Biomécaniques, Bois, Matériaux Biosourcés

L’axe Biomécaniques, Bois, matériaux Biosourcés étudie la mécanique des systèmes biologiques humains, animaux et végétaux ainsi que les matériaux qui en sont issus. Ces systèmes présentent des caractéristiques complexes communes liées à leur origine biologique : anisotropie, hétérogénéité, variabilité, évolution temporelle et organisation multi-échelles. Leur étude vise à comprendre les liens entre structure, comportement mécanique et fonction, en s’appuyant sur des approches interdisciplinaires associant expérimentation, imagerie, modélisation et simulation numérique. Les activités de l’axe sont organisées autour de trois thèmes : Biomécanique et mécanobiologie humaine et animale ; Biomécanique et mécanobiologie végétale ; Matériaux Bois et Biosourcés.

Aspects majeurs de l’axe

Biomécanique et mécanobiologie humaine et animale

Les recherches en biomécanique et mécanobiologie humaine et animale portent sur la compréhension du comportement des cellules, des tissus biologiques et de leurs substituts, ainsi que sur le développement de dispositifs médicaux, de prothèses et d’orthèses. Elles s’appuient sur des collaborations étroites avec des équipes cliniques et des biologistes. Les approches développées prennent en compte les interactions multi-physiques, les phénomènes de transfert et les différentes échelles d’observation. Ces travaux s’articulent autour de trois approches interconnectées : (i) la caractérisation mécanique des cellules, des tissus biologiques et de leurs substituts ; (ii) l’étude de leur évolution en conditions physiologiques, pathologiques, traumatologiques ou liées au vieillissement, afin de mieux comprendre les mécanismes de croissance, remodelage, morphogenèse ou de dégradation tissulaire ; (iii) le développement, l’évaluation et l’optimisation de dispositifs médicaux, en particulier les dispositifs implantables, les prothèses ou les orthèses. Les applications concernent principalement les systèmes cardiovasculaire, articulaire, musculosquelettique et cutané. Les retombées attendues sur la santé portent sur l’identification d’indicateurs de risque et de pronostic, l’aide au diagnostic ainsi que la prédiction et l’amélioration de la conception et des performances des dispositif médicaux.

Biomécanique et mécanobiologie végétale

Le thème biomécanique végétale se concentre essentiellement sur l’étude de l’arbre. Il s’intéresse à la formation du bois et son impact sur les stratégies écologiques des espèces. Depuis plus de 20 ans, le LMGC explore les mécanismes de maturation cellulaire qui permettent aux arbres de contrôler leur posture. Grâce à des approches interdisciplinaires (histologie, microscopie, modélisation multi-échelle), l’équipe a développé des modèles expliquant la mise en tension de la cellulose et la rigidification des parois, influençant la courbure des arbres. Initialement étudiés sur le peuplier, ces travaux ont été étendus à diverses espèces en Guyane, en collaboration avec EcoFoG, révélant le rôle clé de l’écorce chez certaines espèces. Récemment, l’accent a été mis sur la mécanobiologie du cambium, analysant l’interaction entre la pression de turgescence des cellules et celle de l’écorce, essentielle à la croissance. Ces recherches allient expérimentations et modélisations, en partenariat avec le PIAF à Clermont-Ferrand. Enfin, avec EcoFoG, l’équipe étudie comment les propriétés du bois, modulées durant la croissance, influencent les stratégies écologiques des arbres en Guyane.

Matériaux Bois et Biosourcés

L’activité du thème Matériaux Bois et Biosourcés est centrée sur la caractérisation et la modélisation du comportement physico-mécanique, instantané et différé, de ces matériaux. La démarche scientifique s’appuie sur une approche multi-échelle, de la paroi cellulaire des fibres jusqu’au tissu ou au pli élémentaire, puis à la planche ou au composite. Elle s’intéresse également à la diversité des bois, en lien avec le CIRAD, et fibres végétales, afin de mieux comprendre et de valoriser leurs usages, depuis leur formation dans l’arbre ou la plante jusqu’à leurs applications comme matériau ou comme fibre de renfort, en lien avec l’axe 1 pour des applications en structure et leur durabilité. Les recherches de cette thématique se situent au croisement de la mécanique, de la biologie végétale, de la physique et des sciences humaines (culture et patrimoine), avec une attention particulière portée aux enjeux environnementaux et à la valorisation durable des ressources forestières et agricoles dans une optique de valorisation des matériaux bois et biosourcés, répondant aux enjeux multiples de stockage de carbone et de substitution aux matériaux à fort impact environnemental.

Biomécaniques, Bois, Matériaux Biosourcés

Animateurs d'axe :

Tancrède Alméras
Patrick Cañadas

Article dans une revue

2026

ref_biblio: Petrova Anna, Gorshkova Tatyana, Liudmila Kozlova. Mechanisms of intrusive growth of secondary xylem fibers in flax ( Linum usitatissimum L.). Journal of Experimental Botany, 2026, ⟨10.1093/jxb/erag412⟩. ⟨hal-05748765⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Chiara Antonini, Matteo Raggi, Caro Anne-Sophie, Sarah Iaquinta, Danilo Demarchi, et al.. Pelvic Floor Muscle Electromyography in Natural Delivery: A Scoping Review. IEEE Access, 2026, 14, pp.92226-92245. ⟨10.1109/ACCESS.2026.3704395⟩. ⟨hal-05667811⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: R. Anwar, Jonaz Vasquez-Villegas, Simon Le Floc’h, Pascale Royer, Nadia Bahlouli, et al.. On the Hyperelastic Behavior of the Boar Diaphragmatic Tendon Membrane by Inflation Tests and Modeling. Experimental Mechanics, 2026, ⟨10.1007/s11340-026-01300-7⟩. ⟨hal-05622787⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Thomas Boursat, Tancrède Alméras, Jonathan Barès, Léonie Molaro-Maqua, Liudmila Kozlova, et al.. The stressful mechanical environment of cambial growth: balance between turgor pressure and tissue stress applied by bark in lime tree. Trees – Structure and Function, 2026, 40 (4), pp.94. ⟨10.1007/s00468-026-02797-0⟩. ⟨hal-05681082⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Anne-Sophie Caro, André Chrysochoos, Sarah Iaquinta, Grégory Chagnon. Modeling of nonlinear viscoelasticity and stress softening in soft tissues. European Journal of Mechanics – A/Solids, 2026, 115, pp.105818. ⟨10.1016/j.euromechsol.2025.105818⟩. ⟨hal-05229634⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Paul Cathelineau, Julie Bossu, Damien André, Stéphane Corn, Romain Léger, et al.. Amazonian palms as underestimated crops: Elastic properties of leaflets revealed by digital image correlation combined with tensile testing. Industrial Crops and Products, 2026, 245, pp.123248. ⟨10.1016/j.indcrop.2026.123248⟩. ⟨hal-05613231⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Likang Chen, Gabriele Tamagnone, Lin Wan-Wendner. Review of wood species and material characteristics of mass timber for structural applications. Low-carbon Materials and Green Construction, 2026, 4 (1), pp.8. ⟨10.1007/s44242-026-00104-1⟩. ⟨hal-05618936⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Youssef El Moussi, Laurent Clerc, Jean-Charles Bénézet. Development of hybrid straw-husk bio-based concretes for building applications: Impact of binary and ternary mixtures on hygrothermal and mechanical performance. Construction and Building Materials, 2026, 525, pp.146386. ⟨10.1016/j.conbuildmat.2026.146386⟩. ⟨hal-05598979⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Fabian Jörg Fischer, Jérôme Chave, Amy Zanne, Tommaso Jucker, Alex Fajardo, et al.. Beyond species means – the intraspecific contribution to global wood density variation. New Phytologist, 2026, 249 (6), pp.2630-2651. ⟨10.1111/nph.70860⟩. ⟨hal-05463866⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Colin Guenser, Pierre Morenon, Nathalie Domede, Stéphane Corn, Marie Salgues. Modelling fire-induced damage in limestone masonry walls using thermomechanical finite and discrete element method approaches. Fire Safety Journal, 2026, 160, pp.104600. ⟨10.1016/j.firesaf.2025.104600⟩. ⟨hal-05471053⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Franck Jourdan. Analytical and numerical study of the radial compression of a helical spring: Relationship between diameter variation, elongation and radial force. European Journal of Mechanics – A/Solids, 2026, 117, pp.106026. ⟨10.1016/j.euromechsol.2026.106026⟩. ⟨hal-05483363⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Matthieu Lalevée, Louis Dagneaux, François Lintz, Cesar de Cesar Netto. Flatfoot: New diagnostic modalities. Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research, 2026, 112 (1), pp.104415. ⟨10.1016/j.otsr.2025.104415⟩. ⟨hal-05594821⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Aubin Normand, Vincent Keryvin, Olivier Arnould, Aude L Lereu, Anne Charrier. Extracting wood elastic constants at the level of the cell wall layers by nano-indentation with atomic force microscopy. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2026, 208, pp.109923. ⟨10.1016/j.compositesa.2026.109923⟩. ⟨hal-05623900⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Arnaud Regazzi, Placide Uwizeyimana, Faiza Mnasri, Laurent Clerc, Geoffray Musial, et al.. Experimental and numerical investigation of the hygrothermal behaviour of various building limestones. Journal of Building Engineering, 2026, 120, pp.115477. ⟨10.1016/j.jobe.2026.115477⟩. ⟨hal-05505719⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Killian Toulgoat, Grégoire Sapey, Franck Augereau, Didier Laux, Olivier Arnould, et al.. Fiber reinforced composites full elastic characterization with surface longitudinal waves, using ultrasonic laser interferometry. Ultrasonics, 2026, pp.108042. ⟨10.1016/j.ultras.2026.108042⟩. ⟨hal-05542703⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Norman Verschueren, Jean-Christophe Dupré, Meriam El Ouahabi, Delphine Jullien. Study of the mechanical behaviour of a 16th century wooden painted panel: Effect of the cradle on its shape. Journal of Cultural Heritage, 2026, 79, pp.15-23. ⟨10.1016/j.culher.2026.02.016⟩. ⟨hal-05621940⟩
Accès au bibtex

Communication dans un congrès

2026

ref_biblio: Sandrine Bardet, Camille Martinet, Cédric Montero, Miyuki Matsuo-Ueda. Preliminary study of physical and mechanical properties of oak wood from the medieval and contemporary framework of Notre- Dame-de-Paris. 76th Annual Meeting of Japanese Wood Research Society, Mar 2026, Hiroshima, Japan. ⟨hal-05610239⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Beatrice Bisighini, C. Cavinato, Sarah Iaquinta, A. S. Caro-Bretelle, Baptiste Pierrat. Multiscale Assessment Of The Mechanical Behaviour Of Perineal Tissues Via Experimental Testing And Structural Analysis. Euromech 670 – Breaking Barriers in Soft Tissue Research: Collaborative Insights and Future Directions, Apr 2026, Rennes, France. ⟨hal-05633121⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Sabine Cantournet, A. S. Caro-Bretelle, André Chrysochoos, Chloé Dupray, Sarah Iaquinta, et al.. Comportement dissipatif des tissus mous en grandes transformations : couplage viscoélasticité–effet Mullins. Mois des GT Mécamat – GT Grandes transformations, Jun 2026, [En ligne], France. ⟨hal-05655057⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Alexis Da Rocha, Simon Le Floc’h, C. Cavinato, Anaïs Lavrand, Halima Kerdjoudj, et al.. Preliminary results on a physical model of soft tissue for characterizing hydro-chemical-mechanical couplings. Euromech colloquium 670 Breaking barriers in soft tissue research: collaborative insights and future directions, Apr 2026, Rennes, France. ⟨hal-05612579⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Lucas Darnon, Franck Cevaer, Placide Uwizeyimana, André Chrysochoos, Cédric Montero. Impact des montants structurels sur la performance thermique des murs à ossatures en bois. RUGC 2026 – 44èmes Rencontres Universitaires de Génie Civil de l’AUGC, Association Universitaire de Génie Civil, May 2026, Toulouse, France. pp. 1048-1055. ⟨hal-05636156⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Chloé Dupray, Sabine Cantournet, Pierre Kerfriden, Sarah Iaquinta, A. S. Caro-Bretelle. Mechanical Modelling of the Internal Anal Sphincter under Tensile Loading for Birth-Injury Prediction. Euromech 670 – Breaking Barriers in Soft Tissue Research: Collaborative Insights and Future Directions, European Mechanics Society, Apr 2026, Rennes, France. ⟨hal-05618305⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Francis Faux, Nicolas Sutton-Charani, Sarah Iaquinta, A. S. Caro-Bretelle. Dynamical 2D-DFA for movement analysis in obstetrics. MOCO ’26 – The 10th International Conference on Movement and Computing 2026, Apr 2026, Montpellier, France. 5 p., ⟨10.1145/3802842.3802888⟩. ⟨hal-05624779⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Eva Héripré, Olivier Arnould. Imagerie par balayage pour la mécanique : Microscopie à Force Atomique (AFM) et Électronique à Balayage (MEB). Aussois 2026 : Images, Mécanique et Matériaux, MECAMAT, Jan 2026, Aussois, France. ⟨hal-05478996⟩
Accès au bibtex

ref_biblio: Jamila Taibi, Martian Asseko Ella, Jing Wang, Monica Francesca Pucci, Nicolas Le Moigne, et al.. Recycling fibre reinforced elium® composites by solvolysis: surface characterization and functionalization of recovered fibres. MoDeSt 2026 – The 12th International Conference on Modification, Degradation and Stabilization of Polymers, Aug 2026, Lyon, France. ⟨hal-05738775⟩
Accès au bibtex

2025

ref_biblio: Colin Guenser, Pierre Morenon, Nathalie Domede, Stéphane Corn, Marie Salgues. Méthode d’homogénéisation numérique du matériau maçonnerie appliquée au diagnostic post-incendie de Notre-Dame de Paris. JNM 2025 – 5ème édition des Journées Nationales de la Maçonnerie, Jun 2025, Bordeaux, France. ⟨hal-05508624⟩
Accès au bibtex

Cours

2026

ref_biblio: Olivier Arnould. An introduction to Mechanical measurement using AFM Principles of the most widespread modes (and beyond). Doctoral. Autrans, France. 2026. ⟨hal-05691223⟩
Accès au texte intégral et bibtex

Poster de conférence

2026

ref_biblio: Blaise Fouedjou Njoya, Urbain Nzotcha, Joseph Voufo, Eric Rosenkrantz, Franck Augereau, et al.. Caractérisation des bois locaux du Cameroun pour la conception des pico turbines crossflow. Conférence sur les Eco-Matériaux en Afrique (CEMA’2026), Jun 2026, Yaoundé, Cameroun. ECOMAT-AFRICA, 1 p., 2026, ⟨10.1016/j.rser.2017.06.084.[3⟩. ⟨hal-05702990⟩
Accès au texte intégral et bibtex

Pré-publication, Document de travail

2026

ref_biblio: Tancrede Almeras, Liudmila Kozlova, Ari Désormeaux, Yann Boursiac, Bruno Clair. Osmo-mechanical regulation of radial growth in constrained tree stems. 2026. ⟨hal-05738056⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Loriane André, Sarah Iaquinta, Stephane Perrey, Caro Anne-Sophie, Christiane Wagner-Kocher. Toward mechanical markers of muscle state exercise: combining ex vivo and in vivo approaches. 2026. ⟨hal-05738160⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Rami Ardati, Patrick Cañadas, Tancrede Almeras, Julien Averseng. Mitosis axis impact on tissue morphogenesis using an extended ACAM numerical model. 2026. ⟨hal-05738055⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Beatrice Bisighini, Cristina Cavinato, Sarah Iaquinta, Caro Anne-Sophie, Baptiste Pierrat. Multi-scale assessment of the time-dependent mechanical behavior of perineal tissues via experimental testing and structural analysis. 2026. ⟨hal-05738153⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Thomas Boursat, Tancrede Almeras, Jonathan Barés, Léonie Molaro-Maqua, Liudmila Kozlova, et al.. Tree growth: when turgor pressure fights against the bark. 2026. ⟨hal-05738059⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Cristina Cavinato, Mathieu Simon, Baptiste Pierrat. Mechanics of intramural injection-driven delamination in the thoracic aorta. 2026. ⟨hal-05738151⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: André Chrysochoos, Loïc Daridon, Mathieu Renouf. An extended energy-based cohesive zone model to depict anisotropic degradation of elastic-brittle interface. 2026. ⟨hal-05503492⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Romain Gayraud, Cristina Cavinato, André Chrysochoos, Simon Le Floc’h. Towards a unified view of growth and remodeling models of soft tissues: a comparative review of theoretical frameworks. 2026. ⟨hal-05738058⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Karel Levaique, Sarah Iaquinta, Jonathan Barés, Jérôme Chambert, Emmanuelle Jacquet, et al.. From palpation to quantification: a multi-phase indentation protocol to assess soft tissue viscoelasticity. 2026. ⟨hal-05738145⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: Morgane Miele, Etienne Malachanne, Hervé Louche, Louis Dagneaux, Franck Jourdan. Physiological validation of a deep flexion knee platform and influence of quadriceps force direction. 2026. ⟨hal-05738078⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: El Farid Oussen, Christophe Goze-Bac, Maïda Cardoso, Marion Tardieu, Éric Alibert, et al.. Polyphasic plastisol phantoms fabricated by thermal fusion assembly for benchmarking magnetic resonance elastography inversion methods. 2026. ⟨hal-05627557⟩
Accès au texte intégral et bibtex

ref_biblio: El-Farid Oussen, Franck Jourdan, Valentin Favier, Julien Boetto, Maïda Alibert Eric Cardoso, et al.. Ex-Vivo Magnetic Resonance Elastography (MRE) : Assessing Structural Heterogeneity in Meningiomas. 2026. ⟨hal-05738140⟩
Accès au texte intégral et bibtex