La Fondation Dassault Systèmes est un fonds de dotation ayant pour objet d’organiser et de soutenir toute action d’intérêt général visant à permettre l’accès d’un large public à la puissance des technologies 3D (trois dimensions) dans les domaines de l’éducation, de la recherche scientifique et technologique et du patrimoine ; d’encourager et de participer directement ou indirectement à toute action dans ces domaines.
L’ISPC a identifié une complémentarité entre les logiciels spécialisés utilisés pour concevoir l’appareillage orthopédique externe sur mesure et ceux utilisés pour les scans de corps humain, avec des logiciels de modélisation et de calcul scientifique ainsi que le mécénat de compétences d’experts mis à disposition de l’ISPC.
Ces derniers permettront de concevoir autour des axes de simulation numérique 3D et des jumeaux virtuels, des contacts, frottements et de calcul de résistance des matériaux, ainsi que de la cinématique, intégrant les caractéristiques physiques des matériaux et les contraintes de fonctionnement des dispositifs.
Projet de moyen terme, il faudra attendre environ trois années avant d’envisager un corpus de bonnes pratiques identifiées et reproductibles visant à la fois à optimiser le confort de déplacement de la personne appareillée et une réalisation la plus efficiente possible des interfaces homme/appareillage.
Dans le cadre de son activité l’ISPC souhaite optimiser la conception réalisation des interfaces dans le domaine des grands appareillages orthopédiques externe sur mesure. (Emboîture de prothèses, assise de corset-siège, orthèses…). L’emploi des jumeaux numériques à cette fin a donné lieu à une convention de coopération avec La Fondation Dassault Systèmes qui mobilise pour cet objectif un don permettant de recruter un ingénieur dédié au projet et mécénat de compétences pour l’accompagner.
La réalisation de tels appareils ne bénéficie jusqu’à ce jour quasi exclusivement que de l’expérience des prescripteurs et des applicateurs qui suivent des recommandations théoriques nées d’un apprentissage « essais erreur ».
En pratique clinique, la réalisation de ces appareillages laisse planer un doute sur l’adaptation réelle à ses usagers jusqu’au moment de la finalisation du produit. Si celui-ci ne convient pas, il faut revenir au concept et tout recommencer.
Cette stratégie se confronte donc souvent aux objectifs et ambitions du patient mais également aux modalités de remboursement de l’organisme payeur, la sécurité sociale.
Source de confort, de performance ou au contraire d’inconfort, de contre-performance et de blessure, les zones d’interfaces homme/appareil (emboiture, embrase, corset-siège…) trouveraient dans les jumeaux virtuels, objet et corps humain, un système d’évaluation fiable et performant, et surtout prédictif d’adhésion et d’usage permettant de modéliser les caractéristiques spécifiques du grand appareillage de demain, à notre connaissance jamais encore utilisé.
En parallèle cette technologie permettrait également d’envisager de nouveaux concepts théoriques en poussant le plus en avant possible la mise en pratique virtuel avant toute réalisation de prototype.
C’est dans ce contexte qu’un référent ingénieur (élève, doctorant, consultant…) sera mobilisé pour procéder au recueil d’informations déjà disponibles auprès du Professeur François Genêt et de ses équipes afin d’alimenter sur le principe du machine learning une base de données visant à modéliser l’appareillage. Dans un premier temps ce sont les orthèses externes sur mesures des membres inférieurs qui seront privilégiées
Une première simulation statique non-linéaire en première approche a déjà été réalisée par un ingénieur de Dassault Systèmes dans le cadre d’un mécénat de compétences. Celle-ci a déjà permis d’évaluer les différentes zones de contact et pression associées lorsque la prothèse est enfilée sur le moignon.
Le comportement hyperélastique de la peau a été considéré avec des valeurs moyennes. Conformément aux hypothèses prises pour cette première approche il a été remarqué que les zones de contact les plus intense sont situées juste sous le genou et à l’opposé au niveau de la pliure de la jambe.
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