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Etude des interactions hydro-chimio-mécaniques dans les
tissus biologiques : application à la nutrition du disque
intervertébral.
Adrien Baldit
To cite this version:
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Most common body locations (n = 4835)
er, eθ, ez ez
7 C1 C7
12 T 1 T 12 5 L1 L5 5
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✐♦❧♦❣✐A✉❡♠❡♥&✱ [NaCl] = 11.68 g.L−1✳ ▲❡ ♠❛&4-✐❛✉ &❡♥❞ ❛❧♦-0 8 ❣♦♥✢❡- ❝♦♠♠❡ ❧✬✐❧❧✉0&-❡
❧❡ ❝❤❛♥❣❡♠❡♥& ❞❡ ❤❛✉&❡✉- ❡♥&-❡ ❧❡0 ♣❤❛0❡0 ✶ ❡& ✷ ❞❡ ❧❛ ✜❣✉-❡ ✷✳✺✳ ▲❡ &❡♠♣0 ❝❛-❛❝&4-✐0✲ &✐A✉❡ ❡0& ❞❡ ❧✬♦-❞-❡ ❞❡ 2500 s ❡♥✈✐-♦♥ ❝❡ A✉✐ ❡0& ♣-♦❝❤❡ ❞❡ ❝❡❧✉✐ ❞✉ ✢✉❛❣❡ ♣♦-♦✲♠4❝❛♥✐A✉❡ ✭❚❛❜❧❡❛✉ ❆✳✹✮✳ ▲✬4&✉❞❡ ❞❡❋-✐❥♥0 ❡& ❛❧✳ ❬✶✾✾✼❪ ♣-40❡♥&❡ ❧❡0 ♠O♠❡0 -40✉❧&❛&0 ❛✈❡❝ ❞❡0 &❡♠♣0 ❝❛-❛❝&4-✐0&✐A✉❡0 ❧4❣P-❡♠❡♥& ♣❧✉0 ❢❛✐❜❧❡0 ♠❛✐0 ❧❡0 ✈❛❧❡✉-0 -❡0&❡♥& ❝♦♥04A✉❡♥&❡0 ❛✈❡❝ 1200 s ♣♦✉- ❧❡ ✢✉❛❣❡ ♣✉- ❡& 1800 s ♣♦✉- ❧❡ ❝♦♠♣♦-&❡♠❡♥& ❝❤✐♠✐A✉❡✳ ❉❡ ♣❧✉0✱ ❧❡0 ♣❤❛0❡0 ✸ ❡& ✹ ❞❡ ❧❛ ✜❣✉-❡ ✷✳✺ ♠♦♥&-❡♥& A✉❡✱ ♠❛❧❣-4 ❧✬✐♥✢✉❡♥❝❡ ❞❡ ❧✬❡♥✈✐-♦♥♥❡♠❡♥&✱ ❧❡ ❝♦♠♣♦-&❡♠❡♥& ♣♦-♦✲♠4❝❛♥✐A✉❡ ❞✉ &✐00✉ ❡0& &♦✉❥♦✉-0 -4✈❡-0✐❜❧❡✳
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♣❧✉0✱ ❡❧❧❡ ♠❡& ❡♥ ❛✈❛♥& ❧❡ ❝❛-❛❝&P-❡ ❛♥✐0♦&-♦♣❡ ❞❡ ❧❛ ♣❡-♠4❛❜✐❧✐&4 ❞✉ &✐00✉ ✭❚❛❜❧❡❛✉ ❆✳✼✮✳ V♦✉- ✜♥✐-✱ ❧❡ ♣❧✉0 ❣O♥❛♥& ❡0& A✉❡ ♣♦✉- ❝❤❛A✉❡ ❝❛-❛❝&4-✐0❛&✐♦♥ ✉♥ ♥♦✉✈❡❧ 4❝❤❛♥&✐❧❧♦♥ ❡0& ♥4❝❡00❛✐-❡✱ ✐❧ ❡0& ❞♦♥❝ ✐♠♣♦00✐❜❧❡ ❞❡ 0❛✈♦✐- 0✐ ❧❡0 ✈❛-✐❛❜✐❧✐&40 ♦❜&❡♥✉❡ 0♦♥& -4❡❧❧❡♠❡♥& ❞✉❡0 8 ❧❛ ❧♦❝❛❧✐0❛&✐♦♥ ❞✉ &✐00✉ ♦✉ 8 ❞❡0 ❝♦♥❞✐&✐♦♥0 ✐♥✐&✐❛❧❡0 ❞✐✛4-❡♥&❡0✳ ❊♥ ❡✛❡&✱ ❧❡0 ❞✐✈❡-0❡0 ♣❤②0✐A✉❡0 A✉✐ ♦♣P-❡♥& ❛✉ 0❡✐♥ ❞✉ &✐00✉ ♥❡ ♣❡✉✈❡♥& O&-❡ &♦&❛❧❡♠❡♥& ❞4❝♦✉♣❧4❡0 ❡& ❧♦-0A✉✬❡❧❧❡0 0♦♥& A✉❛♥&✐✜4❡0 04♣❛-4♠❡♥&✱ ❡❧❧❡0 ♦♥& ❞❡0 ✐♠♣❛❝&0 ♥♦♥✲♥4❣❧✐❣❡❛❜❧❡0 0✉- ❧❛ ♠❡0✉-❡ ❡& ❡♥&-❡ ❡❧❧❡0 A✉✐ ♥❡ 0♦♥& ♣❛0 ♥4❝❡00❛✐-❡♠❡♥& ❧✐40 8 ❧❛ ✈❛-✐❛❜✐❧✐&4 ❞✉ &✐00✉✳
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1 mm 10 mm 50 mm
pH 2.9 GP a
5 3
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Leprrr [mm] Leprθθ [mm] Leprzz [mm]
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▲❡ "❡#" ❞❡ %❡❧❛①❛"✐♦♥
❘"❛❧✐&" ❞❛♥& ❞❡& ❝♦♥❞✐,✐♦♥& &✐♠✐❧❛✐.❡& ❛✉① ,❡&,& ♣."❝"❞❡♥,&✱ ❧❛ .❡❧❛①❛,✐♦♥ ✭❋✐❣✉.❡ ✷✳✶✵ ✿ ♣❤❛&❡ 6✮ ❞✬✉♥❡ ❤❡✉.❡ ❡♥✈✐.♦♥ ,.❛❞✉✐, ❧❛ ."♣♦♥&❡ ❞✉ ,✐&&✉ ♣♦✉. ✉♥ ❞"♣❧❛❝❡♠❡♥, ✐♠♣♦&"✳ ■❧ ♣❡.♠❡, ❛✉&&✐ ❞✬♦❜,❡♥✐. ✉♥ ",❛, ❞✬"A✉✐❧✐❜.❡ ❡, ❞✬✐♥✐,✐❛❧✐&❡. ❧❡ ,❡&, ❝❤✐♠✐♦✲♠"❝❛♥✐A✉❡ A✉✐ &✉✐,✳ ▲❡ "❡#" ❝❤✐♠✐♦✲♠0❝❛♥✐1✉❡
❯♥❡ ❢♦✐& ❧✬"A✉✐❧✐❜.❡ ♣♦.♦✲♠"❝❛♥✐A✉❡ ",❛❜❧✐ ♣❛. ❧❡ ,❡&, ❞❡ .❡❧❛①❛,✐♦♥✱ ❝❡ ,❡&, ❝♦♥&✐&,❡ E ❢❛✐.❡ ✈❛.✐❡. ❧❛ ❝♦♥❝❡♥,.❛,✐♦♥ ❡♥ &❡❧✱ cext✱ ❞❡ ❧❛ &♦❧✉,✐♦♥ ✐♠♣."❣♥❛♥, ❧❡ ,✐&&✉ &✉. ✉♥❡ ♣".✐♦❞❡ ❞❡
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❋✐❣✉$❡ ✷✳✶✶ ✕ J❤❛&❡& ❞❡ ❝❤❛.❣❡♠❡♥, ❝❤✐♠✐A✉❡&✳
❝♦♥❝❡♥,.❛,✐♦♥ &❛❧✐♥❡ ❝♦♠♣.✐&❡ ❡♥,.❡ 3 ❡, 15 g.L−1 ♠❡,,❛♥, ❡♥ "✈✐❞❡♥❝❡ ❧❛ ."♣♦♥&❡ ❞✉ ,✐&&✉
❛✉&&✐ ❜✐❡♥ ❡♥ ❢♦.❝❡ A✉✬❡♥ ❞"❢♦.♠❛,✐♦♥✳ ✷✳✷✳✹ ❈♦%%&❧❛)✐♦♥ ❞✬✐♠❛❣❡1
▲❡& ✐♠❛❣❡& ❛❝A✉✐&❡& ❛✉ ❝♦✉.& ❞❡& ",❛♣❡& 2 E 6 ❞✉ ♣.♦,♦❝♦❧❡ ♣."❝"❞❡♥, &♦♥, ,.❛✐,"❡& ♣❛. ❝♦.."❧❛,✐♦♥ ❞✬✐♠❛❣❡& ✭❉■❈✮✳ ▲❡ ❧♦❣✐❝✐❡❧ ✉,✐❧✐&" ✭❑❡❧❑✐♥%✮ ❡&, ❞"✈❡❧♦♣♣" ♣❛. ❧✬"A✉✐♣❡ ❚❤❡(♠♦✲ ▼-❝❛♥✐0✉❡ ❞❡% ▼❛3-(✐❛✉① ✭❚❍▼✷✮ ❞✉ ❧❛❜♦.❛,♦✐.❡ ❞❡ ♠"❝❛♥✐A✉❡ ❡, ❣"♥✐❡ ❝✐✈✐❧ ❬❲❛,,.✐&&❡
❡, ❛❧✳✱✷✵✵✶❪✳
❆#♣❡❝"# ❞✉ "✐##✉
❯♥❡ ❝❛♠".❛ ✜❧♠❡ ❧❡ ♣❧❛♥ ❞❡& ✜❜.❡&✱ ❞"✜♥✐ ♣❛. ❧❡& ❛①❡& ❝✐.❝♦♥❢".❡♥,✐❡❧ ❡, ✈❡.,✐❝❛❧✱ (eθ, ez)✳
▲✬❛✉,.❡ ❢♦❝❛❧✐&❡ &✉. ❧❡ ♣❧❛♥ ❞❡& ❧❛♠❡❧❧❡& ❝♦♠♣.❡♥❛♥, ❧❡& ❞✐.❡❝,✐♦♥& ❝✐.❝♦♥❢".❡♥,✐❡❧❧❡ ❡, .❛❞✐❛❧❡✱ (eθ, er)✳
[mm] [mm] [ ] 4.64 (±0.62) 0.68 (±0.1) 36.1 (±2.65) 3.97 (±0.73) 0.75 (±0.15) 36.9 (±4.45) 95% 62% E E = 1 2
✷✳✸✳ ❘➱❙❯▲❚❆❚❙ ❊❳,➱❘■▼❊◆❚❆❯❳ ✸✼ ❡##❡✉#% ❡♥ ❣❧♦❜❛❧✐-.✱ ✉♥❡ .♣#♦✉✈❡--❡ ❞❡ -✐%%✉ ❞❛♥% ❧❡% ❝♦♥❞✐-✐♦♥% ❞❡ -❡%- %-❛♥❞❛#❞ ✭✐♠♠❡#❣.❡ ❞❛♥% ✉♥❡ %♦❧✉-✐♦♥ ♣❤②%✐♦❧♦❣✐8✉❡ 9 37✝C✮ ❛ .-. ✉-✐❧✐%.❡ ♣♦✉# #.❛❧✐%❡# ✉♥ ♠♦✉✈❡♠❡♥- ❞❡ %♦❧✐❞❡ #✐❣✐❞❡✳ ▲❡% ❞.❢♦#♠❛-✐♦♥% ♦❜-❡♥✉❡% 9 ❧❛ ✜♥ ❞❡ ❝❡ -❡%- %♦♥- ❞♦♥❝ ✉♥✐8✉❡♠❡♥- ❧✐.❡% ❛✉① ❞✐%-♦#%✐♦♥% ❞✉ %②%-A♠❡ ♦♣-✐8✉❡✱ 9 ❧❛ 8✉❛❧✐-. ❞✉ ♠♦✉❝❤❡-✐% ♥❛-✉#❡❧ ❡- 9 ❧❛ ♠.-❤♦❞❡ ❞❡ ❝❛❧❝✉❧✳ ▲❡% ❛♠♣❧✐-✉❞❡% ❞✬❡##❡✉# ♦❜-❡♥✉❡% ❞❛♥% ❧❡% ❞❡✉① ♣❧❛♥% ❡- ❧❡% ❞❡✉① ❞✐#❡❝-✐♦♥% %♦♥- ❞♦♥♥.❡% ❞❛♥% ❧❡ -❛❜❧❡❛✉ ✷✳✸✳ ❆♣#A% ❧✬.-✉❞❡ ❞❡% ♣#❡♠✐A#❡% ❞♦♥♥.❡% ❞✉ -✐%%✉✱ ❞❡% ❡##❡✉#% ❞❡ ♠❡%✉#❡
Errlamelle Eθθlamelle Eθθf ibre Ezzf ibre
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Temps
[s
] 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10σ
EXP θθ [M
Pa
] ✭❛✮ ❈♦❝❤♦♥ 0 200 400 600 800 1000 1200 1400Temps
[s
] 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35σ
EXP θθ [M
Pa
] ✭❜✮ ❍✉♠❛✐♥❋✐❣✉$❡ ✷✳✷✼ ✕ ❈♦♥&'❛✐♥&❡ ❞❡, 4 ❡,,❛✐, ❞❡ '❡❧❛①❛&✐♦♥ ❡♥ ❢♦♥❝&✐♦♥ ❞✉ &❡♠♣, ✭❡,✲ ,❛✐, ❝♦❝❤♦♥−❤✉♠❛✐♥ ✿ ❝❛, ❆ → 120906❴❊1 − 121204❴❊1✱ ❝❛, ❇ → 120612❴❊1 − 121023❴❊1✱ ❝❛, ❈ → 120911❴❊1 − 121123❴❊1✱ ❝❛, ❉ → 120724❴❊1 − 121016❴❊1✮✳
❉$❢♦'♠❛*✐♦♥-
❧♦❝❛❧❡-▲❡, ❝❤❛♠♣, ❞❡ ❞A❢♦'♠❛&✐♦♥, ♦❜&❡♥✉, ❛✉ ❝♦✉', ❞❡ ❧❛ ❝❤❛'❣❡ ❞✉ &❡,& ❞❡ '❡❧❛①❛&✐♦♥ ✭❋✐❣✲ ✉'❡, ❈✳✶ F ❈✳✸✮ ,♦♥& ❡♥ &♦✉& ♣♦✐♥& ,✐♠✐❧❛✐'❡, F ❝❡✉① ❞✉ ❝❤❛'❣❡♠❡♥& ❞✉ ♣'❡♠✐❡' ❝②❝❧❡ ❞✉ &❡,& ♣'A❝A❞❡♥& ✭❋✐❣✉'❡, ✷✳✶✹ F ✷✳✶✼✮✳ ■❧, ♥✬♦♥& ❞♦♥❝ ♣❛, ♣❛'&✐❝✉❧✐M'❡♠❡♥& ❞✬✐♥&A'N& ❡& ✜❣✉'❡♥& ❞❛♥, ❧✬❛♥♥❡①❡ ❈✳ P❛' ❝♦♥&'❡✱ ❧❛ ❝♦♠♣❛'❛✐,♦♥ ❛✈❡❝ ❧❡, ❝❤❛♠♣, ❡♥ ✜♥ ❞❡ '❡❧❛①❛&✐♦♥ ✭❋✐❣✲ ✉'❡, ✷✳✷✽ F ✷✳✸✵✮ ♠♦♥&'❡ T✉❡ ❧❡, ❤A&A'♦❣A♥A✐&A, ,♦♥& &♦✉❥♦✉', ♣'A,❡♥&❡,✳ ❉❡ ♠N♠❡✱ ❧✬❡✛❡& ❞❡ ♠♦✐♥❞'❡ ❝♦♠♣'❡,,✐♦♥ ✈♦✐' ❞❡ ❣♦♥✢❡♠❡♥& ❞❛♥, ❧❡ ♣❧❛♥ ❞❡, ❧❛♠❡❧❧❡, ❛♣♣❛'❛X& ❛✈❡❝ ❞❡, ❛♠♣❧✐✲ &✉❞❡, ♣❧✉, ❢❛✐❜❧❡,✳ ▲❡, ❛♠♣❧✐&✉❞❡, ❞❛♥, ❧❛ ❞✐'❡❝&✐♦♥ ❞❡ ,♦❧❧✐❝✐&❛&✐♦♥ ✭❋✐❣✉'❡, ❈✳✶ ❡& ❈✳✷✮ ,♦♥& T✉❛,✐ ✐♥❝❤❛♥❣A❡, ♣❛' '❛♣♣♦'& ❛✉ ❞A❜✉& ❞❡ ❧❛ '❡❧❛①❛&✐♦♥✳ P❛' ❝♦♥&'❡✱ ❞❛♥, ❧❡, ❞✐'❡❝&✐♦♥, &'❛♥,✈❡',❡,✱ ✉♥❡ ❢♦'&❡ ❝♦♥&'❛❝&✐♦♥ ❛♣♣❛'❛X& &♦✉& ♣❛'&✐❝✉❧✐M'❡♠❡♥& ❞❛♥, ❧❡ ♣❧❛♥ ❞❡, ❧❛♠❡❧❧❡,✳ ❉$❢♦'♠❛*✐♦♥-
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0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
E
imp θθ 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08σ
EX P θθ [M
Pa
] ✭❛✮ ❈♦❝❤♦♥ ✭❡))❛✐ 120612❴❊1✮ 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10E
imp θθ 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30σ
EX P θθ [M
Pa
] ✭❜✮ ❍✉♠❛✐♥ ✭❡))❛✐ 121016❴❊1✮✷✳✹✳ ❈❖◆❈▲❯❙■❖◆❙ ❊❳,➱❘■▼❊◆❚❆▲❊❙ ✻✸
❧❛♠❡❧❧❡& ✭er, eθ✮✱ ❞❡& ❞+❢♦.♠❛/✐♦♥& .❛❞✐❛❧❡& ❛✈❡❝ ❞❡& ❜❛♥❞❡& ❞❡ ♠♦✐♥❞.❡ ❝♦♠♣.❡&&✐♦♥ ♦✉
❞❡ ❞❡ ❣♦♥✢❡♠❡♥/ ♦.✐❡♥/+❡& &✉✐✈❛♥/ eθ✳ ❈❡/ ❡✛❡/ ❡&/ ♣❧✉& ♣.♦♥♦♥❝+ ❞❛♥& ❧❛ ③♦♥❡ ❝❡♥/.❛❧❡
✭❋✐❣✉.❡ ✷✳✶✼✳❛✮ ♦✉ &✉. ❧❡& ❧❛♠❡❧❧❡& ♣.♦❝❤❡& ❞✉ ❝❡♥/.❡ ✭❋✐❣✉.❡ ✷✳✶✼✳❜✮✳ ▲❛ &/.✉❝/✉.❡ ✜❜.+❡ ❝♦♠♣❧❡①❡ ❞✉ ♠❛/+.✐❛✉ ♣♦✉..❛✐/ E/.❡ F ❧✬♦.✐❣✐♥❡ ❞❡ ❝❡//❡ ❝♦♥&/❛/❛/✐♦♥✱ ♠❛✐& ❡♥ ❝♦♥&✐❞+.❛♥/ ❧❛ ✈❛.✐❛/✐♦♥ ❞✬❛♥❣❧❡ ❞❡& ✜❜.❡& ❞❡♣✉✐& ❧❡& .+❣✐♦♥& ✐♥/❡.♥❡& ✈❡.& ❧❡& .+❣✐♦♥& ❡①/❡.♥❡& ❞✉ ❞✐&H✉❡
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