2019-2020 / GBIO0022-1

Biomimicry

Durée

15h Th, 45h Proj.

Nombre de crédits

 Master : ingénieur civil biomédical, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité5 crédits 
 Master en biologie des organismes et écologie, à finalité3 crédits 

Enseignant

Philippe Compère, Liesbet Geris, Tristan Gilet, Davide Ruffoni

Coordinateur(s)

Tristan Gilet

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement durant l'année complète, avec partiel en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

"Ceux qui s'inspirent d'un modèle autre que la Nature, maîtresse au dessus de tout maître, travaillent en vain." Léonard de Vinci
En trois milliards d'années d'évolution, la nature a eu l'occasion d'inventer une incroyable variété de mécanismes permettant au vivant de se développer. Ces mécanismes sont particulièrement robustes, puisque les conditions dans lesquelles ils sont utilisés sont fortement variables. La Nature a fait des choix techniques qui lui sont propres, elle utilise des techniques de fabrication inédites, souvent complètement différentes des techniques de l'ingénieur: matériaux souples, microstructures, croissance différentielle des tissus, capacités d'auto-regénération, etc. Dans ce cours, les biologistes et les ingénieurs vont, ensemble, observer attentivement, comprendre en profondeur et tenter de copier fidèlement les réalisations de la Nature. Dans un premier temps, plusieurs exemples existants de biomimétisme seront présentés par les professeurs. Diverses techniques pour travailler à l'interface entre la biologie, l'ingénierie et la physique seront également décrites. La seconde partie du cours sera dédiée aux projets.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme du cours, les étudiants auront une vue d'ensemble du biomimétisme et de nombreux exemples fructueux s'y rapportant. De plus, ils sauront s'inspirer des solutions techniques choisies par la Nature et les transposer pour développer des applications industrielles originales.


Plus spécifiquement, les étudiants seront capables:

  • d'obtenir des informations pertinentes sur une structure biologique, et d'en comprendre les fonctions et contraintes (tant physiques que biologiques)
  • de concevoir et d'étudier un modèle physique (expérimental ou numérique) qui réplique le fonctionnement d'une structure biologique, et
  • de présenter les résultats de cette étude de manière scientifique.
Enfin, les étudiants apprendront à travailler dans une équipe multi-disciplinaire impliquant biologistes et ingénieurs.

Savoirs et compétences prérequis

Prérequis: Bachelier en Sciences ou Sciences Appliquées

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours est organisé selon le schéma 15+45 (15h de théorie et 45h de projet). La partie ex-cathedra comprend environ 8 exposés généraux. Les étudiants devront mener à bien un projet dans lequel ils étudieront d'abord une curiosité du monde vivant en combinant les points de vue du biologiste et de l'ingénieur. Ils caractériseront tout d'abord la structure biologique ainsi que ses fonctions et contraintes (informations obtenue dans la littérature scientifique et/ou par des observations personnelles). Ils concevront ensuite un modèle physique (expérimental ou numérique) qui reproduit une caractéristique sélectionnée du système biologique. Ils étudieront le comportement de ce modèle et présenteront leurs résultats de manière scientifique. Une liste de sujets sera proposée au début de l'année. Les projets seront réalisés en groupes de 2 à 5 étudiants. Si possible, chaque groupe comprendra au moins un biologiste et un ingénieur.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Le cours n'est pas basé sur un unique ouvrage de référence existant. Il représente plutôt une synthèse de nombreux ouvrages et publications récentes. A la fin de chaque cours, plusieurs lectures couvrant les notions abordées dans l'exposé seront recommandées.

Modalités d'évaluation et critères

Seul le projet est soumis à évaluation. Celle-ci se basera sur une présentation orale finale et un rapport écrit. Les critères et dates d'évaluation seront communiquées aux étudiants en temps utile. Une présentation intermédiaire (informative) sera organisée à mi-chemin.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

L'horaire du cours et le lieu sont à fixer, selon les disponibilités des étudiants et des professeurs. Le cours débutera début octobre. Une version électronique des notes de cours et transparents sera disponible sur Dropbox.

Contacts

Philippe Compère (B6c - pcompere@uliege.be )
Liesbet Geris (B52 - Liesbet.Geris@uliege.be )
Davide Ruffoni (B52 - druffoni@uliege.be )
Tristan Gilet (B52 - Tristan.Gilet@uliege.be )