Les auteurs rapportent leur méthodologie d’élaboration d’un modèle numérique de genou et sa validation cinétique. La construction du modèle fait appel aux composants osseux (fémur/tibia/fibula), aux structures ligamentaires (ligaments collatéraux, ligament patellaire, ligaments croisés) et musculaire, représentée uniquement par le muscle quadriceps. Les données morphologiques ont été obtenues, pour les os par reconstruction 3D d’images scanner, pour les structures tendinoligamentaires par étude biométrique (insertions, orientation, longueur, section). Le comportement biomécanique des ligaments a été modélisé comme ressorts bilinéaires (en compression la tension est nulle, en traction elle est fonction de la longueur, de la section et du module d’élasticité de Young). Le quadriceps a été modélisé comme une glissière servocommandée. Les contacts aux interfaces (fémur/tibia, fémur/patella) ont été évalués selon l’index de pénétration (distance D) où l’effort = D × 10⁵ N/mm². Le modèle est testé en représentant une flexion équilibrée (pour un poids de 800 N) qui nécessite, comme condition aux limites, un jonction au sol de type rotule. Le modèle a été développé sous logiciel ADAMS. Sur le plan cinématique, le modèle a été validé selon les données de Wilson et al. selon lesquelles (i) dans le genou normal, les rotations (médiale et latérale) et toutes les translations sont couplées à l’angle de flexion lors de la mobilité passive ; (ii) il existe une rotation médiale du tibia lors de la flexion du genou. Cette notion de « couplage » est corrélée aux déterminants de la flexion passive que sont les ligaments croisés, le ligament collatéral médial et le « carrossage » des interlignes fémorotibiaux. Toutes nos courbes en rotation/translation s’inscrivent dans le corridor expérimental de Wilson et valident la dynamique du modèle.

The authors report the methodology of the construction of a multibody model of the knee and the validation of the kinematics of the modelled knee. The construction of the model includes: the rigid bodies represented by osseous components (femur, tibia, fibula, patella), the ligamentous structures (collateral ligaments, patellar ligament, cruciates ligaments), the muscular part represented by the quadriceps. Morphological data were acquired through 3D CT scans for the bones and a biometrical study of the ligaments (insertions, orientation, length, section). Ligament biomechanics was modelled as bilinear springs (in compression the tightness is null; in traction it is a function of length, section and Young modulus of elasticity). The quadriceps was modelled as a sliding channel with a translatory servocommand. Contacts at the interfaces (femur/patella; femur/tibia) were evaluated according to the index of penetration (distance D) between two bodies where effort was: D × 10⁵ N/mm²). The model was tested simulating a symmetrical kneeling (800 N body weight) and required a ground link modelled as a ball and socket joint. The model was developed under ADAMS software. The validation of the kinematics of the modelled knee was provided according to the data of Wilson et al. who have shown that (i) in normal knees, internal/external rotation, abduction/adduction and all three components of translation are coupled to flexion angle both in passive flexion and extension; (ii) the tibia rotates internally as the knee is flexed. The consistency of the coupled motions support the model's premise that passive knee motion is guided by isometric fascicles in anterior and posterior cruciates, by the medial collateral ligament and by articular contact in the medial and lateral compartments. The main curves (internal/external rotations; posterior/anterior translation) of the model conforms with the framework of Wilson.