Comptes Rendus
no. 8
Impact non-pénétrant sur le thorax : influence de la courbure sur la propagation des ondes
Quentin Grimal1  ; Salah Naili1  ; Alexandre Watzky1
1 Laboratoire de mécanique physique, CNRS UMR 7052, Faculté des sciences et technologie, Université Paris XII-Val de Marne, 61, avenue du Général de Gaulle, 94010 Créteil cedex, France
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 8, pp. 569-574.

Des études théoriques sont nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes de blessures associés à l'onde créée par un impact sur le thorax (Fung dans « Biomechanics Motions, Flow, Stress, and Growth », Springer-Verlag, 1990 ; Cooper et al., J. Trauma 40 (1996) S38–S41), onde susceptible de créer des lésions dans les poumons. Après avoir mis en évidence les effets dus au faible couplage acoustique à l'interface paroi thoracique-poumon (Grimal et al., C. R. Acad. Sci. IIB 329 (2001) 655–662), on étudie, à l'aide d'une méthode analytique approchée, l'influence de la courbure de l'interface. Les résultats sont donnés en termes d'énergie de déformation pour une onde longitudinale transmise ou convertie en onde de cisaillement à l'interface ; il apparaît que la focalisation de l'énergie est importante pour des courbures correspondant à celles du thorax humain.

Theoretical studies of the propagation of impact waves through the thorax are needed to improve the design of bulletproof jackets and blast protections (Fung in ‘Biomechanics Motions, Flow, Stress, and Growth’, Springer-Verlag, 1990; Cooper et al., J. Trauma 40 (1996) S38–S41). The influence of the weak acoustic coupling at the interface between the thoracic wall and the lung were described in (Grimal et al., C. R. Acad. Sci. IIB 329 (2001) 655–662); in this work, we study, within the frame of elastodynamics and with an approximate analytical method, the effects of the curvature of this interface. Results are given in terms of strain energy for the pressure wave, transmitted or converted. Focalisation of energy in the medium representing the lung is important for curvatures measured in humans.

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DOI : 10.1016/S1631-0721(02)01505-X
Mot clés : biomécanique, ondes, milieu stratifié, propagation, interface, lésion, thorax, impact, courbure, earth-flattening
Keywords: biomechanics, waves, layered media, propagation, interface, injury, thorax, impact, curvature, earth-flattening
Quentin Grimal 1 ; Salah Naili 1 ; Alexandre Watzky 1

1 Laboratoire de mécanique physique, CNRS UMR 7052, Faculté des sciences et technologie, Université Paris XII-Val de Marne, 61, avenue du Général de Gaulle, 94010 Créteil cedex, France 
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Quentin Grimal; Salah Naili; Alexandre Watzky. Impact non-pénétrant sur le thorax : influence de la courbure sur la propagation des ondes. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 8, pp. 569-574. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01505-X. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01505-X/

[1] Y.C. Fung Strength, trauma and tolerance, Biomechanics Motion, Flow, Stress, and Growth, Springer-Verlag, New York, 1990

[2] G.J. Cooper; B.P. Pearce; A.J. Sedman; I.S. Bush; C.W. Oakley Experimental evaluation of a rig to simulate the response of the thorax to blast loading, J. Trauma, Volume 40 (1996), p. S38-S41

[3] Q. Grimal; A. Watzky; S. Naïli Impact non-pénétrant sur le thorax : une contribution à l'étude de la propagation des ondes, C. R. Acad. Sci. Paris, Série IIb, Volume 329 (2001), pp. 655-662

[4] J.H.M.T. Van Der Hijden Propagation of Transient Elastic Waves in Stratified Anisotropic Media, North-Holland Ser. Appl. Math. Mech., 32, 1987

[5] K. Aki; P.G. Richard Quantitative Seismology: Theory and Methods, Freeman, San Fransico, 1980

[6] C.H. Chapman Earth flattening transformation in the body wave theory, Geophys. J. R. Astr. Soc., Volume 35 (1973), pp. 55-70

[7] B.L.N. Kennett Seismic Wave Propagation in Stratified Media, Cambridge University Press, 1983

[8] G. Müller Approximate treatment of elastic body waves in media with spherical symetry, Geophys. J. R. Astr. Soc., Volume 23 (1971), pp. 435-449

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