Les activités de recherche de l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse en matière de Biomécanique s’inscrivent dans une démarche scientifique qui vise à associer expériences de laboratoire, modélisation mathématique, simulations numériques et études cliniques (en particulier en lien avec le CHU Purpan). Nous nous intéressons à la vascularisation des organes (cerveau, rein), des tissus biologiques (disques intervertébraux, tissu adipeux), des os (en particulier dans le cas de croissance tumorale). Nous conduisons ces activités grace à des moyens expérimentaux qui permettent l'acquisition et le traitement d'images, des expériences microfluidiques in-vitro et des essais cliniques.

Nos principales compétences concernent l’étude des milieux poreux biologiques (couplage écoulements et transferts dans les biofilms ou les tissus, poro-mécanique, croissance et reconfiguration de réseaux microvasculaires), la modélisation des interactions entre les réseaux vasculaire et cranio-spinal, le métabolisme et la régénération tissulaire, les écoulements multiphasiques en milieux hétérogènes dans un contexte de recherches amonts et/ou translationnelles.

Toutes ces activités nourrissent notre axe transversal Santé et Ingénierie pour le Vivant qui rassemblent une quinzaine de chercheurs et cinq cliniciens.

Effets biomécaniques des pistes équestres : grâce à des protocoles expérimentaux uniques couplant mesures dynamiques et cinématiques synchronisées, évaluation de l’impact des pistes sur la sécurité et la performance du cheval.

Bien-être du cheval athlète : influence des pratiques d’entraînement sur l’apparition des affections locomotrices ; développement de protocoles, validés sous l’angle biomécanique, de rééducation adaptés à ces différentes affections.

L'équipe MMB est organisée selon plusieurs thématiques de recherches orientées vers la caractérisation expérimentale et la simulation numérique du comportement des matériaux au sens large avec une focalisation particulière sur le développement, l'implémentation et la validation de nouvelles lois de comportement des matériaux étudiés.

Les thématiques développées au sein de l'équipe mettent en avant le développement des outils numériques multi-échelles et multi-physiques validés par les méthodes expérimentales. Ces couplages nous permettent de pouvoir prédire avec précision les évolutions du comportement des matériaux à microstructures complexes biologiques ou inertes.

L'équipe se regroupe au sein des trois thématiques suivantes :

1- Biomécanique des chocs, vibrations et dynamique des matériaux

2- Caractérisation de tissus biologiques, Biomatériaux, prothèses et Mécanobiologie.

3- Modélisation multi échelles

Sur ces trois axes, la cohérence est centrée principalement sur l'étude des effets importants de la microstructure des matériaux aux différentes échelles. Les matériaux ciblés sont certains polymères amorphes ou semi-cristallins, ou composites (polymères renforcés par des fibres de verre ou de carbone), mais aussi des matériaux biologiques (crâne, cerveau, foie, colonne cervicale, Os, tendon), ou des matériaux utiles pour la sécurité humaine dans les transports (casques, …).

Par ailleurs, les propriétés dynamiques de ces matériaux nous intéressent spécifiquement et concernent de nombreuses applications comme les transports, la chirurgie réparatrice, l'aéronautique, et les nouveaux procédés.

Afin de mettre en relation l'ensemble de ces activités, des liens forts sont exploités avec la biologie, la physique et la chimie des matériaux pour mieux comprendre et optimiser les propriétés de ces différents matériaux.

L'équipe MMB se regroupe au sein des trois thématiques suivantes :

1- Biomécanique des chocs, vibrations et dynamique des matériaux

2- Caractérisation de tissus biologiques, Biomatériaux, prothèses et Mécanobiologie.

3- Modélisation multi échelles

Sur ces trois axes, la cohérence est centrée principalement sur l'étude des effets importants de la microstructure des matériaux aux différentes échelles.

Une part des activités de l'équipe AVR concerne la caractérisation in vivo des propriétés mécanique des tissus mous biologiques par couplage de la biomécanique et de l'imagerie médicale (élastographie par IRM et par méthodes ultrasonores). Ces travaux de mesures et caractérisations in vivo non invasives visent des applications en :

1 - diagnostique de pathologies des organes abdominaux

2 - chirurgie assistée par ordinateur (réalité augmentée et mesure mécanique temps réel pour la radiologie interventionnelle)