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Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (16/12/2012), Pascal Laugier (Dir.)
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Étude comparative de méthodes ultrasonores non linéaires appliquées à des modèles expérimentaux de scellement et/ou d'ostéointégration de prothèses
Jacques Rivière1

Ce travail de thèse s'inscrit dans la perspective à long terme d'implémenter in vivo de nouvelles méthodes non invasives de contrôle du scellement ou de l'ostéointégration de prothèses osseuses (implants dentaires, prothèses de hanche). Bien qu'étant la plus utilisée cliniquement, la radiographie à rayons X souffre d'une faible sensibilité. Le potentiel de méthodes développées ces vingt dernières années et fondées sur des mesures d'élasticité, a été démontré in vitro, mais leur efficacité in vivo est encore sujette à caution. Notre objectif a été d'évaluer le potentiel de nouvelles méthodes basées sur la mesure de la réponse élastique non linéaire, méthodes qui sont apparues dans les domaines de la géophysique et du contrôle non destructif, et qui ont montré une plus grande sensibilité que la réponse linéaire élastique à la présence de contacts faibles au sein d'une structure rigide, tels que les fissures. Pour cela, plusieurs modèles d'ostéointégration et de scellement (avec conditions aux limites ou conditions d'amortissement variées) ont donc été étudiés expérimentalement à l'aide de différentes techniques d'élasticité non linéaire. Au final, cette étude expérimentale a permis l'extraction des paramètres non linéaires les plus prometteurs et d'évaluer leurs avantages et limites respectifs en vue de leur application in vivo.
1 :  LIP - Laboratoire d'Imagerie Paramétrique
Ostéointégration/Scellement de prothèses – Interface os/prothèse – Implant dentaire – Ultrasons – Acoustique/Élasticité non linéaire – Contrôle non destructif

Comparative study of nonlinear ultrasonic methods applied to experimental models of prosthesis osseointegration and/or sealing.
This thesis is part of the long-term perspective to implement in vivo some new noninvasive methods to monitor the bone prostheses sealing or osseointegration (dental implants, hip prostheses). Although the most widely used clinically, X-ray radiography suffers from low sensitivity, limiting for instance its ability to detect early loosening of a prosthesis. The potential of methods developed over the past twenty years and based on elasticity measurements has been shown in vitro, but their in vivo effectiveness is still questionable. Our objective was to evaluate the potential of new methods based on nonlinear elasticity measurements that have emerged in the fields of geophysics and nondestructive testing, and which showed greater sensitivity than the linear elastic response to the presence of weak contacts within a rigid structure, such as cracks. For this, several osseointegration and sealing models (with manifold damping and boundary conditions) have been studied experimentally using different nonlinear elasticity techniques. Finally, this experimental study allowed the extraction of the most promising nonlinear parameters and the evaluation of their respective advantages and limitations for an in vivo application.
Prostheses osseointegration/sealing – Bone/prosthesis interface – Dental implant – Ultrasound – Nonlinear acoustic/elasticity – Non destructive Testing