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Bone is a living material with a complex hierarchical structure that gives it remarkable mechanical properties. Bone constantly undergoes mechanical. Its quality and resistance to fracture is constantly changing over time through the process of bone remodeling. Numerical modeling allows the study of the bone mechanical behavior and the prediction of different trauma caused by accidents without expose humans to real tests. The aim of this work is the modeling of the femur fracture under static solicitation to create a numerical model to simulate this element fracture. This modeling will contribute to improve the design of the indoor environment to be better safe for the passengers\' transportation means. Results show that vertical loading leads to the femur neck fracture and horizontal loading leads to the fracture of the femur diaphysis. The isotropic consideration of the bone leads to bone fracture by crack propagation but the orthotropic consideration leads to the fragmentation of the bone.

In orthopedic surgery and more especially in total arthroplastie of hip, the fixing of the implants generally takes place essentially by means of constituted surgical polymer cement. The damage of this materiel led to the fatal rupture and thus loosening of the prosthesis in total hip, the effect of over loading as the case of tripping of the patient during walking is one of the parameters that led to the damage of this binder. From this phenomenon we supposed that a remain of bone is included in the cement implantation. The object of this work is to study the effect of this bony inclusion in the zones where the outside conditions (loads and geometric shapes) can provoke the fracture of the cement and therefore the aseptic lousing of the prosthesis. In this study it was assumed the presence of two bones –type inclusions in this material, one after we analyzed the effect of interaction between these two inclusions damage of damage to this material. One have modeled the damage in the cement around this bone inclusion and estimate the crack length from the damaged cement zone in the acetabulum using the finite element method, for every position of the implant under the extreme effort undergone by the prosthesis. We noted that the most intense stress position is around the sharp corner of the bone fragment and the higher level of damage leads directly the fracture of the total prosthesis of the hip.

This paper presents three-dimensional finite element method analyses of the distribution of equivalents stress of Von Mises. Induced around a cavity located in the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA). The presences and effect of its position in the cement was demonstrated, thus on the stress level and distribution. The porosity interaction depending on their positions, and their orientations on the interdistances their mechanical behaviour of bone cement effects were analysed. The obtained results show that micro-porosity located in the proximal and distal zone of the prosthesis is subject to higher stress field. We show that the breaking strain of the cement is largely taken when the cement, containing the porosities very close adjacent to each other.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Total hip prosthesis was used for the patients who has the hip fracture and unable to recover naturally. To design highly durable prostheses one has to take into account the natural processes occurring in the bone. In this paper, the static load analysis is based, by selecting the peak load during the stumbling activity. Two different implant materials have been selected to study appropriate material. The results showed the difference of maximum von Misses stress and detected the fracture of the femur shaft for different model (Charnley and Osteal) implant with the extended finite element method (X-FEM), and after the results of the numerical simulation of X-FEM for different was used in determining the stress intensity factors (SIF) to identify the crack behavior implant materials for different crack length. It has been shown that the maximum stress intensity factors were observed in the model of Charnley.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Le ciment est un élément fondamental pour la fixation de la cupule à l’os. Son rôle principal est d’assurer une bonne adhésion et de minimiser le transfert de charge à l’os. Les caractéristiques mécaniques du ciment sont très faibles. Sous l’effet du chargement il doit pouvoir résister à l’amorçage et à la propagation de fissure pouvant conduire à sa rupture et par conséquent à celle de toute la prothèse. Ainsi, la connaissance des intensités de contraintes et leur distribution dans le ciment fixant la cupule est d’une grande importance pour la compréhension des conditions de tenue en service de la cupule de la prothèse et son de descellement. C’est pour ces raisons que nous analysons numériquement par la méthode des éléments finis le comportement des fissures immanentes de cavité dans le ciment de scellement de la cupule d'une PTH. . Nous analysons d’une part la répartition des contraintes au tour de la cavité présente dans le ciment fixant la cupule à l’os de l’acetabulum. D’autre part nous déterminons les facteurs d'intensités de contraintes de fissure semi elliptique immanentes de cette cavité pendant un cycle de marche.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; L’objectif de cette étude est double : le premier, est l’analyse numérique par la méthode des éléments finis de l’effet d’une microcavité de forme sphérique de 200 microns dans le ciment sur la répartition et le niveau des contraintes. Ce défaut, situé au centre du ciment orthopédique assurant la jonction os-cupule(prothèse totale de hanche). Le deuxième est l’analyse de l’effet d’un corps étranger type débris d'os dans le ciment sur l’intensité et la distribution des contraintes.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Polymethylmethacrylate (PMMA) est un ciment orthopédique utilisé pour fixer plusieurs implants orthopédiques. la rupture du ciment orthopédique provoque le descellement des implants sous l'effet des chargements cyclique de la marche dans cette étude. La méthode des éléments finis bidimensionnelle est utilisée pour analyser le comportement d'une fissure émanent d'une microcavité et une fissure ordinaire à l'intérieur du ciment orthopédique par le calcule des facteurs d'intensité de contrainte à la pointe de fissure. Trois types de chargements son analysé. Nous avons remarqué qu'il y a un risque de propagation de fissure dans la direction radial de la jonction cupule-ciment. L'étude comparative montre clairement que la fissure émanent de la microcavité est la plus dangereuse. La différence du facteur d'intensité de contrainte entre les deux fissures varie quand la direction des deux fissures change et elle reste constante quand on change le mode de chargement.