THÈSE

76 Chapitre 5. Le modèle géométrique dans HuMAnS
5.3 Le modèle géométrique du kayakiste sur ergomètre
5.3.1 Une géométrie simplifiée
Le modèle du système chariot-athlète-pagaie est conçu comme les modèles disponibles
dans HuManS à quelques nuances près. Pour pouvoir utiliser un unique modèle pour
l’ensemble des kayakistes, nous avons ajouté deux variables contenant des informations
spécifiques à chacun d’eux :
– Lo regroupe les longueurs segmentaires et l’écartement de mains sur la pagaie,
– Di apporte des informations anthropométriques (taille et masse) ainsi que la longueur
de la pagaie, la distance entre le cale-pieds et l’assise et la masse du chariot.
Ces données sont extraites de séquences cinématiques présentées dans la première partie.
D’autres dimensions du squelette sont calculées à partir du modèle proportionnel de Winter
(176). Le calcul des matrices et vecteurs des équations de la dynamique sont fonction des
variables d’état (positions et vitesses généralisées) et des variables Lo et Di.
L’étude qui suit pose plusieurs hypothèses simplificatrices sur le comportement du
kayakiste sur ergomètre ; chaque corps composant le système chariot-kayakiste-pagaie est
assimilé à un solide indéformable et chaque articulation entre les différents corps est considérée
comme parfaite, sans jeu ni frottement.
Dans cette première approche de simulation du mouvement de pagayage, le modèle
géométrique a été simplifié tout en permettant une cinématique proche d’une gestuelle
réelle. Nous allons développer ce modèle, résumé par le Tableau 5.1, en justifiant les choix.
Il est composé de 18 solides auxquels d’ajoutent 3 solides pour le frein aérodynamique ; le
solide racine (S 1 ) est le chariot. Le système chariot-athlète-pagaie est une structure à chaîne
fermée, c’est-à-dire que l’ensemble des corps rigides du système sont connectés entre eux
avec au moins une fermeture de boucle. Dans le domaine de la robotique, les manipulateurs
possédant une structure cinématique en boucle fermée, qualifiés de structures parallèles,
assurent, par rapport aux manipulateurs en boucle ouverte, une précision et une capacité
de charge supérieures. Par contre, ils ont en général un espace de travail plus limité du
fait de l’interférence entre les liaisons.
5.3.2 Les articulations
Le pelvis du kayakiste (S 2 ) est lié au chariot uniquement par une articulation rotoïde
d’axe vertical. En d’autres termes, les mouvements de translation, de roulis et de tangage
du pelvis sont ignorés. Bien que les kayakistes se déplacent en translation sur le siège, ces