Chercheurs et enseignants-chercheurs
Membres permanents
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Arnaud Germaneau PR (Responsable d'équipe) |
Jean-Christophe Dupré CR (Responsable adjoint d'équipe) |
Laëtitia Caillé MCF |
Frédéric Douit IE |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Pascal Doumalin MCF HDR |
Philippe Rigoard PU-PH |
Valéry Valle PR |
Tanguy Vendeuvre PH |
Doctorants
![]() Thomas Yvinec (2021 - aujourd'hui) |
Étude des interactions entre les bandes de glissement et les joints de grains par mesures de champs à l’échelle de la microstructure L’objectif de cette thèse est la compréhension des mécanismes de |
![]() Mathieu Severyns (2021 - aujourd'hui) |
Analyse biomécanique de l’influence de l’axe du membre inférieur sur les Les interventions chirurgicales de correction de l’axe du membre inférieur autour du genou, au niveau fémoral ou tibial, se font de plus en plus par voie mini-invasive. Cette approche, très intéressante à la fois pour le chirurgien et pour le patient, demande une technique et une planification spécifiques dans la mesure où il n’y a pas d’accès visuel direct aux structures ostéoarticulaires. L’objectif de ce projet est de développer et fournir des modélisations (numériques et expérimentales) permettant de caractériser le comportement mécanique au niveau des surfaces articulaires du fémur et du tibia et des transferts de contraintes mécaniques entre les différentes structures. |
![]() Tom Le Tutour (2022 - aujourd'hui) |
Modélisation de la géométrie du canal rachidien, des réseaux neuronaux intra-médullaires et analyse de diffusion des champs électriques générés par stimulation médullaire épidurale antalgique Cette thèse en convention CIFRE avec Ansys et en étroite collaboration avec le CHU de Poitiers (équipe PRISMATICS), a pour but de modéliser les phénomènes physiques en jeu lors de la stimulation médullaire, utilisée pour la douleur chronique. Le but de cette thèse est d’établir des modèles numériques fiables et pertinents pour optimiser les résultats de cette thérapie dans un contexte de médecine personnalisée. |
![]() Samuel Wantz (2022 - aujourd'hui) |
Analyse de données de structures soumises à chargements par tomographie RX et corrélation volumique : Application à l’étude des matériaux composites Cette thèse CIFRE en partenariat avec le CETIM a pour projet l’intégration de nouvelles méthodologies de traitements en tomographie RX sous charge (in-situ et ex-situ) et d’optimiser les couplages acquisition tomographique / corrélation volumique. Ces méthodologies d’analyses constituent un apport expérimental supplémentaire et innovant pour différentes typologies d’études (structures composites, pièces issues de fabrication additive...). |
![]() Aurélie Gangneux (2022 - aujourd'hui) |
Simulation numérique du processus cellulaire d'invasion tumorale : application au glioblastome "InvaSim - Invasion Simulation" Cette thèse, réalisée en collaboration avec le laboratoire de biologie CoMeT et Ansys, a pour but d'analyser l'invasion tumorale à l’échelle cellulaire de cellules, issues du glioblastome, développant des invadopodes. L'objectif est d'examiner l'impact de ces cellules sur leur environnement, et inversement, en adoptant une perspective à la fois biologique et mécanique. Ainsi un modèle numérique représentant fidèlement le comportement mécanique de la cellule, capable d'évoluer dans le temps, pourra être conçu pour mieux comprendre les mécanismes en jeu dans l'invasion tumorale. |
![]() Théo Ferrand (2022 - aujourd'hui) |
Modélisation biomécanique de l'implantation et de la mise en œuvre d'un système chambre / cathéter pour des injections par voie intrathécale Les maladies neuro-dégénératives et les conséquences des lésions du système nerveux, comme le traitement de la spasticité, la réanimation neurologique des membres et la restauration motrice de la locomotion,font partie des challenges thérapeutiques les plus ambitieux à accomplir. L’objectif de ce travail est de développer et de valider des moyens et outils de modélisation permettant d’étudier les effets mécaniques liés à la pose et à l’utilisation d’un système chambre implantable / cathéter pour des injections par voie intrathécale. |
![]() Julien Gosez (2023 - aujourd'hui) |
Analyse et optimisation de procédures de neuromodulation pour le traitement des TOCs basés sur des modèles computationnels Cette thèse CIFRE en partenariat avec Ansys et en collaboration avec le centre hospitalier Henri Laborit de Poitiers a pour but la simulation de diffusion de champs électrique dans le cerveau lors de procédure de neuromodulation/neurostimulation dans le cadre de traitement de maladie psychiastrique. L'objectif est de créer des modèles personalisable et patient spécifique pour permettre aux cliniciens du centre Henri Laborit d'améliorer la diffusion des champs éléctriques au cours d'une séance de neuromodulation/neurostimulation afin de stimuler des zones précises dans le cerveau. |
- Présentation de l'Equipe PEM
- La Photomécanique
- La Mécanique Expérimentale
- La Biomécanique
- La Médecine
- La Photomécanique qui regroupe l’ensemble des activités permettant l’émergence, l’amélioration et l’adaptation à de nouveaux champs d’investigation, des méthodes optiques de mesure et plus particulièrement les méthodes permettant l’accès à des champs de mesures.
- L’Analyse expérimentale en Mécanique des solides, (vocable anglo-saxon « Experimental Mechanics ») qui regroupe les activités de compréhension des phénomènes mécaniques liés aux structures et aux matériaux, par le biais du couplage entre les outils de modélisation, d’expérimentation et d’identification.
- La Biomécanique qui concerne l’adaptation à des phénomènes locaux d’une technique de corrélation d’images numériques, le développement d’un banc de tomographie optique, les premières actions vers les méthodes d’identification intégrée, l’étude des phénomènes mécaniques dans les matériaux fortement hétérogènes, et la compréhension des interactions entre l’os et l’implant.
- La Médecine qui regroupe les activités de recherche de praticiens hospitaliers membres de l'équipe. Ces actions concernent la chirurgie du rachis, la neurochirurgie et la chirurgie orthopédique.
Il s’agit d’une nouvelle méthode enrichie de corrélation d’images numériques (H-DIC), dont les applications ne se limitent plus aux seules fractures. Cette dernière nous a permis de travailler avec des collègues de l’université de Santa Barbara (UCSB) et de l’équipe Endo du D1, sur des problèmes de plasticité dans des super alliages. Dans ce cadre spécifique, la méthode développée permet de quantifier les glissements intra et inter-granulaires dans ces matériaux.
Le logiciel développé à partir de cette méthode et qui s’appuie sur de la parallélisation sous CUDA est actuellement déployé à l’UCSB, au sein du D1 de Pprime, à l’IC2MP de Poitiers, et à l’Université de Reims.
Les principes employés pour la méthodes 2D ont été intégrés aux méthodes 3D (H-SDIC) et volumiques (H-DVC). Ces nouvelles méthodes étendues ont trouvé des applications dans le cadre d’un projet au laboratoire de Bure (ANDRA) en collaboration avec l’IC2MP, ainsi que pour nos applications en Biomécanique.
De plus, des fonctionnalités supplémentaires ont été implémentées dans la méthode 2D, qui permettent maintenant l’extraction de paramètres locaux, comme le type de discontinuités capturées (ouvertures, glissements), mais aussi l’accès aux champs locaux de rotation et de déformations, non perturbés par la présence des discontinuités de déplacements (Thèse Labex Interactifs).
La tomographie optique rapide
La tomographie optique permet de mesurer rapidement des grandeurs cinématiques dans un volume. Nous développons une technique expérimentale basée sur la rotation d’une nappe laser plane (ORST) et la diffusion de la lumière traversant le volume. Un nouveau dispositif de synchronisation à été développé à partir d’une carte de pilotage programmable permettant une souplesse de paramétrage et une amélioration de la fiabilité et de la vitesse de la synchronisation. Suite à l’acquisition d’une nouvelle caméra, plus rapide et de meilleure résolution, un nouveau protocole de synchronisation et de nouveaux tests de précision ont être réalisés, permettant d’envisager des essais encore plus rapides avec des temps d’acquisition de volume de l’ordre de 1/100s. Ces travaux sont prolongés par notre participation depuis le printemps 2019 au projet Européen HOMER.
Le développement des méthodes d’identification de paramètres mécaniques locaux est complémentaire de nos méthodes de mesure de champs cinématiques. Ces méthodes d’identification trouvent un grand intérêt lors de l’étude du comportement des matériaux hétérogènes à microstructure complexe.
Dans le cadre du développement d’une identification intégrée, nos premières actions été initié dans une approche locale de comportement élastique linéaire. La "Méthode de l'Ecart à l'Equilibre" MEQ, sans gradient, a été retenue dans un formalisme en éléments finis. Plusieurs expérimentations 3D (avec DIC) et 3D (avec DVC) ont été menées sur plusieurs milieux hétérogènes : mousses polyuréthane (modules d’Young locaux), composite à base de fibre de bois (porosité locale), tissus et substituts osseux (modules d’Young locaux, facteurs d’intensité de contraintes et énergie de rupture). Sur ce me thème, nous développons des méthodes d’identification de paramètres thermophysiques et de paramètres mécaniques en relation avec le Laboratoire d’Energie Solaire de l’Université de Lomé (Togo).
Des études sur les matériaux hyper-élastiques et sur les matériaux cellulaires ont été menées avec les université de Belaja et de Constantine. Un banc de photoélasticimétrie Infa Rouge a été développé lors d’un contrat avec le CEA.
Dans cette thématique, on aussi peut noter quelques réussites remarquables ayant pour origine la mise en évidence des hétérogénéités de déformation en lien avec la nature hétérogène des matériaux. Dans ce cadre, l’étude du comportement mécanique de matériaux isolants à base de fibres de bois s’est poursuivi durant le programme de recherche ECOMATFIB (2014-2017) financé par l’ADEME. Les paramètres d’influence du phénomène de reprise en épaisseur ainsi que les valeurs des déformations résiduelles ont été quantifiés.
Une autre étude a débuté en 2016 en collaboration avec l'équipe TRIBOLUB. Cette équipe est spécialisée dans les problèmes de tribologie et de lubrification, notamment dans les paliers et butées mécaniques. Le travail concerne la compréhension et la modélisation d’un nouveau mécanisme de lubrification d'inspiration biomimétique (eX-Poro-HydroDynamique). Son principe est basé sur l'utilisation d'un matériau solide très déformable et à porosité importante, imbibée par un fluide.
Cette combinaison engendre une haute capacité de portance et d'amortissement tout en assurant la fonction de lubrification entre 2 solides en contact présentant un mouvement relatif. Le travail consiste à étudier ce phénomène en liaison avec les propriétés mécaniques et morphologiques du matériau poreux solide. Des travaux ont été initiés en 2017 en utilisant la technique de corrélation d'images et des essais mécaniques sous microtomographie à rayons X. Ils se poursuivent depuis mars 2020 dans l’ANR SOFITT. Ces différents travaux concernant spécifiquement des études sur des matériaux fortement hétérogènes ont montré l’intérêt de nos métrologies expérimentales qui permettent d’apporter des spatialisations plus fines de données locales et de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu dans ces matériaux particuliers.
Les travaux en biomécanique portent principalement sur l’analyse du comportement mécanique des tissus osseux en interaction avec les dispositifs médicaux et la biomécanique ostéoarticulaire. Ces travaux s’inscrivent dans des activités de recherche translationnelles entre le fondamental et la clinique et sont menées avec l’équipe de recherches cliniques PRISMATICS du CHU de Poitiers.
Biomatériaux et tissus osseux
Cette thématique porte sur l'analyse mécanique du tissu spongieux et de l'interface entre l'os spongieux et les matériaux de comblement (e.g. ciment PMMA) utilisés pour stabiliser des fractures. La corrélation d'images numériques (H-DIC) et la corrélation d’images volumiques (H-DVC) ont été utilisées pour étudier le comportement de tissus spongieux associés au ciment PMMA sous différents types de chargement (compression, Wedge Splitting) et jusqu’à apparition et propagation de fissures. Les mesures expérimentales ont été couplées à des analyses numériques et modélisation par éléments finis. Les méthodologies développées ont permis de déterminer les paramètres mécaniques locaux (FEMU) ainsi que les facteurs d’intensité de contrainte et énergies de rupture dans les tissus osseux pour différentes densités et en association avec le matériau de comblement.
Biomécanique ostéoarticulaire
Cette seconde thématique concerne l’analyse du comportement mécanique de dispositifs implantables pour la réduction et stabilisation de fractures du plateau tibial et du rachis. Les résultats issus des expérimentations sur segments anatomiques (collaboration avec l’ABS Lab, laboratoire d’anatomie de l’Université de Poitiers), nous ont conduits à travailler sur l’optimisation de techniques de chirurgie mini-invasive, telles que la tubéroplastie pour traiter les fractures du plateau tibial, nécessitant le développement de modélisations par éléments finis patient-spécifique (collaboration avec l’Université des Frères Mentouri de Constantine et contrat de collaboration avec la société ANSYS). Par ailleurs, de nouvelles études ont été réalisées en biomécanique du rachis avec l’analyse du comportement mécanique des disques intervertébraux sous chargement dans le but d’évaluer le traitement des lombalgies. L’objectif est de caractériser les mouvements entre nucleus pulposus et annulus (tissus mous constituant le disque) par des mesures par corrélation sur des images IRM (collaboration avec le département Biomedical Engineering de l’Université de Bâle débutée en 2020).
Dans le cadre de leurs activités de praticiens hospitaliers, Philippe Rigoard et Tanguy Vendeuvre développent aussi des activités de recherche autres que celles présentées précédemment.
Les activités du Professeur Rigoard concernent la prise en charge des chirurgies du rachis instrumenté ou non instrumenté, la sur-spécialisation en microchirurgie, en chirurgie d’exérèse des tumeurs des nerfs périphériques, en chirurgie robotique, en chirurgie de la douleur, en particulier dans les techniques de neurostimulation implantée et en chirurgie du handicap.
Le docteur Tanguy Vendeuvre est spécialiste des chirurgies mini-invasives, assistées par ordinateur (navigation), de correction des scolioses et déformations de l’adulte de l’adolescent et de l’enfant, du rachis d’enfant ou d’adulte présentant un handicap et des pathologies rachidiennes de l’enfant traitées chirurgicalement ou par corset orthopédique.