r o l e de s i n t e r p h a s e s e t de l a r u g o s i

N° d’ordre 98SAL0010Année 1998

T h è s e

R o l e de s i n t e r p h a s e s e t de l a r u g o s i t é d a n s l e co m p o r t e m e n t i n t e r f a c i a l d e co m p o s i t e s mo n o f i l a m e n t a i r e s à m a t r i c e fr a g i l e

P r é s e n t é e d e v a n t

L ’ i n s t i t u t n a t i o n a l de s sc i e n c e s ap p l i q u é e s de L y o n

P o u r o b t e n i r

L e gr a d e de d o c t e u r

F o r m a t i o n d o c t o r a l e

M i c r o s t r u c t u r e e t c o m p o r t e m e n t m é c a n i q u e

e t m a c r o s c o p i q u e d e s m a t é r i a u x - G é n i e d e s m a t e r i a u x

É c o l e d o c t o r a l e

É c o l e d o c t o r a l e m a t e r i a u x d e L y o n

P a r

H a c è n e C h é r o u a l i ( I n g é n i e u r )

S o u t e n u e l e 0 2 f é v r i e r 1 9 9 8 d e v a n t l a C o m m i s s i o n d ’ e x a m e n

J u r y M M . Y . B e r t h i e r D i r e c t e u r d e r e c h e r c h e ( C N R S ) ( I N S A d e L y o n )

M . B o i v i n P r o f e s s e u r ( I N S A d e L y o n )

G . F a n t o z z i P r o f e s s e u r ( I N S A d e L y o n ) , P r é s i d e n t

J - P . F a v r e C h e f d ’ u n i t é à l ’ O N E R A ( O N E R A - D M S C ) , R a p p o r t e u r

J - F . G é r a r d D i r e c t e u r d e r e c h e r c h e ( C N R S ) ( I N S A d e L y o n )

P h . K a p s a D i r e c t e u r d e r e c h e r c h e ( C N R S ) , R a p p o r t e u r

D . L e g u i l l o n D i r e c t e u r d e r e c h e r c h e ( C N R S ) ( L M M P a r i s V I )

P . R e y n a u d C h a r g é d e r e c h e r c h e ( C N R S ) ( I N S A d e L y o n )

D . R o u b y P r o f e s s e u r ( I N S A d e L y o n )

INSA de Lyon / Département des études doctorales

Benoit Rossignol / Thèse en biochimie / 1996 / Institut national des sciences appliquées de Lyon 1

Écoles Doctorales

Matériaux de Lyon

INSAL – ECL -UCB. Lyon1 – Univ. De Chambéry – ENS

Responsable : Professeur A. HOAREAU, UCBL (Tél. : 04.72.44.85.66)

Formations doctorales associées :

Génie des Matériaux (Pr. R. FOUGERES, Tél : 04. 72. 43. 81 .49)

Matière condensée surfaces et interfaces (Pr. G. GUILLOT, Tél :

04.72.43.81.61)

Matériaux polymères et composites (Pr. H. SAUTEREAU, Tél :

04.72.43.81.78)

Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (MEGA)°



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Acoustique (Pr. J.L. GUYADER, Tél : 04.72.43.80.80)

Génie Civil : Sols, matériaux, structures, physique du bâtiment

(Pr. P. LAREAL, Tél : 04.72.43.82.16)

Mécanique (Pr. G. DALMAZ, Tél : 04.72.43.83.03)

Thermique et Energétique (Pr. M. LALLEMAND, Tél : 04.72.43.81.54)



Électronique, Électrotechnique, Automatique (EEA)

INSAL - ECL – UCB. Lyon1 – Univ. de Saint-Etienne

Responsable : Professeur G. GIMENEZ, INSAL (Tél : 04.72.43.83.32)


Acoustique (Pr. J.L. GUYADER, Tél : 04.72.43.80.80)

Automatique Industrielle (Pr. SCAVARDA, Tél : 04.72.43.83.41)

Dispositifs de l’électronique intégrée (Pr. P. PINARD, Tél :

04.72.43.80.79)

Génie biologique et médical (Pr. I MAGNIN, Tél : 04.72.43.85.63)

Génie électrique (Pr. J.P. CHANTE, Tél : 04.72.43.87.26)Signal, Image, Parole (Pr. G. GIMENEZ, Tél : 04.72.43.83.32)

Ecole doctorale interdisciplinaire Sciences-Santé (EDISS)

INSAL – UCB Lyon1 – Univ. de Saint-Etienne – Univ. Aix-Marseille2

Responsable : Professeur A. COZZONE, CNRS-Lyon (Tél 04.72.72.26.75)


Biochimie (Pr. M. LAGARDE, Tél : 04.72.43.82.40)

Génie biologique et médical (Pr. I. MAGNIN, Tél : 04.72.43.85.63)



Autres formations Doctorales

Analyse et modélisation des systèmes biologique

Responsable : Professeur S. GRENIER, INSAL Tél : 04.72.43.83.56

Chimie inorganique

Responsable : Professeur P. GONNARD, INSAL Tél : 04.72.43.81.58

Conception en bâtiment et technique urbaines

Responsable : Professeur M. MIRAMOND, INSAL Tél : 04.72.43.82.09

DEA Informatique de Lyon

Responsable : Professeur J.M. JOLION, INSAL Tél : 04.72.43.87.59

Productique : Organisation economique et génie informatique pour l’entreprise

Responsable : Professeur J. FAVREL, INSAL Tél : 04.72.43.83.63

Sciences et techniques du déchet



Responsable : Professeur P. MOSZKOWICZ, INSAL Tél :04.72.43.83.45

Professeurs / Janvier 1998


Janvier 1998

Institut Nationaldes Sciences Appliquées de Lyon

Directeur : J. ROCHAT

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scientifique

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et informatique des systèmes

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A mes grand-parentsA mes parentsA tous ceux qui me sont Chers

Benoit Rossignol 13

Thèse en biochimie / 1996Institut national des sciences appliquées de Lyon

Sommaire

Sommaire

Benoit Rossignol 14


Partie 1Objectifs du travail expérimental

1 Essais micromécaniqueset modèles analytiques

1.1 Introduction

1.2 Techniques expérimentales de mesures

des contraintes interfaciales

1.2.1 Fibres en sollicitation de tension

1.2.11 Principes et fonctionnement

1.2.111 Amorce

1.2.1111 Phase 1

Principe

Fonctionnement

1.2.1111 Phase 2

Principe

Fonctionnement

1.2.121 Développement

1.2.131 Arrêt

1.3 Aspects théoriques dans les modèles du glissement interfacial

1.3.1 Concepts généraux

1.3.2 Critères de décohésion à l’interface

1.3.3 Frottements constants et frottements de Coullomb

1.3.4 Résistance par ancrage des aspérités et modèles de dilatance linéaire

1.3.5 Modèles onstitutifs de la dégradation à l’interface

1.4 Conclusion

2 Systèmes composites microfilamentaires

Sommaire

Benoit Rossignol 15


2.1 Introduction

2.2 Matrices

2.2.1 Matrice verre sodo-calcique

2.2.2 Matrice verre borosilicate

2.2.3 Matrices PMMA et alliage d’aluminium

2.3 Fibres céramique carbure de silicium

2.3.1 SiC SCS-6

2.3.1.1 Nature composite des fibres SCS-6

2.3.1.2 Effet de la nature composite sur les propriétés physiques de la

fibre SCS-6

2.3.2 SiC Sigma BP

2.3.3 Morphologies des surfaces des fibres SiC

2.4 Elaboration des systèmes composites

2.4.1 Pressage uniaxial à chaud

2.4.2 Autres procédés d’élaboration

2.4.3 Optimisation du cycle d’élaboration

2.4.4 Préparation des éprouvettes pour les essais micromécaniques

2.5 Essais d’expression

2.5.1 Descriptif du dispositif

2.5.2 Méthodologie des essais

2.6 Conclusion

3 Comportement de l’interface sousglissement de la fibreà courte distance

3.1 Introduction

3.2 Essais d’impression instrumentés

3.3 Modèle analityque du glissement de la fibre à faible distance

3.3.1 Hypothèses simplificatrices

3.3.2 Analyse du crochet de repositionnement

3.3.3 Analyse du chargement et du déchargement dans l’essai d’impression

Sommaire

Benoit Rossignol 16


3.4 Conclusion

4 Résumé et conclusion

Références bibliographiques

Annexes

I Modèle de tyransfert de charge à l’interface fibre/matrice

dans un essai de torsion

II Principe d’élaboration des composites modèles à fibre SiC

SCS-2 et matrice d’alliage d’aluminium 6061

III Calcul de l’évolution de la contrainte radiale à l’interface

en fonction de l’évolution de la taille des fissures matricielles

par la méthode des éléments finis

IV Définition des paramètres statistiques des rugosités

d’une surface

Benoit Rossignol 17


Partie 1

Objectifs du travailexpérimental

Objectifs du travail expérimental / Essais micromécaniques et modèles analytiques

Benoit Rossignol 18


1 Essais micromécaniqueset modèles analytiques1 . 1 I n t r o d u c t i o n

1 . 2 T e c h n i q u e s ex p é r i m e n t a l e s de m e s u r e s de s c o n t r a i n t e s i n t e r f a c i a l e s 1 . 2 . 1 F i b r e s e n s o l l i c i t a t i o n d e t e n s i o n 1 . 2 . 1 1 P r i n c i p e s e t f o n c t i o n n e m e n t

1 . 2 . 1 1 1 A m o r c e 1 . 2 . 1 2 1 D é v e l o p p e m e n t 1 . 2 . 1 3 1 A r r ê t

1 . 3 A s p e c t s t h é o r i q u e s da n s l e s m o d è l e s du gl i s s e m e n t i n t e r f a c i a l 1 . 3 . 1 C o n c e p t s g é n é r a u x 1 . 3 . 2 C r i t è r e s d e d é c o h é s i o n à l ’ i n t e r f a c e 1 . 3 . 3 F r o t t e m e n t s c o n s t a n t s e t f r o t t e m e n t s d e C o u l l o m b 1 . 3 . 4 R é s i s t a n c e p a r a n c r a g e d e s a s p é r i t é s e t m o d è l e s d e d i l a t a n c e l i n é a i r e 1 . 3 . 5 M o d è l e s o n s t i t u t i f s d e l a d é g r a d a t i o n à l ’ i n t e r f a c e

1 . 4 C o n c l u s i o n

1.1 Introduction

Le coeur est situé au milieu du médiastin où il est partiellement recouvert par lespoumons et antérieurement par le sternum et les cartilages des troisièmes,quatrièmes et cinquièmes côtes. Les deux tiers du coeur sont situés à gauche dela ligne passant par le milieu du corps. Il repose sur le diaphragme et est inclinéen avant et à gauche de telle sorte que l’apex soit antérieur par rapport au reste


Benoit Rossignol 19


du coeur. Le coeur est constitué de quatre cavités contractiles: les oreillettesreçoivent le sang veineux et les ventricules droit et gauche le propulsentrespectivement dans la circulation pulmonaire et dans la circulation systémique(cf. figure 1-1). Chaque1 battement cardiaque est un processus mécaniqueengendré par des phénomènes bioélectriques, notamment ioniques.

Excitabilité et contractilité sont les propriétés essentielles des tissuscardiaques. Elles varient selon la localisation de ces tissus dans le myocarde.Pendant la période d’activité (systole) et de repos (diastole) les cellulescardiaques sont le siège d’une suite complexe d’événements électriquesmembranaires et intracellulaires qui entraînent le glissement des filamentsd’actine et de myosine à l’origine du raccourcissement de la cellule, donc de lacontraction.

Ce sont les ions chlorure (Cl-), sodium (Na+), calcium (Ca++) etpotassium (K+) qui sont impliqués dans les échanges membranaires. Leursosmolarités intra-cellulaire et extra-cellulaire présentent des valeurs de potentielélectrochimique très différentes, spécifiques de chaque ion.

1.2 Techniques expérimentales de mesures des contraintes interfaciales

1.2.1 Fibres en sollicitation de tension

Pendant la phase de repos (diastole cellulaire), la polarisation membranaire àl’intérieur de la cellule est négative par rapport à l’extérieur : c’est le potentiel derepos dont la valeur est comprise entre -80 et -90 mV (cf. Tableau 1-1).

Le coeur est un muscle caractérisé par une activité automatique,spontanée et régulière. Le coeur isolé bat à une fréquence qu’on appelle “lafréquence cardiaque idiopathique”. Elle est en moyenne de 70 battements parminute chez l’adulte. Cette fréquence diminue avec l’âge et l’entraînementphysique. Sur le coeur normal, le noeud sinusal est soumis à une régulation extracardiaque qui a pour effet de réduire la fréquence cardiaque au repos et de

1 Excitabilité et contractilité sont les propriétés essentielles des tissus cardiaques. Elles varient selon lalocalisation de ces tissus dans le myocarde. Pendant la période d’activité (systole) et de repos (diastole) lescellules cardiaques sont le siège d’une suite complexe d’événements électriques membranaires etintracellulaires qui entraînent le glissement des filaments d’actine et de myosine à l’origine duraccourcissement de la cellule, donc de la contraction.


Benoit Rossignol 20


l’augmenter au cours de l’effort physique. Cette régulation est assurée en grandepartie par le système nerveux autonome.

Le système nerveux autonome joue un rôle clé dans la régulation del’activité cardiaque, de la fréquence, de la force des battements cardiaques, de lapression artérielle (dilatation ou vasoconstriction des vaisseaux sanguins). Ilcomprend deux systèmes d’effet inverses.

Figure 1.1 Systèmes Sic SCS-6/Pyrex

a. Exemples de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés).

Kréel = 94 N/mm et H = 1 mm.

b. Exemples de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés).

Kréel = 1150 N/mm et H = 0,96 mm.

1.2.11 Principes et fonctionnement


Benoit Rossignol 21


C’est l’élément dominant de la régulation de la fréquence cardiaque chezl’homme. Il permet le ralentissement de la fréquence cardiaque.

Il est surtout relié aux processus qui impliquent une dépense d’énergie.Lorsque l’organisme est en homéostasie, la fonction principale du systèmesympathique est de combattre les effets du système parasympathique.

A l’inverse de la situation au repos, lors d’une tension extrême parexemple, le système sympathique domine le système parasympathique, surtoutdans des situations de stress.

L’arc baroréflexe est un mécanisme de rétro-contrôle de la pressionartérielle par lequel toute modification de la pression artérielle entraîne unevariation opposée de la fréquence cardiaque (baroréflexe cardiaque) et desrésistances périphériques (baroréflexe vasomoteur).

Ce rétro-contrôle a pour objectif de réguler de façon rapide l’étattensionnel du système circulatoire. Il réduit la labilité tensionnelle et maintienten toutes circonstances le niveau de pression autour d’une valeur moyenne.

1.2.111 Amorce

Une fibre cardiaque en cours de dépolarisation peut être assimilée à un dipôle decourant. A un instant donné le front de l’onde d’activation formé par l’ensembledes dipôles élémentaires crée un champ électrique qui est fonction des momentsdipolaires. L’enregistrement de l’évolution temporelle du champ électriquerésultant, effectué au moyen d’électrodes cutanées, se nommel’électrocardiogramme de surface.

1.2.1111 Phase 1

L’apparition de l’électrocardiographie il y a une centaine d’années coïncide avecla création du premier système d’enregistrement suffisamment sensible pourmesurer les potentiels électriques cardiaques à partir de la surface du corps. Cesystème fut réalisé en 1903 par Willem Einthoven [Eint 03][Eint 55],physiologiste néerlandais de Leyde (1860-1927), considéré comme le père del’électrocardiographie. Il décrivit la succession des ondes P,QRS,T dans le signalélectrocardiologique.

Principe

Il fut également le premier à découvrir certaines anomaliesélectrocardiographiques [Eint 08] telles que les tachycardies et les bradycardiesventriculaires. Il reçut en 1924 le prix Nobel pour l’ensemble de son travail surl’électrocardiographie. Le système d’enregistrement d’Einthoven, produit etcommercialisé pour la première fois en 1908 par la “Cambridge Scientific


Benoit Rossignol 22


Instrument Company of London”, obtint un succès important et bien d’autresmodèles furent développés par la suite. D’autres scientifiques ont activementcontribué à l’évolution de l’électrocardiographie. Citons notamment Samojloff[Sam 09], Lepeschkin [Lep 51], Lewis [Lew 11] et Wilson

Fonctionnement

Un système de dérivations consiste en un ensemble cohérent de dérivations,chacune définie par la disposition de ses électrodes sur le thorax du patient.L’emplacement des électrodes est choisi de sorte à explorer la quasi totalité duchamp électrique cardiaque en offrant un ensemble cohérent de dérivations nonredondantes. Plusieurs systèmes standardisés existent. Dans le paragraphesuivant, nous décrirons chronologiquement les systèmes de dérivations les plusutilisés et les différents types d’ECG associés.

1.2.1111 Phase 2

Il y a plus de cent ans déjà Mc Williams [Wil 90] avait mis en évidence, chezl’animal, le fait que la mort subite était la conséquence d’une fibrillationventriculaire (FV), elle-même issue de l’occlusion aiguë d’une artère coronaire.Plus tard, ce résultat a été confirmé sur l’homme par des études basées sur desobservations de patients ayant survécu à un arrêt cardiaque.

Principe

Les enregistrements Holter ont été utilisés pour analyser la variation du cyclecircadien et ses relations avec les épisodes d’ischémie aiguë et de mort subite.Dans soixante quinze pour-cent des cas d’apparition de tachycardiesventriculaires (TV), l’étiologie est une cardiopathie ischémique [Mos 87]. CetteTV peut dégénérer en FV.

Fonctionnement

Estimées à 400 000 par an aux Etats-Unis d’Amérique et entre 30 000 et 60 000par an en France, les morts subites d’origine cardio-vasculaire représentent lapremière cause de mortalité dans les pays industrialisés. Ces chiffres justifientclairement l’intérêt des travaux de ces quinze dernières années pour tenter deprévenir la mort subite cardio-vasculaire chez les patients à haut risque.

1.2.121 Développement

Nous présenterons, dans la suite de ce chapitre, les différents paramètresélectriques pour la prédiction de ce type d’arythmie. Nous décrirons les


Benoit Rossignol 23


potentiels tardifs, leur genèse et leur valeur diagnostique chez les patients enpost-infarctus.

1.2.131 Arrêt

L’infarctus est défini comme une “lésion due à la nécrose hémorragique d’untissu ou d’un viscère”. L’infarctus du myocarde (IM) fait suite à une occlusioncoronarienne aiguë réduisant de façon critique l’irrigation d’une zone déterminéedu muscle cardiaque. Au stade aiguë, l’IM provoque des dégâts myocardiquesimportants. On observe notamment une contracture et/ou une diastoleincomplète des cellules myocardiques.

L’IM crée un état d’anisoinotropisme [Ros 90] des cellulesmyocardiques touchées. L’anisoinotropisme exerce des étirements déséquilibréssur les disques qui séparent les myocellules adjacentes (appelés disquesintercalaires), provoquant de petites déchirures partielles. Ces disquesintercalaires sont étroitement impliqués dans la transmission intercellulaire dustimulus [Spa 83] et leurs déchirures provoquent des retards et/ou des déviationslocales de la vague d’excitation. Sur l’électrocardiogramme, ces modificationsdu front d’activation se traduisent par la présence de micro-potentiels anormaux.Ils sont inconstants et temporaires car l’anisoinotropisme est un processusréversible [Tur 89] [Lew 89].

L’anisoinotropisme exerce des étirements déséquilibrés sur les disquesqui séparent les myocellules adjacentes (appelés disques intercalaires),provoquant de petites déchirures partielles. Ces disques intercalaires sontétroitement impliqués dans la transmission intercellulaire du stimulus [Spa 83] etleurs déchirures provoquent des retards et/ou des déviations locales de la vagued’excitation. Sur l’électrocardiogramme, ces modifications du front d’activationse traduisent par la présence de micro-potentiels anormaux.

ab c d


a. Exemple de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés sur cette figure).

Kréel = 94 N/mm et H = 1 mm.

b. Exemple de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés sur cette figure)


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Kréel = 1150 N/mm et H = 0,96 mm.

c. Exemple de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés sur cette figure)

Kréel = 1150 N/mm et H = 0,96 mm.

d. Exemple de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés sur cette figure)

Kréel = 1150 N/mm et H = 0,96 mm.

1.3 Aspects théoriques dans les modèles du glissement interfacial

1.3.1 Concepts généraux

Pour éviter une certaine disparité dans les techniques d’enregistrement et lesalgorithmes d’analyse de l’ECG-HR, une standardisation fut proposée en 1991par un groupe de travail international constitué par Breithardt, Cain, El-Sherif,Flowers, Hombach, Janse, Simson et Steinbeck dans le but d’aider lecardiologue dans le choix d’une méthodologie. “L’objectif de ce comité detravail est d’établir des standards pour l’acquisition et l’analyse ainsi que dedéfinir le rôle de l’électrocardiologie à haute-résolution pour la prise de décisionclinique” [Bre 91].

Si la standardisation concernant les aspects techniques des systèmesd’acquisition est claire (cf. chapitre 1, §1.3.5.2), certains aspectsméthodologiques de l’analyse du signal restent encore aujourd’hui mal définis,notamment :

- les méthodes de mesure du bruit pour l’estimation du nombre decycle à moyenner. La méthode décrite initialement par Simson est à l’heureactuelle très controversée par certains auteurs (cf chap 1, §1.3.5.4).



- le choix des fréquences de coupure basse du filtre pour le calcul desparamètres de Simson peut être de 25 Hz, de 40Hz ou de 80 Hz. Chaquecardiologue est invité à définir ses propres valeurs de seuil.


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Figure 1.4 Systèmes Sic SCS-6/Pyrexa. Exemple de cycles PO-PB (tous les cycles ne sont pas représentés sur cette figure).

- la détermination de la fin du complexe QRS, qui semble être une desprincipales sources de discordances entre les différentes études [Hen 89] [Oef86] reste, pour le comité international, un problème non résolu et une pierred’achoppement majeure.



1.3.2 Critères de décohésion à l’interface

La fiabilité d’une méthode diagnostique est fortement liée à sa reproductibilité,c’est-à-dire à sa capacité à reproduire des résultats identiques à partir dedifférents enregistrements d’un même patient.

Denes [Den 83] fut le premier à analyser la reproductibilité àl’occasion d’une évaluation de la méthode de Simson. Il utilisa pour cela ungroupe de sujets sains (n=15) sur lesquels deux enregistrements avaient étéeffectués à 15 minutes d’intervalle avec un niveau de bruit moyen de 0.6 µV. Ilobtint une reproductibilité parfaite (100%) des valeurs des paramètres deSimson.

Steinberg [Ste 89] eut une approche différente. Il étudia en 1989l’incidence du bruit contenu dans l’ECG-HR sur la reproductibilité desparamètres de Simson. Il compara des enregistrements avec des niveaux de bruitde 1.0 µV et de 0.3 µV sur trois types de sujets : des patients avec TV (n=26),sans TV (n=59) et des sujets sains (n=14). Les valeurs des paramètres de Simsonétaient significativement différentes (p<0.05, test de Student) dans chaquegroupe. La présence d’un niveau de bruit élevé (>0.3µV) dans le signal impliquesystématiquement une diminution de la durée du QRS filtré, de la valeur duRMS40 et une augmentation de la valeur du LAS40. De plus, les valeurs de ces


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paramètres étaient plus sensibles au bruit sur les enregistrements des patients enpost-infarctus que sur ceux des sujets sains. Ce résultat est expliqué par le faitque chez le sujet sain le point de jonction entre le complexe QRS et le segmentST est généralement plus franc et donc plus reproductible que chez les autrestypes de patients.

1.3.3 Frottements constants et frottements de Coullomb

Borbola [Bor 88] a examiné en 1988 la reproductibilité des paramètres deSimson sur des patients avec nécrose myocardique (n=60). La reproductibilité àcourt terme a été évaluée sur des enregistrements effectués à une heured’intervalle, la reproductibilité à plus long terme sur des enregistrements à huitjours d’intervalle. Le niveau de bruit des enregistrements était inférieur à 0.8 µVet la différence entre les niveaux de bruit des enregistrements initiaux et finauxétait inférieure à 0.2 µV. Les résultats de cette étude montrent que lareproductibilité à court et à plus long terme est excellente pour les sujets en post-infarctus. Cette étude met donc également en évidence que le niveau de bruit estun facteur déterminant dans l’analyse de l’ECG-HR, car il a une forte incidencesur les reproductibilités des paramètres à long et à court terme.

Deux ans plus tard, Sager [Sag 91] a présenté une étude sur lareproductibilité à court terme de la méthode de Simson. Il a utilisé unepopulation de patients avec risque d’apparition de tachyarythmies (TVsyncopales, affection coronarienne sévère, n=114). Deux enregistrements ont étéréalisés à 10 minutes d’intervalle. Dans cette étude, les ECG-HR ont été définiscomme anormaux si un seul des paramètres de Simson présentait une valeuranormale. Les seuils de normalité des paramètres de Simson étaient légèrementdifférents de ceux généralement utilisés: LAS40 > 40ms, RMS40 < 20µV etQRSf > 120ms. Le niveau de bruit moyen était inférieur à 0.4 µV sur tous lesenregistrements. La durée du QRS filtré était le paramètre le plus reproductible,avant le RMS40 et le LAS40. La reproductibilité était légèrement meilleure surles enregistrements pathologiques que sur les enregistrements des sujets sains(96% vs 92%), contrairement aux résultats de Steinberg que nous venons deciter.

1.3.4 Résistance par ancrage des aspérités et modèles de dilatance linéaire

D’autres auteurs [Vas 95][Kau 93][Mal 92] ont étudié la reproductibilité de laméthode temporelle en parallèle avec d’autres méthodes que nous décrirons dansle paragraphe 4.2.4. Dans ces études, la méthode conventionnelle estsystématiquement plus reproductible que les autres méthodes lorsque lafréquence de coupure basse est égale à 40 Hz plutôt qu’à 25 Hz. Kautzner définit


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également le QRSf comme le paramètre le plus robuste pour les mesures devariabilité intra-patient, puis vient le LAS40 et enfin le RMS40.

Finalement le QRSf s’avère être le paramètre le plus reproductible,mais la reproductibilité de la méthode conventionnelle n’est pas parfaite.D’après Engel [Eng 93] cet inconvénient est lié aux facteurs suivant:

- les mécanismes biologiques présentent une variabilité intrinsèque.Cependant ces variations sont généralement faibles.

- l’apparition d’un second infarctus peut modifier les valeurs desparamètres de Simson. Ce type de modifications n’apparaît que dans l’estimationà long terme.

- la qualité des enregistrements : la reproductibilité s’avère être trèsdépendante de la détermination correcte de la fin du complexe QRS pour laméthode conventionnelle de Simson [Vac 89] [Aga 95]. Elle est directement liéeau bruit contenu dans le signal [Ste 89].

1.3.5 Modèles onstitutifs de la dégradation à l’interface

La fiabilité d’une méthode diagnostique est fortement liée à sa reproductibilité,c’est-à-dire à sa capacité à reproduire des résultats identiques à partir dedifférents enregistrements d’un même patient.

Denes [Den 83] fut le premier à analyser la reproductibilité àl’occasion d’une évaluation de la méthode de Simson. Il utilisa pour cela ungroupe de sujets sains (n=15) sur lesquels deux enregistrements avaient étéeffectués à 15 minutes d’intervalle avec un niveau de bruit moyen de 0.6 µV. Ilobtint une reproductibilité parfaite (100%) des valeurs des paramètres deSimson.

Kcrit = - Mg d(u) = 2π r hn d(u) Dc d(InV) Dc d(InV)

Steinberg [Ste 89] eut une approche différente. Il étudia en 1989l’incidence du bruit contenu dans l’ECG-HR sur la reproductibilité desparamètres de Simson. Il compara des enregistrements avec des niveaux de bruitde 1.0 µV et de 0.3 µV sur trois types de sujets : des patients avec TV (n=26),sans TV (n=59) et des sujets sains (n=14). Les valeurs des paramètres de Simsonétaient significativement différentes (p<0.05, test de Student) dans chaquegroupe. La présence d’un niveau de bruit élevé (>0.3µV) dans le signal impliquesystématiquement une diminution de la durée du QRS filtré, de la valeur duRMS40 et une augmentation de la valeur du LAS40. De plus, les valeurs de cesparamètres étaient plus sensibles au bruit sur les enregistrements des patients enpost-infarctus que sur ceux des sujets sains.


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1.4 Conclusion

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Bibliographie

( A B R 6 6 ) B U L C O U R T , R a o u l , « A b r é g é d u c o d e t y p o g r a p h i q u e à l ’ u s a g e d e l a p r e s s e » , P a r i s : E d i t i o n d u C e n t r e d e F o r m a t i o n e t d e P e r f e c t i o n n e m e n t d e s J o u r n a l i s t e s , 1 9 9 3 , 1 0 0 p .

A B R 6 6 ) « G u i d e d u t y p o g r a p h e r o m a n d » , 2 è m e é d i t i o n , L a u s a n n e : A s s o c i a t i o n d e s C o m p o s i t e u r s à l a M a c h i n e , 1 9 4 8 , 1 1 0 p .

A B R 6 6 ) G A U T I E R , D a m i e n , « T y p o g r a p h i e , g u i d e p r a t i q u e » , P a r i s : P y r a m y d , 1 9 9 8 , 4 5 p .

A B R 6 6 ) I S O 7 1 4 4 « P r é s e n t a t i o n d e s t h è s e s e t d o c u m e n t s a s s i m i l é s » , G e n è v e : I S O , 1 9 8 6 , 1 0 p .

A B R 6 6 ) R O U V E Y R A N , J e a n - C l a u d e , « L e g u i d e d e l a t h è s e , l e g u i d e d u m é m o i r e . D u p r o j e t à l a s o u t e n a n c e » , P a r i s : M a i s o n n e u v e e t L a r o s e , 1 9 9 9 , 2 4 9 p .

A B R 6 6 ) G R I S E L A I N , M a d e l e i n e , C A R P E N T I E R , C h a n t a l , M A I L L A R D E T , J o ë l l e , O R M A U X , S e r g e , « G u i d e d e l a c o m m u n i c a t i o n é c r i t e » , P a r i s : D u n o d , 1 9 9 9 , 3 2 5 p .

Rôle des Interfaces et de la Rugosité dans le comportement Interfacial de

Composites Monofilamentaires à Matrice Fragile

Résumé


L’apparition de l’électrocardiographie il y a une centaine d’annéescoïncide avec la création du premier système d’enregistrement suffisammentsensible pour mesurer les potentiels électriques cardiaques à partir de la surfacedu corps. Ce système fut réalisé en 1903 par Willem Einthoven [Eint 03][Eint55], physiologiste néerlandais de Leyde (1860-1927), considéré comme le pèrede l’électrocardiographie. Il décrivit la succession des ondes P,QRS,T dans lesignal électrocardiologique.

L’apparition de l’électrocardiographie il y a une centaine d’annéescoïncide avec la création du premier système d’enregistrement suffisammentsensible pour mesurer les potentiels électriques cardiaques à partir de la surfacedu corps. Ce système fut réalisé en 1903 par Willem Einthoven [Eint 03][Eint55], physiologiste néerlandais de Leyde (1860-1927), considéré comme le

Rôle of the Interfaces and the Roughess on the Interfacial Behaviour of the

Monofilament Brittle Matrix Composites

Abstract


r o l e de s i n t e r p h a s e s e t de l a r u g o s i

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