Le terme « os » désigne une famille de matériaux qui présentent des structures complexes organisées hiérarchiquement. Ces structures sont principalement adaptées à la variété des fonctions mécaniques que l’os remplit. Nous passons ici en revue les relations structure-mécanique d’un type structural osseux, l’os lamellaire. Il s’agit du type le plus abondant chez de nombreux mammifères, dont l’homme. Une unité lamellaire est composée de cinq sous-couches. Chaque sous-couche est un réseau de fibrilles de collagène minéralisées alignées. Les orientations de ces réseaux diffèrent dans chaque sous-couche par rapport aux axes des fibrilles de collagène et aux couches cristallines, de sorte qu’une structure complexe en forme de contreplaqué tourné est formée. Les fonctions spécifiques de l’os lamellaire, par opposition aux autres types d’os, n’ont pu être identifiées. Il est donc proposé que la structure lamellaire soit multifonctionnelle – le « béton » de la famille des matériaux osseux. Les propriétés mécaniques de l’os lamellaire mesurées expérimentalement montrent une anisotropie très nette par rapport à la direction de l’axe des os longs. Une comparaison des propriétés élastiques et ultimes des réseaux parallèles d’unités lamellaires formés dans l’os primaire et des structures ostéonales de forme cylindrique dans l’os secondaire montre que la plupart des propriétés mécaniques intrinsèques sont intégrées dans la structure lamellaire. Les principaux avantages de l’os ostéonal sont ses propriétés de fracture. La modélisation mathématique des propriétés élastiques basée sur la structure lamellaire et utilisant une approche de règle des mélanges peut simuler étroitement les propriétés mécaniques mesurées, fournissant une meilleure compréhension des relations structure-mécanique de l’os lamellaire.
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