction du site anatomique.

Une première étape consiste à analyser les variations de ténacité pour un os en particulier (le fémur). L’objectif de ce

projet est de mettre en œuvre une méthode de caractérisation de la ténacité de l’os cortical fémoral sur au moins deux

sites spécifiques du même os (diaphyse et col fémoral).

Pour atteindre cet objectif, 35 fémurs humains prélevés dans le cadre d’un projet multi-sites anatomiques seront

utilisés. Des échantillons d’os cortical calibrés devront être découpés à l’aide d’une scie à lame diamantée. Une fois

les échantillons polis, une entaille sera réalisée au centre des échantillons (voir illustration ci-dessous). Des

expérimentations en flexion 4-points seront ensuite réalisées, sous observation miscroscopique, afin de suivre la

propagation de la fissure au cours du chargement. Les courbes R seront alors tracées pour calculer les paramètres

décrivant la ténacité. Ces analyses seront menées sur deux sites appariés (diaphyse et col fémoral).

Les résultats permettront d’évaluer si le site de la diaphyse fémorale et celui du col fémoral présentent une ténacité

différente.

Ce projet de Master sera conduit en lien avec un projet national impliquant 5 laboratoires.

A l’issue de ce projet, cette méthodologie sera appliquée pour étudier la variabilité de la ténacité pour des fémurs,

radius et tibias appariés.

Fissure (en blanc) se propageant à partir du fond de l’entaille dans un échantillon d’os cortical

Références

Schileo et coll. Bone 2002

Duchemin et coll. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 2008

Ural et coll. Journal of Biomechanics, 2013




Biomécanique pour l’orthopédie, la médecine de

rééducation et du sport



Titre du master Analyse biomécanique de l’utilisation de chaussure à talon négatif pour la marche en équin de l’enfant paralysé cérébral

Titre en anglais Biomechanical analysis of the use of negative heel shoes for the equinus gait in children with cerebral palsy

Lieu de travail principal LBMC-La Doua Villeurbanne (UMR 9406 IFSTTAR-UCBL)

Encadrant Raphaël Dumas, Directeur de Recherche Tel : 04 72 44 80 98, e-mail : [email protected]

Contexte

Il est fréquent d’observer chez l’enfant atteint de paralysie cérébrale, une marche en équin.

C’est-à-dire que l’attaque du pas ne se fait pas par le talon, mais par l’avant pied conduisant

à une puissance articulaire à la cheville très nettement négative. Il est très difficile de bien

comprendre les causes et effets de cette puissance négative (dysfonction musculaire,

nécessité de freiner/stabiliser le membre inférieur au moment de la pose du pied et de la

mise en charge). L’utilisation de chaussure à talon négatif (où le pied se retrouve en flexion

dorsale) comparée à des chaussures normales et à la marche pieds nus a été proposée par

l’équipe du DevAH afin de mieux comprendre ce fonctionnement pathologique de la

cheville. Par ailleurs, le LBMC a récemment proposé le calcul d’un indice biomécanique

permettant de mettre en évidence des configurations articulaires de propulsion / stabilisation

/ freinage pendant la marche.

Objectif

L’objectif de ce travail est donc d’analyser la marche en équin d’enfants atteints de paralysie cérébrale (en condition

pieds nus et chaussés avec un talon positif / négatif) à travers de nouveaux paramètres biomécaniques.

Travail attendu

Les mesures d’analyse de la marche (marqueurs placés sur le sujet, plateforme de force) ont déjà été effectuées et

dépouillées au DevAH. Il s’agira donc de mettre en place le calcul de paramètres biomécaniques, en particulier, de

l’angle 3D entre les vecteurs vitesse angulaire et moment articulaire. Un programme en Matlab sera développé

permettant l’importation des fichiers de données expérimentales (c3d) et les calculs de dynamique inverse. L’analyse

des résultats sera menée dans une optique physiopathologique, en relation avec les cliniciens impliqués dans ce

projet.



Titre du master Analyse expérimentale du rattrapage d’équilibre perturbé

Titre en anglais Experimental analysis of the balance recovery following a perturbation


Encadrant

Thomas Robert, Chargé de Recherche


Laurence Chèze, Professeur

Tél : 04 72 44 80 98, e‐mail : laurence.cheze@univ‐lyon1.fr

Contexte

Les chutes de personnes, et plus particulièrement de personnes âgées, sont aujourd’hui reconnues comme un

problème de santé publique. Pour limiter le nombre de chutes, il serait nécessaire de pouvoir détecter les personnes à

risque, ainsi que les déficiences à l’origine de ce risque accru.

De nombreuses études se sont penchées sur le maintien de l’équilibre dans des situations stationnaires non perturbées

(équilibre postural, mouvements cycliques tels que la marche), mais celles-ci n’ont pas permis de répondre

complètement aux questions du dépistage des personnes à risque et de l’origine de ce risque. Parallèlement, il

n’existe que très peu d’informations sur le rattrapage d’équilibre suite à une perturbation.

Objectif

Il apparait donc nécessaire de s’intéresser aux performances d’équilibration dans des situations perturbées, et en

particulier de déterminer le lien entre ces performances et 1/ les performances d’équilibration en situation

stationnaires ; 2/ la prédiction du risque de chute ; 3/ les différentes caractéristiques neurophysiologiques des sujets.

Pour ce faire, il est envisagé de mettre en place un protocole expérimental afin de mesurer ces performances et

caractéristiques sur différentes populations. Ce protocole sera mis en place dans le cadre d’une thèse, actuellement

en cours au laboratoire, et d’une collaboration avec le service de gériatrie de l’hôpital Lyon-Sud.

Travail attendu

L’étudiant devra donc, en collaboration avec le doctorant, participer à la mise en place et la réalisation de cette

expérimentation, ainsi qu’au traitement des données et à l’analyse des résultats.



Simulation ergonomique pour la conception de

produits



Titre du master Etude biomécanique des efforts musculaires lors d’une tâche pénible du

membre supérieur

Titre en anglais Biomechanical study of muscle forces during a painful upper limb task


Encadrant Duprey Sonia, Maître de Conférences Tel : 04 78 65 68 82, e-mail : [email protected]

Contexte et objectif:

Les Troubles Musculo-Squelettiques (TMS) sont un problème de santé publique majeur. Si le stress et les facteurs psychosociaux ont un rôle dans l’apparition de ces troubles, une activité musculaire importante reste un facteur de risque d’apparition prépondérant.

Afin de mieux appréhender les risques d’occurrence des TMS, les efforts musculaires lors de tâches pénibles identifiées comme sources de TMS seront étudiés.

Approches :

1) Tout d’abord une étude bibliographique permettra de définir les recommandations concernant les efforts musculaires du membre supérieur à ne pas dépasser lors d’une tâche répétitive.

2) Des tâches identifiées comme sources de TMS ont été étudiées lors d’un projet précédent : ces tâches habituellement réalisées sur une ligne de production ont été reproduites en laboratoire afin de permettre l’acquisition du mouvement et de l’activité musculaire associée. Ces mouvements seront simulés à l’aide du logiciel Anybody afin d’évaluer les forces musculaires au niveau du membre supérieur. Ces efforts musculaires prédits seront comparés à l’activité musculaire mesurée.

Figure : Simulation sous Anybody

3) Enfin une analyse biomécanique tentera de conclure quant aux risques d’apparition des TMS pour la tâche étudiée.



Titre du master Simulation avec modèles éléments finis d’une tâche pénible du membre

supérieur

Titre en anglais Finite element simulations of a painful upper limb task


Encadrant Duprey Sonia, Maître de Conférences Tel : 04 78 65 68 82, e-mail : [email protected]

Contexte:

Afin de mieux comprendre le processus d’apparition des Troubles Musculo-Squelettiques (TMS), les sollicitations transmises aux tissus biologiques (surfaces articulaires, tissus mous, ligamentaires, capsules, …) lors de tâches pénibles doivent être étudiées.

Objectifs du stage:

Evaluer l’influence de la posture et des paramètres individuels (morphologie et âge) sur les contraintes transmises aux tissus biologiques articulaires du membre supérieur.

Approches :

1) Tout d’abord une étude bibliographique permettra d’obtenir des données de validation concernant les contraintes et déformations au niveau des articulations du membre supérieur.

2) Dans un deuxième temps, une étude de validation d’un modèle éléments finis existant sera réalisé

3) Puis une étude paramétrique avec ce modèle validé permettra d’évaluer l’influence

- de la morphologie (géométrie) du sujet,

- de l’âge (propriété des matériaux) du sujet,

sur les sollicitations transmises aux tissus articulaires en termes de distribution des contraintes et déformations.

Figure : Modélisation et simulation éléments finis



Titre du master Risque de chute des passagers de transports en commun

Titre en anglais Risk of fall for the public transport passengers


Encadrant Thomas Robert, Chargé de Recherche


Contexte

Les transports en commun constituent un environnement particulièrement propice aux chutes : de nombreuses

personnes debout sont soumises à des dynamiques complexes et parfois violentes (freinage d’urgence par exemple).

En particulier, les caractéristiques de freinage d’urgence des tramways doivent être suffisamment efficaces pour

arrêter le véhicule au plus vite, mais dans le même temps ne doivent pas être trop violentes pour limiter le

déséquilibre des passagers debout. Cependant, en l’état actuel des connaissances, il n’est pas évident de déterminer

quels sont les paramètres du profil de décélération les plus pénalisants vis-à-vis de l’équilibre : niveau de

décélération, durée, Jerk (dérivée temporelle de l’accélération), combinaison de ces facteurs, etc.

Or, dans un contexte de possible évolution de la réglementation sur le freinage des tramways, il devient nécessaire de

pouvoir quantifier l’influence de ces différents facteurs.

Parallèlement, le laboratoire développe des outils numériques (sous Matlab) de prédiction du rattrapage d’équilibre

suite à des perturbations diverses. Un doctorant travaille sur l’adaptation de ces outils au contexte des transports en

commun. Une série d’expérimentations a par ailleurs permi d’observer le rattrapage de sujets volontaires pour un

profil de freinage d’urgence.

Objectif

L’objectif de ce travail est de quantifier l’influence de différents paramètres du profil de décélération, en particulier

du Jerk, sur l’équilibre des personnes. Cette évaluation sera faite par simulation numérique à partir des outils

existants dans le laboratoire.

Travail attendu

L’étudiant devra prendre en main les outils de simulation du rattrapage d’équilibre actuellement développés au

laboratoire. Il devra ensuite adapter ces outils afin de reproduire, par simulation, les résultats observés

expérimentalement. La dernière étape consistera à évaluer l’influence des différents paramètres du profil de

décélération.



Titre du master Prédiction des efforts développés lors de mouvements d’entrée – sortie de véhicule

Titre en anglais Estimation of the forces developed during ingress-egress motions


Encadrant

Thomas Robert, Chargé de Recherche


Xugang Wang, Directeurs de Recherche


Contexte

Les efforts (forces et couples articulaires nets, force musculaires) développés au court d’un mouvement sont

classiquement estimés via une méthode dite de dynamique inverse. Cette technique requière notamment la mesure de

l’ensemble des efforts de contacts entre le sujet et son environnement. Cette mesure peut être délicate, voir

impossible, si l’on souhaite observer des mouvements naturels dans des environnements complexes, typiquement des

mouvements d’entrée-sortie de véhicules. Une technique alternative, basée sur une méthode d’optimisation a été

testée au laboratoire sur des mouvements de transfert assis-debout1. Cette technique peut être raffinée, notamment en

prenant en compte les aspects musculaires.

Objectifs

L’objectif de ce travail est de prédire les efforts développés lors de mouvements d’entrée sortie de véhicule

lorsqu’une partie seulement des efforts de contact ont été mesurés.

Approches Les données expérimentales (cinématiques, efforts de contacts, et chargements articulaires estimés par dynamiques

inverse) ainsi qu’un premier algorithme de résolution sous Matlab sont déjà disponibles au laboratoire.

Le candidat sera appelé à enrichir cet algorithme, notamment par l’utilisation d’un modèle musculo-squelettique.

Dans ce cadre une collaboration avec l’université d’Aalborg, développeur du logiciel AnyBody, pourra être

envisagée.

1 : T Robert, J Causse, G Monnier. Estimation of external contact loads using an inverse dynamics and optimization

approach: General method and application to sit-to-stand maneuvers. Journal of Biomechanics, 2013 (in press)




Titre du master Détection d’auto-collision pour un mannequin numérique

Titre en anglais Auto-collision detection for Digital Human Model (DHM)


Encadrant Beurier Georges, Chargé de Recherche Tel : 04 72 14 23 72, e-mail : [email protected]

Contexte

La simulation de mouvement dans un environnement complexe peut être réalisée à partir d’un système de capture de mouvement (Vicon, …). Cette simulation utilise un modèle numérique de l’être humain (DHM). Actuellement l’enveloppe (surface) du DHM, pour une question de réalisme, est déformable, n’est pas forcément fermée et peut présenter des recouvrements.

Pour la simulation réaliste de posture il est nécessaire d’effectuer des tests d’auto-collision, ceci d’autant plus rapidement que le modèle est complexe et que le calcul est à effectuer à chaque pas de temps. Cependant la connaissance de la structure du modèle peut permettre de réduire la recherche.

Objectif

Plusieurs méthodes de détection pour les DHM devront être réalisées afin de pouvoir être comparée en termes de performance de détection, rapidité, paramétrage et potentialité d’évolution.

Approche

Acquérir l’existant au sein du LBMC sur la structure et spécificité des DHM

Une recherche bibliographique sur les méthodes de détections applicables en partant de la détection de collision pour les planificateurs.

2 voies semblent être entre autre à étudier :

- Par la conversion de l’enveloppe du DHM en surface fermée et adaptée aux algorithmes existants

- Par la segmentation du DHM en volume de géométrie simple pour faire la détection entre les volumes

Intégration dans la boucle de simulation

Connaissances requises :

Algorithmique 3D, complexité, Matlab, C++/C, mécanique,




Comportement au choc des structures mécaniques


Sujet de MASTER au LBMC UMR_T9406

Titre du Master Modélisation numérique de l’impact d’une masse sur une porte d’ascenseur

Titre en anglais Numerical study of mass impact on elevator door

Lieu de travail principal LBMC-IUT Lyon 1 (UMR_T9406 Ifsttar-UCBL)

Encadrant Michel Massenzio, Professeur des Universités Tel: 04 72 65 54 76, e-mail: [email protected]

Contexte : Les portes palières d’ascenseur se doivent de respecter différentes normes : tenue au feu, résistance mécanique… Dans le cadre de la norme 81-20/50, les portes d’ascenseur sont impactées par des masses et doivent conserver des caractéristiques fonctionnelles et de sécurité à la suite du choc.

Sujet : Si la norme nécessite la réalisation d’un essai réel et qu’il n’est pas encore envisagé de se satisfaire d’essais virtuels, la disponibilité d’un modèle numérique au sein du bureau d’étude revêt plusieurs avantages : possibilité de valider une conception avant la fabrication d’un prototype qui pourra ensuite être testé expérimentalement, optimisation de la structure, aide à la compréhension des phénomènes mis en jeux et des paramètres gouvernants l’impact…

L’objectif du stage est donc la constitution et la validation d’un modèle numérique d’une porte palière d’ascenseur dans un logiciel de calcul dynamique (LS Dyna…). Le modèle numérique sera validé vis-à-vis d’essais expérimentaux disponibles et des solutions techniques d’optimisation de la structure pourront être proposées et testées.

D’un point de vue scientifique, les principaux verrous sont la modélisation du sac de billes métallique utilisé pour l’impact dans le test normatif d’une part, et la modélisation du joint de colle entre les renforts de la porte et sa peau d’autre part.

Essai de choc sur porte d’ascenseur : test en laboratoire et modélisation numérique

Partenaire industriel : SLYCMA – Groupe RUGET


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