Maya, majeure "Ingénierie & Santé", membre du Techlab de Troyes

Publié le 15/02/2018

Maya Geoffroy est actuellement en 4ème année  en majeure Ingénierie & Santé à l’EPF Ecole d’Ingénieur-e-s. L’année dernière Maya a été membre de l’équipe Techlab du campus de Troyes dont l’enseignant chercheur Julien Gardan est responsable. Elle a collaboré avec le British Columbia Institute of Technology (BCIT) sur un projet commun EPF-BCIT d’amélioration d’une orthèse pour bébé. L’équipe de recherche du BCIT, le Centre for Applied Research and Innovation (CARI) est spécialisé dans les innovations dans les domaines de la santé et de la réadaptation fonctionnelle.

La qualité de la coopération BCIT-EPF et mon intérêt pour l’ingénierie médicale m’ont poussée à effectuer mon stage élève-ingénieur auprès de Johanne Mattie, chercheuse à CARI. Mon projet consistait au développement d’un modèle Catia des contraintes qui s’appliquent sur l’emboiture de prothèses trans-tibiales, pour des amputés sous le genou. L’objectif était de mieux comprendre les forces qui s’appliquent sur une prothèse ce qui permettrait par la suite de créer une prothèse optimisée, avec l’aide du logiciel d’optimisation topologique Inspire. Ceci est important car les prothèses imprimées en 3D sont au centre de nombreuses recherches, qui ont ouvert la voie à de nouvelles méthodes de production, de nouveaux matériaux et designs possibles pour les prothèses. Le projet a commencé début septembre et termine mi-décembre.    

Une revue de la littérature scientifique était primordiale comme première étape pour comprendre les enjeux et regrouper les informations sur les pressions qui s’appliquent sur un moignon. J’ai limité le modèle aux forces sur le genou, le moment au genou et les pressions sur 4 régions clés selon la littérature scientifique. J’ai également décidé de me concentrer sur l’analyse de 3 matériaux sélectionnés en relation avec l’équipe de CARI.

Des simulations Catia ont été faites et les résultats sont très proches de la réalité d’après l’équipe de CARI : en particulier, la plupart des prothèses cassent à la base, là où l’emboiture est fixée à la pyramide.

La comparaison des simulations a montré que parmi les 3 matériaux analysés, le Nylon 12 renforcé par des fibres de carbone est le matériau le plus résistant, à condition d’imprimer l’emboiture telle que sa plus longue dimension soit horizontale. De plus, selon les simulations, l’extrémité du moignon doit être sur toute la surface en contact avec l’emboiture pour avoir une répartition optimale des forces. Les tests mécaniques sur les prothèses du membre inférieur sont standardisés par la norme ISO 10328. Or, d’après Catia, les contraintes définies par la norme ne correspondent pas aux contraintes effectivement subies pendant la marche.

Ces résultats nous ont aussi poussés à regarder s’il était possible d’enlever de la matière sur la prothèse car la partie supérieure de l’emboiture était soumise à peu de contraintes.

La dernière étape du stage a été de rajouter de la matière à la base de la prothèse pour la rendre plus résistante et d’analyser les différences entre les modèles d’origine et optimisés.

Le stage était  très intéressant car j'ai pu profiter d’un encadrement par des professionnels dans le domaine et d’une certaine autonomie dans l’organisation de mon travail. J'ai pu mettre en application mes connaissances en Finite Element Modeling (FEM), en particulier sur Catia V5 et Inspire Solidthinking. Au vu des résultats obtenus, un article sera probablement publié à partir du travail effectué, ce qui est très valorisant. La recherche m’intéresse beaucoup en particulier la coopération au sein d’une équipe très diverse. J’espère continuer à étudier et travailler dans le domaine des Prothèses et Orthèses.

Vancouver est par ailleurs une ville  avec beaucoup de diversité : la culture Amérindienne est très présente et il y aussi une grande communauté chinoise. Les environs sont magnifiques car la ville est entre les Rocheuses et l’océan pacifique qui forme un grand fjord dans la ville. J’ai pu rencontrer de nombreuses personnes comme des élèves prothésistes du BCIT et mes colocataires qui viennent des quatre coins du monde.