Résumé :

L’orthèse est un dispositif médical qui permet de compenser, soutenir ou protéger une partie du corps. Jusqu’à ce jour, les orthèses articulaires sont réalisées avec une méthode empirique, utilisant des matériaux rigides qui bloquent toute articulation dans une position donnée, ce qui procure un inconfort aux patients. La conception d'orthèses souples à propriétés adaptées présente cependant une difficulté : il est difficile de définir une souplesse de l'orthèse pour être adaptée à tous les patients. L'orthèse souple doit être patient-spécifique, conçue à partir d'informations sur les capacités physiques de chaque patient. L’objectif de ce travail de thèse est de fournir des moyens expérimentaux de mesures biomécaniques qui permettront à terme de concevoir de nouvelles orthèses patient-spécifique. Comme il est plus facile d'étudier un système à un seul degré de liberté qu'un système à plusieurs degrés de liberté, nous avons choisi de travailler d’abord sur un système simple tel que le doigt pour finir avec un système complexe tel que le tronc. Les travaux de cette thèse sont donc divisés essentiellement en deux grandes parties : mesures biomécaniques du doigt et mesures biomécaniques du tronc.
Pour le doigt, nous avons conçu un système expérimental capable de mesurer les moments de flexion maximaux dans l’articulation InterPhalangienne Proximale (IPP), en fonction de la configuration angulaire. Il a été démontré que le moment de flexion maximal dépend à la fois des spécifications du sujet, de l’angle de l’IPP et du sexe. Par contre, les mesures cliniques observées contiennent de bruits qui faussent les données. Grâce à la méthode statistique ACP, nous avons pu mettre en place un outil qui servira à filtrer les bruits des mesures prises par le concepteur de l’orthèse patient-spécifique.
Concernant l’étude sur le tronc, un dispositif a été développé pour déterminer les forces de corrections imposées par un corset sur le tronc d’un sujet scoliotique en lien avec la valeur de la correction appliquée. Il est capable de donner un ordre de grandeur de force. Cependant, les erreurs engendrées par les capteurs utilisés limitent la fiabilité du système. Dans le but d’améliorer le système, il est nécessaire d’utiliser d’autres types de capteurs.
Les deux dispositifs conçus pour le doigt et le tronc permettent de fournir des mesures biomécaniques nécessaires pour la conception de nouvelles orthèses souples patient-spécifiques. Ces mesures seront utilisées comme données d’entrée dans la modélisation numérique de l’orthèse afin de déterminer ses propriétés mécaniques et le choix de matériau adéquat.