Contribution à l'étude de la variabilité des propriétés mécaniques de l'os cortical diaphysaire d'un os porteur (fémur) et non-porteur (humérus)

Dans le but d’enrichir la modelisation virtuelle d’etres humains et de mieux comprendre la biomecanique de certaines parties du squelette, ce travail propose une analyse comparative des proprietes histologiques et mecaniques de deux os appendiculaires fonctionnellement opposes : l’humerus et le femur. La campagne a ete realisee a partir d’echantillons provenant de quatre SHPM embaumes (Sujet Humain Post-Mortem), de sexe masculin. Une etude geometrique en 3D a debute l’experimentation. Elle a ete suivie par une analyse histomorphometrique de 153 photographies realisees a partir de la face anteromediale du cortex diaphysaire, a quatre niveaux de hauteur et a trois niveaux de profondeur. Des essais mecaniques ont ensuite ete effectues sur 28 eprouvettes d’os cortical non congele, provenant du meme site anatomique. L’experimentation s’est deroulee sur machine conventionnelle de traction. Elle comportait des essais en traction/compression et des essais de cyclage en traction dans le domaine elastique, a la vitesse de 0,05 mm/mn, jusqu’a rupture. Une loi d’endommagement a egalement ete elaboree. Ces travaux ont montre que ces deux os offrent un comportement different. L’humerus s’avere etre moins resistant et plus raide que le femur. Son endommagement intervient plus rapidement. Les valeurs mecaniques relevees sont en rapport avec la densite et la taille des osteones actifs, ainsi qu’avec les caracteristiques de la porosite Haversienne. Les differences de comportement mecanique relevees s’expliquent par l’adaptation microscopique du tissu osseux cortical aux contraintes subies par un os porteur ou non-porteur. Les variations interindividuelles observees sont fonction de son etat physiologique.