Cours 1- Biomécanique

Question 1

Quelles sont les 2 régions de la courbe de déformation?

Answer 1

Région élastique

Région plastique

Question 2

Que représente la pente de la courbe de déformation?

Answer 2

Rigidité

Question 3

Quelles sont les caractéristiques de la zone élastique? (4)

Answer 3

• Tissu ne subit pas de déformation permanente
• Courbe revient à zéro lorsque la contrainte revient à zéro
• Contrainte varie proportionnellement à la déformation
• Toute l’énergie emmagasinée dans le corps peut être résistée

Question 4

Quelles sont les caractéristiques de la zone plastique? (4)

Answer 4

• Tissu subit une déformation permanente
• Courbe ne revient pas à zéro quand la contrainte est à zéro
• Énergie utilisée pour déformer le corps et plus grande que l’énergie restituée
• Résultat de glissements dans la structure du tissu

Question 5

Définition : Contrainte

Answer 5

Force à laquelle est soumis un matériau par unité d’aire (ex. d’unité Kpa).

Question 6

Définition : Ductile

Answer 6

Se dit d’un tissu qui cède après avoir subit une déformation plastique
supérieure à 1% (incluant 1 %).

Question 7

. Définition : Fragile

Answer 7

Se dit d’un tissu qui cède dans le domaine élastique. La rupture est
soudaine et la déformation plastique est inférieure à 1%.

Question 8

Définition : Visqueux

Answer 8

Caractérise le comportement d’un tissu dont la déformation est fonction
de la durée et de la vitesse d’application de la charge.

Question 9

. Définition : Isotrope

Answer 9

Se dit d’un matériau homogène et dont la réponse donnée à une même
sollicitation est identique, quelle que soit la direction de la sollicitation.

Question 10

. Définition : Fluage

Answer 10

Caractérise l’augmentation de la déformation en fonction du temps
lorsque le tissu est sollicité par une contrainte soudaine, la contrainte
étant par la suite maintenue constante.

Question 11

. Définition : Déformation

Answer 11

Caractérise une courbe de contrainte versus déformation pour laquelle il
y a une différence entre la mise en charge et la décharge.
Caractérise un tissu dont les caractéristiques changent en fonction de
l’historique des sollicitations qu’il a subit.

Question 12

Quels sont les 5 types de chargement des tissus?

Answer 12

Compression
Cisaillement
Tension
Flexion
Torsion

Question 13

Quel est l’intérêt clinique de connaitre les types de contrainte?

Answer 13

Peut expliquer le type de fracture ou de lésion

Question 14

Quand se produit la sollicitation des os en compression?

Answer 14

À chaque pas

Question 15

Quelle est la conséquence de la forme du fémur?

Answer 15

Oblige l’os cortical à continuellement en flexion (tête du fémur pas au centre)

Question 16

. Quelle est la réponse de l’os aux chargements en tension? (2)

Answer 16

• Entraine une décohésion des lignes de soudures et un arrachement des ostéons
• Fracture en tension plus commune dans l’os spongieux
  Exemple : Fracture du calcanéum près de l’attache du tendon d’Achielle après trop grande contraction du triceps sural

Question 17

Quelle est la réponse de l’os aux chargements en compression?

Answer 17

• Entraine des fentes obliques dans les ostéons

Exemple : fracture en compression des vertèbres, fracture de la tête fémorale

Question 18

. Classez ces 3 types de chargement de chargements selon la capacité des tissus à leur résister (résiste le plus à résiste le moins) Compression- Cisaillement – Tension

Answer 18

Compression – Tension- Cisaillement

Question 19

Dans quel contexte les fractures sont plus probables de se produire?

Answer 19

Combinaison de contraintes

Question 20

De quoi dépend l’amplitude de la déformation que provoque une contrainte?

Answer 20

Rigidité du tissu

Question 21

Quelle est la relation entre la contrainte et la déformation dans les os et les dents?

Answer 21

Proportionnalité directe entre la contrainte et la déformation dans le domaine élastique

Question 22

Quel est le comportement des tissus collagéneux (conjonctifs)?

Answer 22

Comportement élastique non-linéaire

Rigidité dépend de la contrainte appliquée

Question 23

Comment peut-on expliquer la non-linéarité de la déformation dans les tissus collagéneux?

Answer 23

Déformations de la microstructure (mettent en jeu des forces de frottement interne importantes)

Question 24

. Quelle est la conséquence des déformations de la microstructure?

Answer 24

• Déformation élastique (réversible) mais l’énergie de la déformation pas toujours restituée
• Écart entre charge et décharge

Question 25

De quoi dépend la rigidité des tissus humains visco-élastiques?

Answer 25

Vitesse de mise en charge et durée du maintien de la contrainte

Question 26

Comment peut-on décrire la déformation des tissus dans le domaine élastique?

Answer 26

Déformation instantanée suivie d’une déformation différée (retardée dans le temps par rapport à l’application de la contrainte)

Question 27

Quels éléments de la déformation élastique des tissus conjonctifs ont un comportement visqueux?

Answer 27

Déploiement, alignement élastique des chaines et des cellules composant les tissus

Question 28

Qu’est-ce qui caractérise un écoulement visqueux?

Answer 28

Proportionnalité entre la force et la vitesse (taux) de déformation

Question 29

Définition : Relaxation de la contrainte

Answer 29

Caractérise la diminution de la contrainte en fonction du temps lorsque le tissu
est sollicité par une déformation soudaine, la déformation étant par la suite
maintenue constante.

Question 30

Quelle est l’application clinique de la relaxation des contraintes?

Answer 30

Plâtre : structures subissent une déformation constante, relaxation des contraintes dans les ligaments

Question 31

Quel est l’effet de la vitesse de déformation sur la force requise pour déformer un tissu?

Answer 31

Élongation lente requiert moins de force et applique moins de contrainte

Question 32

. Dans le tissu osseux la ________ augmente avec ______________

Answer 32

Rigidité

Vitesse de déformation

Question 33

Dans le tissu osseux la ________ augmente avec ______________

Answer 33

Résistance

Vitesse de déformation

Question 34

Quelles sont les 3 caractéristiques d’une fracture à basse vitesse?

Answer 34

• Implique peu d’énergie
• Provoque habituellement une fracture simple (fissure)
• Provoque peu de dommage aux tissus mous

Question 35

Quelles sont les 2 caractéristiques d’une fracture à haute vitesse?

Answer 35

• Implique beaucoup d’énergie

- Entraine généralement des fractures plus complexes

Question 36

Comment peut-on modifier le mode de sollicitation mécanique?

Answer 36

Chargement cyclique

Question 37

Quel est l’avantage du chargement cyclique?

Answer 37

Provoque des contraintes nominales toujours inférieures à la limite d’élasticité du tissu

Question 38

Quel est le risque du chargement cyclique?

Answer 38

Peut provoquer une rupture du tissu

Question 39

Comment s’explique la rupture lors du chargement cyclique?

Answer 39

Accumulation, à chaque répétition de la charge, d’un endommagement local du tissu

Question 40

Quelle est la conséquence ultime de la fatigue

Answer 40

Fracture de stress/fatigue (commune chez les joggeurs)

Question 41

. Pourquoi les fractures de stress se produisent lors des activités énergétiques continues?

Answer 41

Muscles se fatiguent et leur habileté à se contracter diminue cause une contrainte plus grande sur les tissus

Question 42

Quelles sont les 6 étapes de mécanisme de fatigue générale?

Answer 42

1. Défaut dans le tissu
2. Concentration de contrainte (localement)
3. Accumulation des microfissures
4. Augmentation de la concentration de contrainte, augmentation de la fissure
5. Section utile du tissu diminue
6. Rupture (souvent imprévisible), fracture de stress/de fatigue

Question 43

. Après combien de répétitions obtient-on l’état stationnaire dans le chargement cyclique?

Answer 43

10 à 20 cycles

Question 44

De quoi dépend la réponse des tissus sous contrainte?

Answer 44

Orientation des fibres (plus ou moins isotrope)
Propriétés de chaque type de fibre
Proportion de chaque type de fibre

Question 45

Qu’est-ce qui peut modifier les propriétés des tissus humains

Answer 45

Age et température

Question 46

Quelles sont les propriétés mécaniques de fibres de collagène?

Answer 46

Résistance, rigidité

Question 47

Quelles sont les propriétés mécaniques des fibres élastiques?

Answer 47

Extensibilité

Question 48

Quelles sont les propriétés mécaniques de la substance fondamentale?

Answer 48

Masse, friction

Question 49

Décrivez la déformation des fibres de collagène

Answer 49

Déformation élastique 0-7%
Déformation plastique 7-10%
(50% os cortical, très résistant)

Question 50

. Comment est la déformation des fibres élastiquues

Answer 50

Déformation élastique de 200%

10% os cortical, peu résistant

Question 51

Quel est l’aspect des fibres en l’absence de contraintes de tension?

Answer 51

Aspect ondulé

Question 52

Qu’est-ce qui explique l’aspect non rectiligne de la courbe contrainte déformation?

Answer 52

La fibre se déploie (tend) lors de l’établissement d’une contrainte de tension

Question 53

Quelle est la structure la plus rigide entre le tendon et le ligament?

Answer 53

Tendon

Question 54

Qu’est-ce qui justifie la rigidité supérieure du tendon?

Answer 54

Rôle de transmission de la force du muscle à l’os

Question 55

Comment peut-on décrire la rigidité de l’os?

Answer 55

Un des tissus biologiques qui a la plus grande rigidité

Question 56

Comment peut-on décrire la résistance de l’os?

Answer 56

Un des tissus biologiques qui a la plus grande résistance

Question 57

Comment peut-on décrire la ténacité de l’os?

Answer 57

Grande capacité de stockage d’énergie

Question 58

Comment peut-on décrire l’isotropie de l’os?

Answer 58

Tissu cortical pas isotrope (anisotrope), répond mieux à une pression
Tissu trabéculaire (poreux) isotrope

Question 59

Qu’est-ce qui détermine le comportement mécanique de la matrice solide du cartilage?

Answer 59

Quantité et déploiement du collagène dans la matrice

Question 60

Comment est le comportement mécanique du cartilage?

Answer 60

Comportement classique non linéaire de la courbe contrainte versus déformation

Question 61

Qu’est-ce qui influence les propriétés mécaniques du cartilage?

Answer 61

Vitesse de chargement

Question 62

Qu’est-ce qui arrive lors d’un chargement rapide (sauter) dans le cartilage?

Answer 62

Fluide ne diffuse pas et le comportement élastique est instantané

Question 63

Qu’est-ce qui arrive lors d’un chargement lent ou constant (rester debout) dans le cartilage?

Answer 63

Fluide diffuse, comportement viscoélastique