Biomechanics

Enseignants

Kerckhofs Greet;

Langue
d'enseignement

Anglais

Préalables

Pas de prérequis obligatoires

Thèmes abordés

- Fondements de la biomécanique des fluides et de solides,
- Biomécanique des tissus,
- Biomécanique du système cardiovasculaire,
- Biomécanique du système pulmonaire,
- Modélisation numérique et analytique de ces systèmes biomécaniques

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :
1	Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants : AA1.1, AA1.2, AA1.3 AA.2.2, AA2.3, AA2.4 AA3.2, AA3.3 AA4.2, AA4.4 AA5.3, AA5.5, AA5.6 Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de : - comprendre et modéliser les grands systèmes biomécaniques - utiliser des outils de simulation généralistes (éléments finis) pour étudier les différents types de problèmes biomécaniques abordés dans le cadre du cours - faire un choix argumenté entre différentes approches de modélisation en fonction de l'application considérée et des questions techniques à résoudre Acquis d'apprentissage transversaux : - simulation numérique par éléments finis -  utilisation de logiciels scientifiques open source et de l'environnement linux - rédaction collaborative d'un rapport de projet et présentation orale de celui-ci

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

Ce cours fournit un lien entre la structure, la fonction et la performance biologique des principaux systèmes biomécaniques: les systèmes musculosquelettique, cardiovasculaire et respiratoire. Une brève introduction sur la structure et la fonction de ces systèmes est fournie, et on discute la valeur ajoutée de la caractérisation expérimentale ainsi que la modélisation computationnelle pour une meilleure compréhension de la (mal)fonction des principaux systèmes biomécaniques. Des exemples des deux approches sont décrits en détail. Le cours vise à montrer que les solutions d'ingénierie, telles que la caractérisation expérimentale et la modélisation computationnelle, ont leur place dans la pratique (bio)médicale pour résoudre des problèmes biomécaniques.
La première partie du cours porte sur le système musculosquelettique et la deuxième partie sur le système cardiovasculaire. La troisième partie présente les principaux aspects biomécaniques du système respiratoire. Pendant les séances d'exercice, une introduction sera fournie à quelques techniques de caractérisation  expérimentale, et à des solutions analytiques des questions (bio)mécaniques.
Pour le projet, plusieurs sujets biomécaniques seront introduits, pour lesquels un article sera fourni en se concentrant sur une solution expérimentale (Groupe A) et une solution computationnelle (Groupe B). Par thème, les groupes A et B devront défendre les points forts de leur méthodologie dans un débat orchestré. Sur la base de ces débats, les groupes devront proposer de futures solutions de recherche (indépendamment de leur méthodologie dans le débat) afin d'améliorer l'état de l'art actuel, et ils font un résumé dans un petit rapport écrit.

Méthodes d'enseignement

• Cours théorique en auditoire
• Séance d'exercices pour se familiariser avec l'analyse des informations expérimentales et des solutions analytiques des questions (bio)mécaniques
• Séances de questions concernant le projet

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

• Examen écrit à livre fermé (60 % de la note finale)
• Projet par groupe de 3-5 étudiant(e)s, avec rapport écrit et débat oral (40 % de la note finale)

Ressources
en ligne

Moodle
http://moodleucl.uclouvain.be/course/view.php?id=9104

Bibliographie

• "Biomechanics", F. Henrotte, E. Marchandise, 2017
• "Fundamentals of Biomechanics : Second Edition", D. Knudson, 2007; Publisher: Springer
• "Snapshots of Hemodynamics : An Aid for Clinical Research and Graduate Education", N. Westerhof, N. Stergiopulos, M.I.M. Noble, 2010; Publisher: Springer

Faculté ou entité
en charge

GBIO