Sujet de thèse

Unité Mixte de Recherche INSERM U930 / CNRS FRE 2448 / Université F. Rabelais de Tours
Equipe 5 : De la maturation à la dégénérescence : exploration par ultrasons
Sujet de Thèse (Septembre 2009 – Septembre 2012) :
Quantification ultrasonore des propriétés viscoélastiques du tendon d’Achille pendant l’effort.
Sujet :
Les troubles musculosquelettiques, regroupant de nombreuses pathologies des tissus mous (muscles, tendons,
nerfs), constituent la maladie professionnelle la plus courante en France et dans les pays industrialisés. En particulier,
l’endommagement du tendon, dont le rôle est de transmettre les forces musculaires aux pièces osseuses, a dans ce
contexte une place centrale. Résultant d’un effort physique ou d’une immobilisation prolongée, ces lésions du tendon
entraînent une modification profonde des propriétés viscoélastiques du tendon.
Nous nous intéressons plus particulièrement au tendon d’Achille, particulièrement touché par les tendinopathies. Dans
une précédente étude (Projet ITS Achillus) en collaboration avec le laboratoire de biomécanique et de bioingénierie de
Compiègne (CNRS UMR 6600), nous avons développé un appareil ultrasonore permettant de mesurer in vivo pendant
l’effort la vitesse de compression dans l’axe des fibres du tendon d’Achille. A l’aide de différents exercices calibrés
effectués avec un ergomètre dédié, des premières corrélations entre la vitesse ultrasonore dans le tendon et la force
appliquée au tendon ont été obtenues.
Dans cette nouvelle étude, nous désirons mieux comprendre et ainsi relier les mesures ultrasonores aux propriétés
viscoélastiques du tendon en dynamique (lors d’un exercice calibré).
Le travail de thèse abordera plus particulièrement les points suivants :
1/ Mesures in vitro dans le tendon d’Achille de la vitesse et de l’amplitude de l’onde ultrasonore. Celles-ci nous
permettront d’étudier l’influence du type d’onde générée (onde de compression, onde de cisaillement) et de la direction
du capteur ultrasonore par rapport à la direction des fibres (anisotropie du tendon). Ces mesures, effectuées pendant
différents tests mécaniques (quasi-statique et dynamique), auront pour but de mieux comprendre l’architecture et les
propriétés viscoélastiques du tendon. Par ailleurs, des mesures sur des tendons plus ou moins endommagés (par test de
fatigue par exemple) seront réalisées.
2/ Développement d’un modèle analytique viscoélastique du tendon. Ce modèle, qui devra être validé avec les résultats
expérimentaux obtenus, pourra permettre de remonter aux paramètres viscoélastiques du tendon.
3/ Modélisation numérique de la propagation d’onde ultrasonore dans le tendon : 1/ en tant qu’outil d’aide à la
détermination du type d’onde généré dans le milieu (longitudinal, cisaillement, ondes guidées) ; 2/ en tant que
validation des paramètres viscoélastiques déterminés par un modèle analytique (point 2).
4/ Mesures in vivo de la vitesse (et de l’amplitude) ultrasonore dans le tendon durant différents exercices calibrés. Nous
envisageons d’effectuer ces mesures sur un groupe de volontaires sains, puis dans le cadre de 3 protocoles cliniques : 1/
étude longitudinale (changement des paramètres ultrasonores en fonction de l’âge) ; 2/ effet d’un mois d’immobilisation
non relié à une tendinopathie ; et 3/ effet d’un protocole de rééducation dédié après un endommagement du tendon.
S’adressant à un candidat de profil Master 2 (spécialité acoustique et/ou biomécanique) motivé par les applications
médicales de la physique ultrasonore, ce sujet, demandant une implication à la fois pour les mesures expérimentales et
la modélisation de comportement viscoélastique, comporte un caractère pluridisciplinaire fort (acoustique,
biomécanique). La thèse se déroulera au sein de l’équipe 5 de l’unité mixte de recherche INSERM U930 / CNRS
FRE2448 / Université F. Rabelais de la faculté de médecine de Tours.
Personnes à contacter :
Marielle Defontaine, Samuel Callé
INSERM U930 : http://www.u930.tours.inserm.fr/
Faculté de médecine - 10 boulevard Tonnellé, 37032 TOURS Cedex
Tel
: +33 2 47 36 62 22
Fax
: +33 2 47 36 61 20
Email : [email protected], [email protected]
Contexte de la thèse :
Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration avec deux autres laboratoires, le laboratoire de biomécanique et
de bioingénierie (BMBI, CNRS UMR 6600, Compiègne) et le laboratoire d’acoustique de l’université du Maine
(LAUM, CNRS UMR 6613, Le Mans), et avec le centre d’investigation clinique de Tours (CIC-IT 806).