Les travaux de recherche décrits ici visent à présenter quelques applications de la simulation numérique, et notamment de la méthode des éléments finis, dans le domaine de la biomécanique et en particulier pour la caractérisation de tissus biologiques et la proposition de biosubstituts. Dans ce mémoire, je tente tout d’abord de dresser une photographie instantanée des nombreuses méthodes expérimentales et numériques qui peuvent être mise à contribution dans ce domaine, tant pour prédire le comportement de tissus biologiques et leurs interactions avec leur environnement, que pour envisager des solutions de remplacement lorsqu’ils sont lésés. Je présente ensuite certains des travaux que j’ai menés en réponse à des questions cliniques, et qui concernent la reconstruction osseuse, la caractérisation du tissu osseux, la proposition de substituts pour le ligament ou encore le développement de biomatériaux pour l’os. Dans ces travaux, une attention particulière est portée à soumettre les résultats des simulations numériques à l’épreuve de la validation expérimentale. Dans une dernière partie de ce mémoire, je détaille mon projet de recherche articulé en deux axes : d’une part, la caractérisation des tissus biologiques fibreux pour des applications originales en biomécanique obstétrique, et d’autre part, le développement et la modélisation in silico de biosubstituts osseux. Ces activités futures continueront à s’inscrire dans un contexte fortement pluridisciplinaire en lien constant avec des applications cliniques.