'Structure et mécanique du pli vocal humain: caractérisation et modélisation multi-échelles'
Co-directeur de thèse : Nathalie HENRICH BERNARDONI
École doctorale : Ingenierie - Materiaux - Mecanique - Environnement - Energetique - Procedes - Production (IMEP-2)
Spécialité : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Électrochimie
Structure de rattachement : Autre
Établissement d'origine : INP-PHELMA
Financement(s) : Bourse attribuée par un organisme
Date d'entrée en thèse : 01/10/2015
Date de soutenance : 18/03/2019
Composition du jury :
Jean-Marc ALLAIN, Professeur, École Polytechnique, Rapporteur
Mathias BRIEU, Professeur, Centrale Lille, Rapporteur
Yves RÉMOND, Professeur, Universités de Strasbourg, Président
Camille FINCK, PU-PH, CHU de Liège, Examinatrice
Aurélien GOURRIER, Chargé de Recherche, CNRS, Examinateur
Cédric LAURENT, Maître de Conférences, Université de Lorraine, Examinateur
Lucie BAILLY, Chargée de Recherche, CNRS, Directrice de thèse
Nathalie HENRICH BERNARDONI, Directrice de Recherche, CNRS, Co-directrice de thèse
Laurent ORGÉAS, Directeur de Recherche, CNRS, Co-directeur de thèse
Résumé : Le pli vocal humain possède des propriétés vibratoires exceptionnelles. Il est capable de supporter de grandes déformations de manière répétée, réversible et à haute fréquence. Ces propriétés vibro-mécaniques particulières sont étroitement liées à sa microstructure: une structure multi-couches complexe fortement hétérogène, composée de réseaux de fibres protéiques. Cependant, il est encore aujourd'hui difficile de décrire précisément le rôle des spécificités microstructurales du pli dans son comportement biomécanique. Afin de préciser ce lien et d'aller vers une meilleure compréhension du comportement du tissu vocal, nous proposons trois approches complémentaires, mêlant caractérisation microstructurale, caractérisation mécanique et modélisation. Dans un premier temps, la microstructure 3D du pli est étudiée ex vivo par microtomographie synchrotron à rayons X par contraste de phase. Dans un second temps, le comportement mécanique des tissus fibreux du pli vocal sous différentes conditions de chargement a été étudié. Enfin, à partir des données acquises expérimentalement, nous proposons un modèle micro mécanique pour les différentes couches fibreuses du pli vocal. Ce modèle, inspiré des approches moléculaires dans les élastomères, a la spécificité de prendre en compte l'arrangement 3D des fibres et leurs interactions stériques, à travers une représentation idéalisée mais pertinente de la microstructure fibreuse de chaque couche du pli. Ainsi, de possibles micromécanismes ayant lieu au cours de la déformation du réseau fibreux ont ainsi pu être proposés, ouvrant de nouvelles perspectives dans la compréhension des propriétés multi-échelles du pli vocal et la conception de futurs biomatériaux biomimétiques.
