Modélisation de corps mous appliquée à la commande de procédé robotisé de découpe anatomique de muscles

• Main Author: Essahbi, Nabil
• Language: fra
• Published: Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II 2013
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; [SPI:OTHER] Sciences de l'ingénieur/Autre; Caractérisation et modélisation dynamique de corps mous; Modélisation de découpe anatomique; Génération dynamique de trajectoires de coupes robotisées
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957821; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/95/78/21/PDF/ESSAHBI_2013CLF22415.pdf

Cette thèse intervient dans le cadre du projet ANR ARMS. L'objectif est de concevoir un système robotisé multi-bras pour la découpe anatomique de muscles. Ce travail vise à développer les modèles mécaniques nécessaires à la mise en place de la stratégie de commande. Il expose le cycle de développement d'un modèle mécanique faisant intervenir la construction de modèles géométriques à partir d'images IRM, l'identification expérimentale des paramètres rhéologiques des matériaux modélisés en passant par les étapes de maillage, de paramétrage, d'implémentation et de validation de tels modèles. Il présente une nouvelle méthode de modélisation dynamique de structures intitulée modèle masse-ressort non-linéaire isotrope transverse, une méthode qui témoigne d'un comportement mécanique alliant réalisme et interactivité. Il intervient aussi dans l'identification dynamique des trajectoires de coupe robotisée en proposant de nouvelles approches de modélisation de la découpe de corps mous et en développant un nouvel algorithme basé sur le calcul de courbures. Cette thèse aborde, aussi, le problème de variabilité des muscles bovins et propose une méthode de recalage dimensionnel du modèle géométrique générique par le biais de transformations géométriques définies par optimisation multicritère d'une fonction objectif. Enfin, en vue de synchroniser le flux d'informations entre les différents modules de commande de la cellule robotisée, une combinaison de la méthode des éléments finis avec la technique de condensation statique de Guyan a permis de développer un modèle mécanique quasi-statique réduit permettant de prédire rapidement l'évolution de la trajectoire de coupe robotisée.