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RDT info logoMagazine de la recherche européenne N° 37 - Mai 2003   
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SéCURITé ROUTIèRE
Title  Informatique et anatomie

Dépassés, les mannequins utilisés lors des simulations d'accident ? Les modèles numériques permettent des observations beaucoup plus fines sur les réactions des différentes parties du corps en cas de choc. Visite au LBA d'Aix-Marseille où chirurgiens, anatomistes et ingénieurs informaticiens travaillent en toute complicité.

“Vous allez comprendre le problème tout de suite…”, s'exclame Christian Brunet, chirurgien et professeur à la faculté de Médecine d’Aix-Marseille, directeur du LBA (Laboratoire de biomécanique appliquée). Sur son étagère, entre un foie en plastique et un cœur conservé dans la résine, il saisit un crâne humain. “Observez la finesse des os, la délicatesse des sutures. Et regardez en transparence. On voit bien que des zones opaques, épaisses, alternent avec des parties translucides, plus fines et fragiles. Lorsqu’un crâne est percuté par un objet, les lésions seront très différentes selon la direction du choc et la localisation de l’impact. Quelques millimètres peuvent tout changer. Vous avez déjà vu une tête de mannequin d’essai ? Ce gros bloc de métal et de mousse ? Le mannequin, c’est la préhistoire de la sécurité automobile.”

Sortir de la préhistoire
Cette préhistoire devrait être suivie d’une nouvelle ère, celle du modèle numérique. Au LBA, une équipe de jeunes chercheurs fait tournoyer sur ses écrans des jambes, des épaules, des abdomens… et naturellement des êtres humains entiers. Les muscles, les organes, les os, les tendons, les ligaments, la peau sont représentés avec des couleurs variées. Dans les modèles, ils sont intégrés avec leurs caractéristiques biomécaniques propres : élasticité, densité, limites de rupture… On peut ensuite étudier leur comportement lorsqu’ils subissent différents types de chocs.

"Bien sûr, il ne sera jamais possible de s’émanciper complètement de l’expérimentation réelle”, précise Lionel Tholon, ingénieur de recherche et développement à Mecalog, une entreprise conceptrice de logiciels qui collabore étroitement avec le LBA. "Les modèles doivent constamment être confrontés à la réalité et réajustés. C’est tout l’intérêt de travailler avec des anatomistes expérimentés, sous la direction d’un chirurgien, capables de nous dire, par exemple, votre articulation a un comportement anormal, elle devrait coulisser et pas simplement rouler. Moi-même, après ma formation de base en mécanique, j’ai pris des cours d’anatomie pour améliorer mon travail."

Du réel au numérique
Des modélisateurs qui prennent des cours d’anatomie… Toute la philosophie du LBA est là. Une informatique de pointe en lien étroit avec la réalité biologique. Le laboratoire dispose, dans les locaux même de la faculté de Médecine, d’installations d’essais pratiquement uniques en Europe où il est possible de simuler des accidents avec des sujets d’anatomie –   comprenez les cadavres de personnes qui ont donné, de leur vivant, leur corps à la science. Les véhicules sont propulsés via une rampe inclinée, qui donne la vitesse désirée. L’impact peut aussi bien être la percussion d’un obstacle fixe (barrière, poteau…) que d’un piéton ou d’un cycliste. La voiture, comme le sujet, sont hérissés de capteurs, et l’accident – illuminé par de puissants projecteurs – est filmé par plusieurs caméras au rythme de 1000 clichés par seconde.

Il s’agit ensuite d’examiner avec soin les résultats, notamment ceux de la dissection qui suit. "Un mannequin qui a un ressort à la place du cou ne peut pas nous permettre de détecter une rupture discrète de la troisième cervicale, alors qu’elle est synonyme de tétraplégie. Cette méthode nous le permet",   explique Christian Brunet. "Prenons l’exemple de la hauteur à laquelle il faut placer le pare-chocs pour minimiser les dégâts d’une collision avec un piéton",   poursuit Lionel Tholon.   "Si on l’abaisse, on protège le genou, une articulation très sensible – un tibia cassé pose beaucoup moins de problèmes. Mais, ce faisant, on augmente aussi l’effet de fouet, qui aggrave le choc de la tête sur le pare-brise. Pour optimiser ce genre de compromis, les modèles sont des auxiliaires précieux."

Les modélisateurs, très honnêtement, admettent quelques imperfections. Mais leurs logiciels s’améliorent d’année en année. Et puis, armé de son ordinateur, Lionel simule un accident donné en quelque trente minutes. Pour réaliser l’essai correspondant (avec un seul impact), il faut trois semaines de travail collectif et plusieurs dizaines de milliers d’euros. Le numérique peut donc se prévaloir d’arguments… percutants.

    
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POUR EN SAVOIR PLUS

CONTACTS

Christian Brunet
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