MINES LA REVUE DES INGÉNIEURS #517 - Septembre 2022 - 49

acteurs locaux. Le CIS compte aujourd'hui 40 chercheurs
en formation, doctorants ou post-doctorants, encadrés
par 30 permanents, dont 18 enseignants-chercheurs,
répartis en 4 départements : Ingénierie des Biomatériaux
(bioMat), Activité biologique des particules Inhalées
(BioPI), Ingénierie des Systèmes de Soins et des Services
de Santé (I4S) et Ingénierie des Surfaces et des Tissus
Biologiques (STBio). 4
CIS/STBio travaille à la caractérisation expérimentale des
tissus mous afin de suivre leur évolution suite à un
biostress, comprendre et prédire une évolution catastrophique.
CIS/STBio propose des modélisations numériques
permettant d'imaginer des scénarii d'évolution des tissus
soumis à un chargement mécanique, d'identifier des situations
à risque à l'échelle d'un organe ou de décrire l'interaction
entre un dispositif médical et le corps humain. CIS/
STBio bénéficie d'un partenariat privilégié avec le CHU de
Saint-Étienne via le Laboratoire Sainbiose5
, INSERM
U1059, dont il est membre et aborde les problématiques
du point de vue numérique, expérimental, mais aussi clinique.
DES
EXEMPLES TRÈS CONCRETS
Des travaux ont été conduits sur la compression veineuse,
l'anévrisme de l'aorte, l'éventration, la lombalgie chronique,
l'instabilité du genou, les chaussures médicales et
même les masques de protection lors que la crise du
COVID.
Ces travaux ont commencé dès 20016
par la compression
des membres pour améliorer le retour veineux ou pour la
réduction des œdèmes. La question primordiale et celle
de l'effet du dispositif médical sur la veine ; pour cela, des
modèles numériques décrivant les différentes structures
internes de la jambe sous une pression externe ont été
développés. On a ainsi montré que l'efficacité du soin
dépendait de la position de la veine malade, mais aussi de
la forme de la jambe du patient7
. Aussi, une approche personnalisée
permettrait d'augmenter l'efficacité de la
réponse thérapeutique ; cependant, cette approche est en
pratique difficile à mettre en place, en particulier à cause
de la grande quantité de paramètres mécaniques et géométriques
à connaître pour obtenir un jumeau numérique
fidèle. Mais un soin efficace n'est pas forcément celui qui
maximise un effet. Les chercheurs de CIS/STBio ont montré
dans une étude récente8
que 44 % des utilisateurs de
bas de compression souffraient d'intolérance cutanée
alors que le taux d'abandon du soin est estimé de 30 à
65 %. Comprendre l'origine de ces irritations est essentiel
pour améliorer l'observance du soin, et donc son efficacité
effective.
Les ceintures lombaires travaillent également par compression,
mais l'effet attendu est plus profond, sur les
MINES_LA REVUE DES INGÉNIEURS
49
#517_SEPTEMBRE_2022
Test à la marche d'une
ceinture lombaire avec
enregistrement de la
pression générée.
disques intervertébraux, et même si l'effet revendiqué est
physique, la finalité clinique est une baisse de la douleur.
Cet exemple montre la complexité à laquelle sont confrontés
les chercheurs en science pour la santé, les déterminants
de la douleur étant très multifactoriels avec des
composantes physiques, mais aussi neuronales, psychiques
ou culturelles. Par ailleurs, le rôle de la contraction
musculaire dans l'équilibre statique ou dynamique se
modélise mal, la co-contraction musculaire étant par définition
un problème mécanique mal posé. La clinique ici a
un rôle essentiel et la modélisation doit être replacée dans
un cadre bien défini. Pour autant, des approches numériques
ont permis là encore de mieux comprendre le fonctionnement
des ceintures. Les premiers résultats montrent
que l'effet mécanique est très lié à la forme du tronc du
patient, et pourrait décroître fortement avec la corpulence9
JÉRÔME
MOLIMARD
BIO
Il est en charge de la
biomécanique des tissus mous
ostéo-articulaires au sein du
laboratoire Sainbiose (Centre
Ingénierie et Santé). Ses
recherches se focalisent sur
l'interaction dispositifs
médicaux-corps humain.
. Dès lors, un nouveau dessin de ceinture doit être
soumis à une série de tests sur un ensemble de patients.
Les essais cliniques in silico permettent une réduction
considérable des phases préliminaires du développement
d'un produit. Cette approche nécessite l'accélération des
codes de calcul et l'automatisation de la génération de
modèles géométriques de patients ; la biomécanique
utilise alors certaines des techniques de l'intelligence
artificielle.
MINES LA REVUE DES INGÉNIEURS #517 - Septembre 2022

Table des matières de la publication MINES LA REVUE DES INGÉNIEURS #517 - Septembre 2022
