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This work lies within the scope of the physical modeling of the interaction of the zones of failure of the close shallow foundations. This study, primarily experimental required the design and the realization of a small-scale model. It is about a parallelepipedic device containing of granulated of polystyrene to simulate a pulverulent natural environment. This last is subjected to the sinking of the “shallow footings”. Imposed displacement is controlled and consequently all the two-dimensional problem is kinematic. During each test, a multitude of numerical photographs are taken to materialize of the different deformed configurations. These treated photographs, in couple; by software 7D (correlation of images) give the evolution of the field of displacement and plane deformation of the environment (Vacher et al., 1999). A detailed attention is lent to the discussion of the interaction of the zones of failure under shallow foundations close at the time of the reduction to their between axis.

International audience

The main challenges of this project are to achieve in less than 3 years, an innovative implant for retaining as much as possible bone mass (promote the use of an implant rather than a prosthesis which requires the removal of the head of the humerus), anticipate complications of bone necrosis, to minimize the size of the incisions (minimally invasive technique) for a cost and a surgery time comparable or lower than current implants. Two major types of solutions are envisaged to treat the fracture: A customized implant (adapted to the morphology of patients and various fractures), which will be removed after 18 months to 2 years with a range of adaptable to all morphologies prostheses with a number of references as limited as possible. Both solutions will be supported by the same standard attachment part in healthy diaphyseal portion of the humerus. The specific scope of OneOrtho-Medical in terms of rapid prototyping manufacturing by laser fusion, will enable us to achieve quickly some parts of this custom implant to consider a settlement within 48 hours after trauma., Les principaux enjeux de ce projet sont de pouvoir proposer aux termes des trois années, un implant innovant permettant de conserver le plus souvent possible le capital osseux (donc de favoriser l’utilisation d’un implant plutôt que d’une prothèse qui nécessite l’ablation de la tête de l’humérus), d'anticiper les complications liées à la nécrose osseuse, de minimiser la taille des incisions (technique mini invasive) pour un coût et un temps d'intervention comparable ou inférieurs aux implants actuels. Deux grands types de solutions sont envisagés pour traiter la fracture : Un implant sur mesure (adapté à la morphologie des patients et au type de fracture), qui sera dés-implanté au bout de 18 mois à 2 ans et une gamme de prothèses adaptable à toutes morphologies avec un nombre de référence le plus limité possible. Ces deux solutions seront supportées par une même partie standard de fixation dans la partie diaphysaire saine de l’humérus. Les compétences spécifiques de la société OneOrtho-Medical en termes de fabrication rapide par prototypage par fusion laser vont nous permettre d’envisager de réaliser en des temps record tout ou partie de cet implant sur mesure afin d'envisager une implantation sous 48h après traumatisme.

Klotho (KL) is both an anti-ageing and anti-cancer protein. Analysis of clinical data highlights that high expression of KL is associated with a better overall survival of liposarcoma patients. Moreover, its expression in downregulated in dedifferentiated liposarcomas (DDLPS), a rare type of tumor associated with a poor prognosis due to high chemoresistance. Our results show that KL sensitizes DDLPS cells to chemotherapeutic agents (gemcitabine, navitoclax). So, abundance of KL in tumoral tissues could serve as a biomarker for predicting gemcitabine efficacy and so, could help for establishing personalized therapy. Moreover, drugs increasing KL expression could be tested in combination with chemotherapy. Based on KL mechanism of action, we also highlight that the combination between gemcitabine and navitoclax is very effective for killing DDLPS cells.; La protéine Klotho (KL) possède des propriétés anti-vieillissement et anti-cancer. Les données cliniques montrent que l’expression de KL est associée à une meilleure survie des patients atteints de liposarcome. De plus, elle est réduite par rapport au tissu sain dans les liposarcomes dédifférenciés (DDLPS), un type de tumeur maligne rare mais de mauvais pronostic. Nos résultats montrent que KL sensibilise les DDLPS aux chimiothérapies (gemcitabine, navitoclax). L’abondance de KL dans les tumeurs pourrait donc servir de biomarqueur pour prédire l’efficacité des chimiothérapies et mettre en place une médecine plus personnalisée. De plus, des médicaments utilisés pour d’autres pathologies et connus pour stimuler l’expression de KL (Cozaar) pourraient être testés en association avec la chimiothérapie. Enfin, inspirés par le mode d’action de KL, nous avons testé la combinaison de la gemcitabine avec le navitoclax, qui s’est révélée très efficace sur les DDLPS.

Klotho (KL) is both an anti-ageing and anti-cancer protein. Analysis of clinical data highlights that high expression of KL is associated with a better overall survival of liposarcoma patients. Moreover, its expression in downregulated in dedifferentiated liposarcomas (DDLPS), a rare type of tumor associated with a poor prognosis due to high chemoresistance. Our results show that KL sensitizes DDLPS cells to chemotherapeutic agents (gemcitabine, navitoclax). So, abundance of KL in tumoral tissues could serve as a biomarker for predicting gemcitabine efficacy and so, could help for establishing personalized therapy. Moreover, drugs increasing KL expression could be tested in combination with chemotherapy. Based on KL mechanism of action, we also highlight that the combination between gemcitabine and navitoclax is very effective for killing DDLPS cells.; La protéine Klotho (KL) possède des propriétés anti-vieillissement et anti-cancer. Les données cliniques montrent que l’expression de KL est associée à une meilleure survie des patients atteints de liposarcome. De plus, elle est réduite par rapport au tissu sain dans les liposarcomes dédifférenciés (DDLPS), un type de tumeur maligne rare mais de mauvais pronostic. Nos résultats montrent que KL sensibilise les DDLPS aux chimiothérapies (gemcitabine, navitoclax). L’abondance de KL dans les tumeurs pourrait donc servir de biomarqueur pour prédire l’efficacité des chimiothérapies et mettre en place une médecine plus personnalisée. De plus, des médicaments utilisés pour d’autres pathologies et connus pour stimuler l’expression de KL (Cozaar) pourraient être testés en association avec la chimiothérapie. Enfin, inspirés par le mode d’action de KL, nous avons testé la combinaison de la gemcitabine avec le navitoclax, qui s’est révélée très efficace sur les DDLPS.

Proximal femoral fractures in the elderly are generally fixed with osteosynthetic devices. For specific fractures called intertrochanteric, it is possible to fix the fracture in an intramedullary way (inside the bone) or in an extramedullary way (outside the bone). For each type of treatment, hospitals are equipped with the two fixing systems. The differences in physical characteristics between individuals imply the existence of multiple references implants and therefore additional costs in terms of equipment. In this thesis work,an original implant adaptable to most people has been developed. This implant will provide surgeons greater flexibility during surgery but also significantly reduce stocks implants in hospitals. The mechanical behavior of the implant is studied in different cases of fractures by two complementary approaches,a finite element analysis and an experimental study employing stereo-image correlation technique from images of high speed cameras. The results of the numerical calculation are compared with those derived from tests on synthetic femurs, then cadaver in anatomy laboratory. Comparisons with existing implants show that this new implant concept allows for a more stable fixation of bone fragments and a good compression of the fracture., Les fractures du fémur proximal de la personne âgée sont généralement fixées par des dispositifs d’ostéosynthèse. Pour les fractures particulières dites inter-trochantériennes, il est possible de fixer la fracture de manière intra-médullaire (à l’intérieur de l’os) ou de manière extra-médullaire (en dehors de l’os). Pour chaque type de traitement, les hôpitaux sont équipés des deux systèmes de fixation. Les différences de morphologie des individus impliquent l’existence de multiples références d’implants et donc de surcoûts en termes d’équipement. Dans ce travail de thèse, un implant original adaptable à la plupart des morphologies a été développé. Cet implant permettra non seulement d’offrir aux chirurgiens une souplesse au cours des interventions chirurgicales mais aussi de réduire de manière significative les stocks d’implants dans les hôpitaux. Le comportement mécanique de l’implant est étudié dans différents cas de fractures par deux approches complémentaires, une méthode numérique par Éléments Finis et une approche expérimentale mettant en oeuvre des techniques de stéréo-corrélation à partir d’images de caméras rapides. Les résultats des calculs numériques sont confrontés à ceux issus d’essais réalisés sur des fémurs synthétiques, puis cadavériques en laboratoire d’anatomie. Les comparaisons avec des implants existants montrent que ce nouveau concept d’implant permet une fixation plus stable des fragments osseux et une bonne compression du foyer de fracture.

Proximal femoral fractures in the elderly are generally fixed with osteosynthetic devices. For specific fractures called intertrochanteric, it is possible to fix the fracture in an intramedullary way (inside the bone) or in an extramedullary way (outside the bone). For each type of treatment, hospitals are equipped with the two fixing systems. The differences in physical characteristics between individuals imply the existence of multiple references implants and therefore additional costs in terms of equipment. In this thesis work,an original implant adaptable to most people has been developed. This implant will provide surgeons greater flexibility during surgery but also significantly reduce stocks implants in hospitals. The mechanical behavior of the implant is studied in different cases of fractures by two complementary approaches,a finite element analysis and an experimental study employing stereo-image correlation technique from images of high speed cameras. The results of the numerical calculation are compared with those derived from tests on synthetic femurs, then cadaver in anatomy laboratory. Comparisons with existing implants show that this new implant concept allows for a more stable fixation of bone fragments and a good compression of the fracture.; Les fractures du fémur proximal de la personne âgée sont généralement fixées par des dispositifs d’ostéosynthèse. Pour les fractures particulières dites inter-trochantériennes, il est possible de fixer la fracture de manière intra-médullaire (à l’intérieur de l’os) ou de manière extra-médullaire (en dehors de l’os). Pour chaque type de traitement, les hôpitaux sont équipés des deux systèmes de fixation. Les différences de morphologie des individus impliquent l’existence de multiples références d’implants et donc de surcoûts en termes d’équipement. Dans ce travail de thèse, un implant original adaptable à la plupart des morphologies a été développé. Cet implant permettra non seulement d’offrir aux chirurgiens une souplesse au cours des interventions chirurgicales mais aussi de réduire de manière significative les stocks d’implants dans les hôpitaux. Le comportement mécanique de l’implant est étudié dans différents cas de fractures par deux approches complémentaires, une méthode numérique par Éléments Finis et une approche expérimentale mettant en oeuvre des techniques de stéréo-corrélation à partir d’images de caméras rapides. Les résultats des calculs numériques sont confrontés à ceux issus d’essais réalisés sur des fémurs synthétiques, puis cadavériques en laboratoire d’anatomie. Les comparaisons avec des implants existants montrent que ce nouveau concept d’implant permet une fixation plus stable des fragments osseux et une bonne compression du foyer de fracture.

Material constitutive parameters are usually identified from standard tests exhibiting homogeneous strain states. However, recent improvements in inverse identification methods call upon the use of heterogeneous tests. The purpose of the present work is to develop an inverse identification procedure based on the Finite Element Updating method. Kinematic and thermal full-fields measurements are thus captured from increasingly heterogeneous tests, and provide the input data of the identification process. Various planar tests with commercially pure titanium have been performed and a new non planar experimental test has been designed and set up. This latter allows the identification of tensile, shear and expansion behaviours from a single test conducted on a standard tensile device. Digital Image Correlation along with Stereo Image Correlation is used for measurement purposes. Comparisons are made between measured data and retrieved data from a numerical model of the experiment. An optimization algorithm is used to update the constitutive parameters of the finite element model. The number of identified parameters varies with the chosen constitutive model namely : orthotropic elasticity, then anisotropic plasticity. Several validation protocols highlight the advantages of using heterogeneous rather than homogeneous tests. Moreover it has been shown that the choice of the elastic model (isotopic or ortho, Les paramètres de loi de comportement s'identifient habituellement à partir d'éprouvettes standardisées présentant des champs de déformations homogènes. L'essor actuel des méthodes inverses incite à l'utilisation d'essais plus hétérogènes. L'objectif de cette thèse est de développer une procédure d'identification inverse en utilisant une méthode de recalage de modèles éléments finis basée sur des expériences à hétérogénéités croissantes des champs de déformation. À cette fin, des essais plans avec différentes géométries d'éprouvettes, en titane commercialement pur, ont été effectués et un essai original hors plan fortement hétérogène a été mis au point. Dans ce dernier cas, un essai unique réalisé à l'aide d'une machine de traction uni-axiale permet d'obtenir des sollicitations d'expansion, mais aussi de traction et de cisaillement selon deux directions orthogonales. Des mesures de champs cinématiques planes et non planes (stéréo-corrélation d'images) sont utilisées afin d'évaluer les déformations jusqu'à striction. À partir de ces mesures en grandes déformations, on propose de mener une comparaison entre les informations issues de l'expérience et un modèle dupliquant les conditions expérimentales (conditions aux limites issues de la corrélation d'images). Cette comparaison conduit, via un processus d'optimisation, à l'actualisation itérative du jeu de paramètres de la loi de comportement utilisée dans le modèle éléments finis. Le nombre de paramètres ainsi identifiés varie selon le modèle de comportement : élastique anisotrope puis élasto-plastique anisotrope. Différentes validations ont mis en évidence l'intérêt de considérer des champs de déformation fortement hétérogènes. Dans ce cadre, des prédictions numériques d'opérations d'emboutissage, réalisées à l'aide des différents jeux de paramètres identifiés sont comparées à l'expérience. On montre que la prise en compte d'un modèle élastique anisotrope plutôt qu'isotrope fournit un état de contrainte plus réaliste en début de plasticité, améliorant considérablement l'identification du modèle plastique. Enfin, une approche couplée entre mesures de champs cinématiques et thermiques (thermographie infrarouge) a été développée. Les paramètres d'un modèle mécanique sont identifiés puis utilisés pour l'évaluation d'un modèle thermique calculant les sources de chaleur. Par cette méthode, plusieurs modèles d'évolution de la fraction d'énergie dissipée sous forme de chaleur ont été identifiés (coefficient de Taylor et Quinney).

National audience

National audience

The Armorican Massif is an outcropping segment of the Hercynian belt of Western Europe. Nowadays it constitutes an intraplate deformation domain in a passive continental margin context. This deformation finds its expression in a moderate seismic activity characterized by low magnitude earthquakes. The geographical distribution of the seismicity, provided by French seismological organizations, exhibit mainly a diffuse behaviour, with large uncertainties on hypocentral parameters. A new analysis of all seismograms recorded between 1980 and 2004, combined with a stochastic inversion of the arrival times visually picked in this work, enabled me to relocate approximately 1500 earthquakes. A joint interpretation of the latter results and of geophysical data available to date, leads to a better understanding of the seismotectonic processes which trigger this intraplate seismicity.; Le Massif Armoricain est un segment affleurant de la Chaîne Hercynienne d'Europe Occidentale et constitue actuellement un domaine de déformation intraplaque en contexte de marge continentale passive. Cette déformation se manifeste par une activité sismique modérée caractérisée par des séismes de faible magnitude. Les bulletins des organismes nationaux décrivent - dans cette région peu couverte par les réseaux sismologiques - une répartition diffuse de la sismicité, avec une grande imprécision sur la localisation des événements. Une nouvelle analyse de l'ensemble des sismogrammes, combinée à une inversion stochastique des temps d'arrivée pointés visuellement au cours de ce travail, a permis la relocalisation d'environ 1500 séismes survenus entre 1980 et 2004. L'interprétation jointe de ces résultats et des données géophysiques existantes conduit à une meilleure compréhension des processus sismotectoniques à l'origine de cette sismicité intraplaque.