Contribution à l'optimisation et à la modélisation d'un banc de mesure CEM : Application à la caractérisation de l'immunité des stimulateurs cardiaques

The purpose of this thesis relates to the optimization of a test bed which allows the in vitro characterization of cardiac pacemaker immunity to low frequency disturbances as well as the computational modeling. In a first part, after having presented the theoretical bases of the bioelectromagnetism, we present the electrical system of the heart, and a functional description of pacemakers. The optimization of the test bed relates to the source of magnetic field and tissue-equivalent phantom which permit the in vitro experiments. The source of magnetic field realized consists of four coils contained in a spherical envelope which makes it possible to produce a homogeneous magnetic field with order 4. The tissue-equivalent phantom is carried out on the basis of saline solution. In the fourth chapter, after a review of the various methods of numerical simulation used in electromagnetic dosimetry, we present an original numerical method based on the impedance method which makes it possible to determine the potentials induced in a medium subjected to a galvanic coupling. The final chapter is devoted to measurements and the simulation of induced tension, in vitro, to the terminals of the cardiac pacemaker subjected to conducted and radiated disturbances. The method suggested makes it possible to determine the level of immunity of pacemaker subjected to electromagnetic disturbances according to the geometrical configuration, electric characteristics of cardiac pacemakers as well as coupling medium.L'objectif de cette thèse concerne l'optimisation d'un banc de mesure destiné à la caractérisation in vitro de l'immunité des stimulateurs cardiaques aux perturbations électromagnétiques de basse fréquence ainsi que l'aspect modélisation numérique. Dans une première partie, après avoir présenté les bases théoriques du bioélectromagnétisme, nous abordons le fonctionnement électrique du coeur et une description fonctionnelle des stimulateurs cardiaques.. L'optimisation du banc de mesure concerne la source de champ magnétique et le modèle équivalent tissu qui permet les essais in vitro. La source de champ magnétique réalisée est une structure originale constituée de quatre bobines contenues dans une enveloppe sphérique qui permet de produire un champ magnétique homogène à l'ordre 4. Le modèle équivalent tissu est réalisé sur la base d'une solution saline. Dans le quatrième chapitre, après une revue des différentes méthodes de simulation numérique utilisées en dosimétrie électromagnétique, nous présentons une méthode numérique originale basée sur la méthode des impédances qui permet de déterminer les potentiels induits dans un milieu soumis à un couplage galvanique. Le dernier chapitre concerne la mesure et la simulation de tension induite, in vitro, aux bornes d'un stimulateur soumis à des perturbations conduites et rayonnées. La démarche proposée permet ensuite de déterminer, par simulation numérique, le niveau d'immunité d'un stimulateur cardiaque soumis à des perturbations électromagnétiques en fonction de ses caractéristiques électriques, des caractéristiques géométriques d'implantation ainsi que du milieu de couplage