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Etude Hémodynamique de la Valve Aortique Par Modélisation Numérique 3D

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par Tahar CHERIGUI
Université Paris12-Cnrs(Paris6) - Master II de Biomécanique (Mécanique des Systèmes Biologiques) 2005
  

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2.2 La valve aortique

FIG. 2.2Shémas de la valve aortique

La valve aortique qui assure l'écoulement continu de sang du ventricule gauche dans l'aorte, est située à la sortie du ventricule gauche et constituée de trois feuillets semi-lunaires très flexibles qui sont attachés à la racine aortique par le point commissure, ces derniers s'emboîtent parfaitement lorsque la valve est fermée. Voir la figure 2.2.

En systole le ventricule se contracte, la pression intra-ventriculaire dépasse la pression dans l'aorte (Pv > Pa) ce qui ouvre la valve en permettant la sortie du sang.Voir figure 2.3.

En diastole le coeur se relache, la pression diminue (Pv < Pa) la valve se referme sans fuite pour empêcher tout flux sanguin vers le ventricule.

Le mécanisme de l'ouverture et la fermeture de la valve aortique est lié aux variations de pression entre les deux cavités.

Certaines malformations de la valve aortique peuvent gêner le fonctionnement du coeur, pendant la fermeture et l'ouverture, la valve devient incontinente et une fuite aortique (reflux de sang de l'aorte vers le ventricule) apparaît. A l'inverse, si la valve ne s'ouvre pas complètement, une petite quantité de sang ne peut pas sortir. On parle alors de rétrécissement.

Cela entraîne une surcharge de travail pour le coeur (ventricule gauche) qui doit assurer un débit suffisant pour l'organisme malgré la fuite. Cette surcharge peut parfois conduire à une insuffisance cardiaque.

Ces troubles peuvent obliger le remplacement de la valve défectueuse par une valve artificielle ou une valve provenant d'un coeur de porc.

 

CHAPITRE 2. LE COEUR ET LA CIRCULATION SANGUINE

FIG. 2.3Cycle cardiaque

2.3 propriétés

Le tissu de la valve aortique est une structure élastique et linéaire, les propriétés mécaniques sont prisent du modèle de Grande [2] ont été utilisées pour la racine aortique, voir le tableau 2.3.

Tab. 2.2 - Les epaisseurs du tissu utilisé pour les feuillets et la racine de la valve, pris du modèle de Grande

.

Epaisseur (mm)

 

gauche et droit (mm)

sans coronnaire (mm)

Bord d'attachement

1.16

0.155

Belly

0.18 - 0.58

0.18 - 0.58

Bord libre

1.53

1.96

Nodulus of aranti

2.06

2.75

 

CHAPITRE 2. LE COEUR ET LA CIRCULATION SANGUINE

Par contre les feuillets sont trop raides pour s'ouvrir sous le chargement physiologique de pression ce qui explique son comportement non-linéaire, Thubrikar [2]. Les propriétés mécaniques du tissu utilisées dans le modèle élastique de Thubrikar, sont énumérées dans le tableau 2.3.

Tab. 2.3Propriétés mécaniques utilisées pour le tissu de la valve et la racine aortique, pris de l'étude par éléments finis du modéle de Thubrikar

.

Propriété

 

Valve aortique

Racine aortique

Ecirc(KPa)

220,000

334,000

Erad(KPa)

200,000

-

Elong(KPa)

-

350,000

?xy

0,450

0,450

?zy

0,450

0,450

?xz

0,450

0,429

Le module de Young et le coefficient de Poisson pour le mur et les feuillets aortiques ont été obtenus à partir de l'étude par éléments finis faite par Grande.

Tab. 2.4 - Propriétés mécaniques utlisées pour le tissu des feuillets

.

Propriété

 

Feuillet

Mur aortique

Epaisseur(mm)

0,500

1,000

Comportement

Isotropique

Isotropique

Module de Young(MPa)

0,900

6,000

Coefficient de Poisson

0,450

0,450

Pour le cylindre à paroi mince (rapport, rayon/épaisseur, > 10) soumis à la pression interne, l'effort est uniforme à travers cette l'épaisseure. Cet effort est dit effort de membrane, et dans la direction circulaire il est defini par la relation suivante [8] :

?m =

p.r
e

.

(2.1)

Où p est la pression, r est le rayon du feuillet, e est l'épaisseure du feuillet

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