Caractérisation des tricots de contention

Caractérisation des tricots de contention

 La notion principale dont il sera question dans ce chapitre est la loi de Laplace [PRS00]. La loi de Laplace est une relation qui permet de relier la tension de surface à la différence de pression (entre les domaines séparés par la surface considérée) et au rayon de courbure. Dans le cadre de la contention, seule la courbure relative à la circonférence de la jambe est considérée, la courbure le long de la jambe étant quasiment nulle. La loi de Laplace s’écrit dans notre cas, P = T R (4.1) avec P la pression appliquée par la contention, T la tension dans le sens trame (sens de la circonférence) de l’article de contention et R le rayon de courbure. Cela signifie que pour déterminer la pression exercée localement par la contention, il est nécessaire de connaître la tension dans le tricot ainsi que le rayon de courbure local. Ce chapitre vise à présenter les essais de traction qui vont nous permettre de déterminer la tension dans les tricots en fonction de leurs élongations. Ceux-ci sont utilisés pour modéliser la pression exercée par les tricots en fonction des différences d’élongations constatées sur les images IRM [Équation (4.1)]. Dans ce chapitre nous présentons les essais réalisés sur trois différents tricots BVSport R : •la chaussette A, recouvre la jambe de la cheville jusqu’au dessous du genou. Son port est préconisé lors de l’effort de longue durée. Elle aurait un effet bénéfique sur l’évacuation des toxines responsables de la fatigue musculaire en plus de son effet sur le retour veineux [Figure 4.1-(a)]. •la chaussette B, est une chaussette adaptée au port d’une contention au quotidien, permettant l’amélioration du retour veineux [Figure 4.1-(b)]. •la chaussette C, est une chaussette dont le port est conseillé après l’effort pendant une durée de 1 à 3 heures [Figure 4.1-(c)]. Cette chaussette présente une particularité de tissage. En effet, les mailles sont différentes lorsqu’elles sont situées sur le mollet ou sur le tibia [Figure 4.2].

Dispositif et conditions expérimentales

Les essais mécaniques présentés ont pour but de solliciter les tricots dans le sens trame (sens de la circonférence de la jambe), comme c’est le cas lors du port du tricot. On souhaite réaliser des essais n’altérant pas les tricots et représentant de manière réaliste les conditions de port. La machine de traction utilisée (Adamel Lhomargy) est composée de deux mors de 40 mm de large. Le mors inférieur est fixé au bâti et le mors supérieur se deplace verticalement, entraîné par une vis à bille. La machine de traction est munie d’une cellule de force de 1 kN de capacité. Les acquisitions et le pilotage de la machine sont réalisés via un programme développé sous LabView©. Les tricots sont sollicités à une vitesse de 200 mm.min−1 . Cette vitesse est préconisée par la pré-norme européenne relative à la contention [cTC01]. Cette pré-norme impose également 5 cycles de chargement jusqu’à la déformation imposée lors des essais afin de stabiliser la structure interne du tricot. Les valeurs accessibles dans ce type d’essais sont la longueur initiale de l’échantillon (L0) et la longueur actuelle (L) imposée. Pour des raisons de simplicité et d’interprétation, nous choisissons d’utiliser comme mesure cinématique, la déformation nominale i.e. une déformation linéaire par rapport au déplacement ou déformation ingénieur [Hje04] définie par, e = L − L0 L0 = λ − 1 (4.2) λ étant l’élongation dans la direction de sollicitation. Les déformations imposées lors des essais sont de l’ordre de 60 %, soit une élongation de 1,6. Porté, la circonférence du tricot est égale à celle du mollet, ce qui permet de déterminer la déformation du tricot en condition de port [Tableau 4.1]. La déformation maximale est de 39,3 %.Porté, le tricot présente des déformations quasi-nulles dans le sens chaîne pour les tricots A et B et une déformation moyenne de 50 % pour le tricot C. Ces observations ont été réalisées à partir de chaussettes quadrillées [Figure 4.3] et portées. Les mesures des déformations du quadrillage sont prises à une hauteur de mollet correspondant à l’endroit où les mors seront positionnés. On mesure plus particulièrement les déformations des carrés numérotés 14 et 16 sur la [Figure 4.3], les résultats sont présentés dans le [Tableau 4.2]. Dans des essais préliminaires nous avons montré l’importance de la prise en compte des déformations dans le sens chaîne pour pallier les effets de bords dus au liage des fibres textiles [SP74]. Il est donc nécessaire d’utiliser un montage n’altérant pas les tissus et tenant compte des déformations dans le sens chaîne. De plus, on souhaite solliciter les tricots sur une faible largeur étant donnée la variation de pression supposée selon la hauteur du mollet. La condition de non-altération des tissus impose la conception d’un montage où la découpe des tricots est évitée, prévenant ainsi aussi des phénomènes d’effilochement. Afin de respecter l’absence de déformation dans le sens chaîne des tricots A et B, les tricots sont cousus de manière lâche autour de tiges d’acier positionnées de part et d’autre des mors [Figure 4.4]. Les déplacements dans le sens chaîne sont ainsi bloqués et les déplacements dans le sens trame sont permis. Grâce à ce montage, on peut de la même manière imposer une déformation de 50 % dans le sens chaîne pour le tricot C en écartant les tiges d’acier et ainsi pré-tendre le tricot pour se rapprocher des conditions du port de cet article. Afin de comparer les essais à nombre de mailles sollicitées constant, les mors utilisés pour la caractérisation du tricot C sont d’une largeur de 60 mm contre 40 mm pour les chaussettes A et B. La découpe des tricots n’étant pas souhaitée, les tricots sont sollicités sur toute la circonférence. Cela signifie que deux épaisseurs de tricot sont prises entre les mors. Nous avons montré au préalable que la rigidité des tricots est bien doublée dans ce cas en comparaison à la prise d’une seule épaisseur dans les mors.

Résultats

Essais sur les chaussettes

A Les essais qui sont réalisés sont composés de deux séries de mesures et chacune de ces séries comporte trois essais successifs [Figure 4.5]. Les deux séries sont espacées dans le temps de 3h, chacune d’elle est donc précédée d’un cyclage préconisé par la pré-norme européenne [cTC01]. Les courbes présentées sont la courbe moyenne de l’ensemble des essais encadrée par les courbes des valeurs maximales et minimales.

 Essais sur les chaussettes B

Le dispositif expérimental est identique à celui utilisé pour les chaussettes A. Ici encore, nous proposons deux séries de trois essais, chacune espacées dans le temps (6h). Les résultats présentés sont aussi la courbe moyenne de l’ensemble des essais encadrée par les courbes des valeurs maximales et minimales [Figure 4.6].

Essais sur les chaussettes C

Comme nous l’avons présenté précédemment, les chaussettes C ont fait l’objet d’attentions particulières concernant les essais de traction. L’observation d’une déformation transverse non-négligeable a incité la pré-déformation appliquée au tricot avant de débuter les essais. Ayant constaté une déformation transverse moyenne de 50 %, on impose celle-ci avant de débuter l’essai. La distance entre les tiges d’acier est augmentée afin de pré-déformer le tricot de 50%. Afin de raisonner à nombre de mailles constant, on utilise des mors de 60 mm au lieu de 40 mm comme précédemment. Nous présentons la courbe de traction moyenne obtenue sur 2 séries composées chacune de 4 essais encadrée par les courbes de valeurs maximales et minimales. Pour résumer l’ensemble des résultats, les essais sur les chaussettes BVSport R