Application de la MEF pour la caractérisation in vivo des propriétés mécaniques de la peau humaine

International audienceThe human skin is an exceedingly complex and multi-layered material. An indentation test combined with Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques have been performed on the left dorsal forearm of a young man. Using MRI images processing and a pre and post processor allows to make numerically 5 models in 2D each of which consists of three skin layers and the muscles. FEA has been applied to simulate indentation tests. Neo-Hookean slightly incompressible material model of two material constants (C10, K) has been used to model the mechanical behavior of three skin layers and the muscles. The identification of material model parameters was done by applying Levenberg-Marquardt Algorithm (LMA). The identified material parameters are C10E = 0.07MPa, C10D = 0.35MPa, C10H = 0.19KPa, KE = 5.6MPa, KD = 3.2MPa, KH = 14.2KPa.La peau humaine est une enveloppe vivante de notre corps. L'anatomie de la peau humaine montre une structure multi-couches complexe qui est constitué de l'épiderme, du derme et de l'hypoderme. La complexité anatomique et physiologique de la peau humaine lui confère des propriétés complexes. Un essai sur l'avant bras gauche d'un homme, réalisé in vivo par la technique d'indentation couplée avec l'IRM, nous a donné des images de l'avant bras en deux états : non déformé et déformé sous l'indentation. Cinq modèles par EF en 2D ont été créés pour faire la simulation de l'essai. La loi de comportement Néo-Hookéen quasi-incompressible (C10, K) a été choisie pour les couches cutanées et sous-cutanées. L'algorithme de Levenberg-Marquardt a été utilisé pour identifier les paramètres matériels. Les paramètres identifiés sont C10E = 0.07MPa, C10D = 0.35MPa, C10H = 0.19KPa, KE = 5.6MPa, KD = 3.2MPa, KH = 14.2KPa