Analyse des résultats complémentaires

Comme mentionné précédemment, la longueur L3 = 242 mm correspond à celle de l’étude de cas sur la défaillance d’une PCV. Il existe cependant une différence entre ces 2 modèles. Cette différence est au niveau de la distance effective, de (section 2.2.3), qui définit la position de la

l’étude de cas), la première vis se situe dans le 4ème _{trou, alors que pour l’étude de l’influence de}

la longueur, celle-ci se situe dans le 2ème _{trou selon la Figure 7.1. On remarque donc que la}

contrainte maximale passe de 346 MPa à 273 MPa en diminuant de moitié la longueur effective. Même si ce paramètre n’est pas l’intérêt principal de ce projet, cette comparaison permet tout de même de démontrer que cette distance effective peut avoir une influence considérable sur la contrainte maximale dans la PCV.

Distribution des contraintes dans la PCV

L’impact du choix de la longueur a premièrement été remarqué sur la contrainte maximale dans la PCV. Selon le Tableau 7.1, cette contrainte augmente de 20% en passant d’une plaque de 170 mm à 278 mm. On constate que plus la plaque est fixée près de l’extrémité proximale du fémur, plus la contrainte est élevée. Ce phénomène indique qu’une plaque plus longue reprend davantage la charge du patient qui est générée pendant la marche. Les efforts articulaires se font ressentir davantage, créant ainsi une plus grande sollicitation locale dans la région de la première vis qui est située près de la fracture (Figure 7.1). Cette vis, qui crée un point d’ancrage près de la fracture dans l’os, engendre une augmentation de la contrainte dans cette zone. C’est pourquoi on observe la contrainte maximale à ce même endroit pour les quatre longueurs de plaque puisque cette première vis est toujours positionnée dans le même trou. Cette remarque vient cependant à l’encontre des directives de Gautier et al. [26] qui suggère une plaque plus longue pour diminuer les sollicitations dans cette même région. Leurs directives sont par contre basées sur l’étude d’une fracture de l’os d’un point de vue général, sans considérer le chargement engendré par la marche. L’impact du choix de la longueur a aussi été remarqué sur la distribution des contraintes dans la PCV, qui est présentée sur la Figure 7.1. La différence engendrée a été quantifiée par le volume de contraintes élevées. Ces valeurs se trouvent dans le Tableau 7.1. Un volume 7,5 fois plus élevé a été constaté avec la plaque la plus longue, L4, en comparaison avec la plus courte, L1. Ce volume caractérise un facteur d’échelle qui influence la tenue en fatigue [75]. Pour ce projet, l’impact est de nature statistique puisque plus ce volume est gros, plus il est probable qu’il contienne un défaut qui incitera l’amorçage d’une fissure. Ces défauts sont par exemple les inclusions, les hétérogénéités de matière et les rayures qui sont inévitables lors de la fabrication et de l’installation de l’implant. Ceux-ci ont été remarqués dans l’article 1, Figure 5.4i, à l’endroit où la fissure s’est initiée. L’augmentation du volume de contraintes élevées indique donc qu’une

fissure a plus de chance de s’amorcer dans une plaque plus longue que dans une plaque plus courte.

Selon ces deux observations (contrainte maximale et volume de contraintes élevées), il serait justifié de prendre une PCV plus courte pour obtenir une meilleure tenue en fatigue. Ce point tient compte qu’une PCV plus courte engendre un point d’ancrage dans l’os qui est plus distant de la hanche. Cependant, le comportement mécanique de la fracture doit aussi être étudié afin d’évaluer globalement l’impact de la longueur sur le comportement mécanique de l’assemblage fémur-PCV.

Déformation de la fracture

Le comportement mécanique de la fracture est aussi influencé par le choix de la longueur de la plaque. En augmentant cette longueur, on remarque que la fracture est moins déformée pendant un cycle de marche. Selon le Tableau 7.1, une augmentation de 24% est constatée entre les longueurs L1 et L4, où une déformation de 1,04% et 0,84% sont respectivement relevées. Ces observations démontrent qu’une plaque plus longue reprend davantage les charges du patient (contrainte plus élevée), mais provoque une augmentation de la stabilité de la zone fracturée (déformation plus faible). L’assemblage os-implant composé d’une plaque plus longue est donc plus rigide.

En comparaison avec la littérature, les déformations mesurées sont légèrement en dessous de la tolérance de 1,5% qui est associée à la phase finale de remodelage [12], expliqué dans la section 2.1.2. La fracture a plutôt été modélisée selon la phase intermédiaire de reconstruction, où une déformation de 10% peut être admise. En considérant qu’une plus grande déformation améliore le processus de guérison, une plaque plus courte serait donc conseillée. À l’opposé, si la stabilité est jugée prioritaire, une plaque plus longue serait nécessaire. Ce dernier point expliquerait pourquoi Gautier et al. [26] suggère une plaque plus longue tout en étant conscient que des déformations doivent être admises sur la fracture.

Le modèle est donc sensible à la longueur de la plaque en démontrant l’impact sur la distribution des contraintes dans l’implant et sur les déformations de la fracture. Encore une fois, cette affirmation considère qu’une variation de la longueur de la plaque induit une variation du site d’ancrage dans l’os en fonction de la position de la dernière vis. La tendance observée sur la Figure 7.2 démontre que sur la plage des longueurs étudiées, l’évolution de la contrainte dans la

PCV et la déformation de la fracture sont linéaires. Cependant, ces deux évolutions sont approximativement inversement proportionnelles puisqu’on remarque une diminution de 24% de la déformation de la fracture, lorsque la contrainte augmente de 20% dans la PCV. L’objectif OS4, qui était d’« étudier l’influence de la longueur de la PCV sur le comportement mécanique de l’assemblage os-PCV » est donc atteint.

De plus, ces tendances démontrent le défi associé à l’installation d’une PCV, où un compromis doit être fait entre l’amplitude de contrainte dans l’implant et le niveau de déformation de la fracture. Le modèle proposé permet donc d’obtenir des valeurs quantifiables afin d’étudier les paramètres d’installation de la PCV, ce qui n’est pas fait dans les travaux de Gautier et al. [26]. Le modèle présente donc de bonnes perspectives pour étudier les paramètres d’installation associés à une PCV, mais des connaissances plus approfondies sont requises pour justifier le bon compromis entre déformation de l’os et contrainte dans la PCV. Les perspectives sont développées davantage dans la prochaine section, tout en indiquant les limitations actuelles du modèle.