Introduction à la Biomécanique - CultureSciences de l'Ingénieur

Introduction à la Biomécanique

La biomécanique, dans sa définition communément admise, consiste en l’application des outils de la mécanique, ses méthodes et principes, aux tissus et organes biologiques et à leurs problèmes médicaux associés. Il s’agit d’une discipline ancienne, étudiée depuis l’antiquité, qui connait son installation en tant que discipline à part entière au cours des années 1960-70.

Discipline variée, au croisement de multiples sujets et méthodes, il est difficile d’aborder ce thème par une approche unique. Ainsi cette ressource vise à présenter les principales problématiques, leurs analyses et les outils de mesures associés ainsi que leurs applications cliniques. Il ne s’agit donc pas d’une liste exhaustive des sujets étudiés, mais une approche de la démarche scientifique autour de la question biomécanique. Dans un premier temps, nous présenterons ce qui historiquement a fondé le domaine, à savoir l’analyse de la locomotion et du mouvement. Dans un second temps, nous nous intéresserons aux effets des efforts et déformations sur les tissus et les processus biologiques en jeu. Enfin nous considérerons les applications, principalement cliniques des outils développés, et leur place et potentiels dans le traitement actuel des pathologies. La ressource « Caractérisation mécanique d’un tissu mou : le muscle passif » traite notamment du processus de modélisation d’un tissu complexe, en utilisant les outils de la mécanique des milieux continus.

Contenu de la ressource :

           Introduction

1. Locomotions et mouvements
   1. Approche historique
   2. Modélisation des solides rigides
   3. Intégration dans une structure complexe
2. Déformations des tissus (de l’os au cerveau)
   1. Différentes échelles (de la cellule à l’organe) et différents phénomènes
   2. Modélisation : grandes déformations et omniprésence des outils numériques
   3. Cas d’application : artère soumise à une pression sanguine
3. Applications cliniques, industriels et enjeux
   1. Potentiels prosthétiques
   2. Assistance à la planification de chirurgie
   3. Limites et freins de l’intégration des outils biomécaniques dans les traitements cliniques

           Conclusion