biomécanique

La biomécanique est une discipline scientifique qui étudie les interactions entre les forces et le mouvement dans les systèmes biologiques. Elle applique les principes de la mécanique pour comprendre le fonctionnement des organismes vivants, des organes et des tissus, ainsi que les interfaces entre systèmes biologiques et structures artificielles. Elle cherche à expliquer comment les contraintes mécaniques influencent la forme, la fonction et l'intégrité des composants biologiques.

Les domaines principaux comprennent la biomécanique de l'appareil locomoteur (os, articulations, muscles et tendons), la biomécanique des tissus et des cellules (propriétés viscoélastiques, mécanotransduction), et la biomécanique des fluides appliquée à la circulation (système cardiovasculaire et système pulmonaire). Des domaines spécifiques abordent la biomécanique des organes sensoriels et la biomécanique des implants et prothèses.

Les méthodes reposent sur l'observation expérimentale et la modélisation informatique. En laboratoire, on mesure la cinématique du mouvement (analyse du mouvement, systèmes de capture optique), les forces (plates-formes de force) et l'activité musculaire (électromyographie). L'imagerie et l'évaluation des propriétés tissulaires complètent la caractérisation. Sur le plan computationnel, les modèles multibody et les éléments finis simulent les contraintes et les réponses des tissus, tandis que la dynamique des fluides s'applique à la circulation sanguine et à d'autres milieux biologiques.

Les applications couvrent la médecine et la rééducation (chirurgie orthopédique, orthèses et prothèses, réhabilitation motrice), le sport et l'ergonomie, la conception de dispositifs médicaux et d'équipements sportifs, ainsi que l'analyse des maladies par la biomécanique.

L'histoire de la biomécanique remonte au XVIIe siècle avec les travaux de Giovanni Alfonso Borelli, qui a tenté d'appliquer les lois mécaniques au mouvement animal. Au XXe siècle, le développement des méthodes d'analyse du mouvement et des outils de simulation a popularisé son usage en médecine, en orthopédie et en sciences du sport.