Le génie biomécanique est un domaine scientifique interdisciplinaire qui applique les règles et principes du génie mécanique aux systèmes biologiques. Il combine des éléments de nombreuses disciplines, notamment la biologie, l’ingénierie, la physique, la chimie et les mathématiques pour mieux comprendre comment les forces physiques influencent les organismes vivants. Un ingénieur biomécanique peut trouver du travail dans les secteurs médical, scientifique ou industriel. Il est parfois considéré comme un sous-ensemble du génie biomédical.
Alors que le domaine formel de l’ingénierie biomécanique est relativement nouveau, le concept d’application des principes d’ingénierie à la biologie existe depuis des siècles. Le philosophe grec ancien et scientifique pionnier Aristote a étudié le mouvement des animaux et en est venu à considérer leurs corps comme des systèmes mécaniques. De plus en plus d’ingénieurs contemporains se sont tournés vers la nature pour s’inspirer et se guider dans le traitement des lois de la physique. Les insectes volants, par exemple, ont été étudiés par des ingénieurs aérospatiaux cherchant à mieux comprendre la dynamique du vol à de très petites tailles. Aujourd’hui, l’application de la mécanique aux organismes vivants est connue sous le nom de biomécanique, un terme souvent utilisé de manière interchangeable avec l’ingénierie biomécanique.
Le génie biomécanique peut être considéré comme un échantillon de différents domaines scientifiques. Un ingénieur biomécanique doit maîtriser non seulement la mécanique et les concepts d’ingénierie traditionnels, mais aussi la biologie, l’anatomie et la chimie. Les concepts et techniques de ces différents domaines sont utilisés ensemble pour mieux comprendre comment les êtres vivants grandissent, se déplacent et font face aux forces extérieures. Le développement d’un cœur humain, par exemple, peut être influencé par le code génétique humain et par les forces de la mécanique qui régissent la croissance et le mouvement du tissu. La recherche en biomécanique a conduit à l’évolution dans d’autres domaines de la science tels que l’exploration spatiale habitée. Les principes de l’ingénierie biomécanique sont maintenant généralement utilisés dans tout, de la construction d’organes et de tissus artificiels à la conception de produits plus confortables pour les consommateurs.
L’évolution de la technologie a augmenté à la fois la profondeur et la portée de l’ingénierie biomécanique. Alors qu’Aristote et d’autres scientifiques de la première heure ne pouvaient observer les systèmes biologiques qu’à l’œil nu, l’ingénieur biomécanique moderne peut utiliser la technologie pour scruter beaucoup plus profondément. Les scientifiques peuvent désormais examiner l’impact des lois de la physique sur les organismes microscopiques ou même sur les cellules individuelles. L’essor des ordinateurs a aidé en permettant la création de modèles complexes et l’analyse avancée des systèmes biologiques. Un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) pourrait même être utilisé pour concevoir des organes artificiels qui correspondent plus étroitement aux propriétés mécaniques des organes naturels.
Dans de nombreuses universités, le génie biomécanique est considéré comme un sous-ensemble du génie biomédical. Certaines universités la considèrent comme une discipline à part entière. Dans les deux cas, le programme est susceptible d’être un mélange de classes de différents départements. De nombreuses universités permettent aux étudiants de personnaliser leurs cours pour se concentrer sur un domaine d’intérêt particulier. Les opportunités de carrière sont extrêmement diverses; ils peuvent être trouvés dans des domaines tels que l’orthopédie, la kinésiologie, les prothèses, la performance athlétique, la conception de dispositifs médicaux, la rééducation et même des emplois de conseil et de recherche pour les domaines industriels, juridiques et médicaux.