#Portrait : Stéphane Avril, la mécanique au service du vivant

Rien ne destinait Stéphane Avril à la recherche biomédicale. Ingénieur en mécanique, docteur diplômé en 2002 de l’École des Mines de Saint-Étienne, il débute sa carrière dans l’étude de la résistance des matériaux composites, notamment pour l’aéronautique. « À la base, je viens de la mécanique du solide », rappelle-t-il. Très tôt pourtant, un tournant s’opère.Après l’obtention de son doctorat, le chercheur, devenu maître de conférences aux Arts et Métiers, s’intéresse à des techniques d’imagerie innovantes permettant d’observer la déformation des matériaux sans contact. Un séjour en Angleterre, à la Loughborough University en 2006, agit comme déclencheur : il y expérimente l’imagerie médicale pour mesurer les déformations des tissus biologiques. « Faire de la mécanique sur le vivant représentait un défi scientifique fascinant », confie-t-il. De retour en France, il rejoint l’École des Mines de Saint-Étienne, aujourd’hui une école de l’Institut des Mines Télécom (IMT), et fonde une équipe dédiée à la biomécanique, avec pour objectif principal de caractériser l’élasticité des tissus vivants grâce à l’imagerie couplée à la modélisation numérique. Rapidement, les demandes de collaborations cliniques affluent, en particulier en chirurgie vasculaire, confirmant la pertinence de cette approche encore émergente à l’époque. 

Au fil des années, les recherches de Stéphane Avril s’organisent autour de deux piliers complémentaires : l’expérimentation par imagerie et la modélisation numérique. L’aorte devient l’un de ses principaux terrains d’application, notamment dans l’étude des anévrismes abdominaux, dont la rupture constitue une urgence vitale. « Nous avons beaucoup travaillé sur l’élasticité des vaisseaux sanguins, pour notamment évaluer ce risque de rupture », explique-t-il. En combinant données issues de prélèvements hospitaliers, imagerie avancée et simulations numériques, son équipe parvient à modéliser avec une précision croissante le comportement mécanique des parois vasculaires, pour affiner la prise de décision clinique. De ces travaux émerge progressivement le concept de jumeau numérique personnalisé : une réplique virtuelle du patient capable d’anticiper l’évolution d’une pathologie ou de simuler l’impact d’une intervention. Une avancée majeure, qui ouvre la voie à une médecine plus prédictive, plus personnalisée et potentiellement plus sûre, pour les patients comme pour les équipes chirurgicales. 

Pour structurer cette dynamique, Stéphane Avril cofonde en 2016 l’unité Inserm Sainbiose, issue du rapprochement entre l’IMT Saint-Étienne, l’Université Jean Monnet de Saint-Étienne et la Faculté de médecine locale. Le nom n’est pas choisi au hasard et reflète l’ambition du projet : « créer une véritable symbiose entre biologistes et ingénieurs », souligne le chercheur. Devenu directeur de l’unité en 2024, après en avoir été le directeur adjoint, il pilote aujourd’hui une structure pluridisciplinaire explorant les interactions entre mécanique et vivant. Deux grands domaines d’application structurent les travaux : le cardiovasculaire et l’ostéoarticulaire, avec en toile de fond la compréhension fine des mécanismes physiopathologiques. Au cœur des recherches, la mécanobiologie étudie l’influence des contraintes mécaniques sur le fonctionnement cellulaire. « Nous analysons comment les forces se transfèrent aux cellules et comment celles-ci s’adaptent », résume Stéphane Avril. Une approche qui permet d’aborder aussi bien l’arthrose que les maladies vasculaires. 

Pour Stéphane Avril, la recherche ne s’arrête pas à la preuve de concept. Convaincu que l’impact clinique passe par la valorisation industrielle, il cofonde en 2017 la start-up PrediSurge aux côtés d’un chirurgien et d’un doctorant. Le logiciel développé exploite le scanner d’un patient pour sélectionner automatiquement l’endoprothèse la plus adaptée et planifier précisément son déploiement. « Entre la preuve de concept et un outil hospitalier opérationnel, les étapes sont nombreuses », souligne-t-il, évoquant notamment les validations cliniques et réglementaires indispensables. Fort de cette première expérience, il lance plus récemment KaomX avec d’anciens collaborateurs. L’entreprise développe un instrument de cartographie mécanique des matériaux mous basé sur la tomographie en cohérence optique, avec des applications en bio-impression et en ingénierie tissulaire. « Proposer une solution “clé en main” facilite grandement sa diffusion et son application sur le terrain », insiste le chercheur-entrepreneur. 

Si l’engagement de Stéphane Avril dans le domaine de la santé est d’abord né d’une curiosité scientifique, il s’est progressivement consolidé au contact des réalités cliniques. « Voir que nos travaux peuvent avoir une utilité concrète pour les patients est une source de motivation majeure », affirme-t-il. Aujourd’hui, ses recherches portent notamment sur le vieillissement mécanique des artères à l’échelle cellulaire dans le cadre du projet ERC JuvenTwin, afin d’identifier plus précocement les fragilités vasculaires. En parallèle, son équipe développe des jumeaux numériques pour optimiser la prise en charge des lymphœdèmes, une pathologie dans laquelle les stratégies thérapeutiques sont encore insuffisamment personnalisées. À la croisée de l’ingénierie, de la biologie et de la clinique, Stéphane Avril entend poursuivre le développement d’outils prédictifs toujours plus précis. Son parcours illustre la montée en puissance de la mécanobiologie dans la médecine contemporaine, et le rôle croissant des jumeaux numériques dans l’évolution des pratiques de soins. 

Le Grand Prix IMT-Académie des sciences, une reconnaissance majeure 

L’attribution, en 2025, du Grand Prix IMT–Académie des sciences vient consacrer le parcours de Stéphane Avril, à l’interface de l’ingénierie et de la médecine. Le jury salue des travaux « fondateurs en biomécanique », soulignant leur portée scientifique et clinique. Pour le chercheur, cette distinction « honore un ensemble de travaux » menés en étroite collaboration avec ses équipes et partenaires hospitaliers.

> Article paru dans Hospitalia #73, édition de mai 2026, à lire ici