Activités pédagogiques en bio-ingénierie

C’est avec plaisir que nous vous proposons une version remodelée des activités pédagogiques en bio-ingénierie! Vous trouverez ci-dessous la description des nouveaux cours, la démarche derrière les améliorations apportées ainsi que ce qui nous distingue ici à l’Université de Sherbrooke.

Activités pédagogiques

Quatre cours ont été développés pour la Concentration en bio-ingénierie et le Module de spécialisation en bio-ingénierie.

Pour les étudiants de génie mécanique (GME)

BGM721 — Biomécanique du mouvement (GME)

Cibles de formation :

Résoudre des problématiques en biomécanique du mouvement dans le domaine de la conception de produits, des sports et du biomédical; cibler l’anatomie et la physiologie normales et pathologiques des muscles du corps humain impliqués dans le mouvement; créer, à l’aide d’une méthode cohérente et systématique, des modèles mécaniques et électriques représentant les parties du corps humain impliquées dans le mouvement et leur fonctionnement normal et pathologique, à l’aide d’une méthode cohérente et systématique; mesurer et analyser un signal biomécanique de mouvement du corps humain normal et pathologique, à l’aide d’un instrument existant et d’étapes cohérentes et systématiques.

Contenu :

Anatomie : système musculaire des membres supérieurs et inférieurs, mouvement chez l’être humain et locomotion en tout genre; modélisation : méthode de modélisation, modèles de la protéine contractile musculaire, du mouvement humain, de la marche et/ou de la course; expérimentation : étapes d’expérimentation, mesures de force musculaire, d’électromyographie et d’analyse du mouvement (GPS, ergomètres, plateformes de forces, accéléromètres et/ou caméras optoélectroniques).

Exemple d’APP :

Déterminer les spécifications du moteur pour le développement d’un ergomètre (simulateur) pour course en fauteuil roulant.

BGM723 — Analyse de cas en bio-ingénierie (GME)

Cibles de formation :

Prédire le comportement et la performance d'un dispositif mécanique utilisé dans les domaines du sport, de l'orthopédie et de la réadaptation; modéliser la forme 3D d’un objet à géométrie complexe; créer des plans de cotation fonctionnelle fondés sur une analyse de risque détaillée et des calculs d'ingénierie; choisir le ou les matériaux les plus appropriés pour la conception des dispositifs; prototypage d'un dispositif.

Contenu :

Éléments d'anatomie et de physiologie de l'os; logiciels de calcul numérique; modélisation 3D; cotation fonctionnelle; analyse de risque; biomatériaux; conception détaillée; prototypage rapide 3D.

Exemple d’APP :

Conception détaillée d’une prothèse orthopédique ou d’un équipement sportif.

Pour les étudiants de génie mécanique, génie électrique et génie informatique (GME et GEGI)

BGM722 — Conception interdisciplinaire en bio-ingénierie (GME et GEGI)

Cibles de formation :

Identifier les spécifications fonctionnelles relatives à la conception d’un système biomédical; analyser un système biomédical en regard de ses spécifications fonctionnelles; concevoir un prototype conceptuel expérimental fonctionnel d’un système biomédical dans un contexte interdisciplinaire.

Contenu :

Introduction à la conception en bio-ingénierie: éléments d’anatomie et de physiologie; ergonomie, certification, contexte socio commercial, recherche de données pertinentes pour la conception en bio-ingénierie; conception de systèmes biomédicaux dans un contexte interdisciplinaire.

Exemple d’APP :

Conception préliminaire et certification d’un système biomédical.

BGE721 — Modélisation en conception d’instruments médicaux (GME et GEGI)

Cibles de formation :

Identifier les comportements et propriétés biologiques pertinents pour le fonctionnement d’un instrument médical; choisir et mettre en œuvre des techniques de modélisation du vivant et de traitement des signaux pour la conception d’un instrument médical; valider le fonctionnement d’un instrument médical et les techniques associées dans un environnement contrôlé.

Contenu :

Éléments d’anatomie et de physiologie; comportement mécanique ou électrique des tissus biologiques ou organes; modélisation linéaire et non linéaire en bio-ingénierie; identification de paramètres d’un modèle du vivant; traitement avancé de signaux biomédicaux (représentation par ondelettes, empirical mode decomposition (EMD), filtrage adaptatif); introduction à l’imagerie biomédicale.

Exemple d’APP :

Élaborer le modèle derrière l’élastosonographie mammaire pour la détection du cancer du sein

Démarche d’amélioration de la formation en bio-ingénierie

Avant de procéder à l’amélioration des activités pédagogiques, deux principales études ont été réalisées dans le but de bien saisir les besoins du marché et des étudiants :

  • Une étude de marché a été réalisée par le Département de génie mécanique pour connaître les besoins des entreprises œuvrant dans le domaine du génie biomédical et du sport;
  • Des sondages ont été réalisés auprès des anciens étudiants, étudiants actuels et futurs étudiants pour connaître les besoins, les attentes, les points forts et les points faibles de la formation offerte;

Ces études nous ont permis d’identifier les besoins à combler et les points forts à conserver de la formation.

Les besoins sont :

  • Mieux préparer les étudiants au marché du travail;
  • Apprendre à :

    • Modéliser et étudier, d’un point de vue physique et mathématique, le comportement du corps humain;
    • Planifier les étapes de commercialisation d’un produit médical (ex. : validation, stérilisation ou emballage);
    • Analyser les défaillances d’un produit biomédical
    • Être sensible aux normes de sécurité.

Les points forts étaient :

  • Concevoir des nouveaux produits ou améliorer des produits existants en contact ou en interaction avec l’humain ou qui s’en inspire;
  • Gérer des projets en considérant la complexité de concevoir pour l’humain dans une équipe interdisciplinaire;
  • Bases solides en génie mécanique (ou électrique/informatique) avec une spécialisation en bio-ingénierie;
  • Interdisciplinarité;
  • Format d’apprentissage hybride APP-magistral.

Ainsi, les nouveaux cours incluent ces besoins et points forts.

Ce qui nous distingue

Cinq stages rémunérés

Cinq stages obligatoires, rémunérés et pouvant être réalisés dans n’importe quel domaine du génie mécanique et du génie électrique, dont la bio-ingénierie.

Bases solides
Une formation pour devenir, d’abord et avant tout, un ingénieur mécanique, un ingénieur électrique ou un ingénieur informatique, en plus d'obtenir une spécialisation en bio-ingénierie. Ainsi, cette formation offre une multitude de débouchés, en plus d'être très prisée par les entreprises.

Couleur « conception »
Des cours élaborés pour préparer le futur ingénieur à développer ses compétences en conception dans le domaine de la bio-ingénierie ainsi qu’un projet de conception d'envergure d’une durée de 24 mois, réalisé en équipe.

Programme interdisciplinaire
Un corps professoral multidisciplinaire par une collaboration étroite entre le Département de génie mécanique, le Département de génie électrique et de génie informatique et la Faculté de médecine et des sciences de la santé.

Format d'apprentissage unique
Un format unique d'apprentissage par petits groupes incluant l'enseignement magistral et l'apprentissage par problèmes (APP).