Modélisation multi-échelle des propriétés mécaniques de l'os : étude à l'échelle de la fibrille

RésuméLes remarquables propriétés mécaniques des tissus osseux sont dues à leur organisation structurelle particulière. Différentes techniques d'analyse multi-échelle existent pour relier ces caractéristiques microscopiques au comportement macroscopique du tissu osseux. Dans ce travail, nous adoptons une technique d'homogénéisation s'appuyant sur des équivalences énergétiques. Cette technique permettant de modéliser des milieux multistructurels est intermédiaire entre les approches déterministes classiques et les traitements purement macroscopiques. Nous appliquons notre approche au cas des tissus osseux afin de corréler le module élastique axial avec la teneur volumique minérale à la petite échelle de la fibrille. Pour citer cet article : V. Sansalone et al., C. R. Mecanique 335 (2007).

The exceptional mechanical properties of bones are not only the result of the amount and type of the micro-constituents, but also of their morphological organization at the different lower scales. We present here a multiscale strategy to deal with such a hierarchical structure. This strategy leads to a numerical homogenization procedure which is in between classical deterministic and purely macroscopical approaches. Numerical simulations show the dependency of the axial elastic modulus of the fibril on the mineral volume fraction. To cite this article: V. Sansalone et al., C. R. Mecanique 335 (2007).