Concepts et hypothèses des milieux continus : applications aux tissus et systèmes biologiques. Représentations tensorielle et matricielle. Cinématique de déformation : configurations lagrangienne et eulérienne. Tenseurs de déformation et de contrainte. Forces et moments internes, équations d'équilibre. Relations constitutives. Étude des états plans. Contraintes et déformations dans les membrures droites soumises aux chargements fondamentaux: axial, flexion et torsion. Principe de superposition, systèmes hyperstatiques. Défaillance des matériaux. Introduction à la mécanique des fluides newtoniens, statique et dynamique des fluides, écoulements sanguins.
Biomécanique du vivant de l'échelle macrométrique à l'échelle nanométrique. Viscoélasticité des tissus biologiques et caractérisation par tests mécaniques. Méthodes d'analyse du comportement mécanique des tissus biologiques par imagerie médicale. Champs de déformation par imagerie optique et échographie. Tomodensitométrie. Imagerie par résonance magnétique multiparamétrique et propriétés mécaniques. Élastographie par imagerie ultrasonore et par résonance magnétique. Mécanobiologie des tissus cartilagineux et osseux. Applications à la régénération tissulaire. Biomécanique de l'évolution biologique et optimisation des structures vivantes. Applications au design bio-inspiré et constructal. Thermodynamique hors d'équilibre. Bio-thermodynamique appliquée aux processus biologiques et au transport de masse dans les capillaires et les vaisseaux lymphatiques.

Introduction à la biocompatibilité et aux sciences des biomatériaux. Rappel de la réponse de l'hôte aux corps étrangers. Rôle du complément dans l'inflammation, réponse des macrophages et cascade de coagulation en présence de biomatériaux. Immunoisolation en thérapie cellulaire. Hémocompatibilité des implants cardio-vasculaires. Biocompatibilité des implants orthopédiques. Biocompatibilité des nanomatériaux. Neuroprothèses et implants électroniques. Nanodispositifs et senseurs biomédicaux. Biomatériaux émergents (matériaux à mémoire de forme, électroactifs, magnétostrictifs et piézoélectriques). Biomatériaux et infections nosocomiales.