THÈSE

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En effet l’ergomètre doit reproduire la dynamique du kayak. La mobilité du chariot est
une caractéristique essentielle ; elle permet d’approcher les accélérations et les décélérations
du cycle de pagayage. Pour estimer la pertinence de cette mobilité, la cinématique du
kayak est simulée au chapitre 3 après avoir identifié un modèle adapté de la résistance à
l’avancement. Ainsi la résultante dynamique est comparée selon trois conditions : chariot
mobile, chariot fixe et kayak.
Ces premiers chapitres mettent en évidence les limites actuelles de l’ergomètre. Il convient
d’améliorer le modèle anthropométrique et d’envisager une mesure tridimensionnelle des
efforts extérieurs. Néanmoins, il est possible d’exploiter certains paramètres mécaniques
simples et significatifs pour évaluer et différencier des kayakistes de haut niveau. Afin de
clore cette première partie, deux analyses sont développées au chapitre 4. Les athlètes
étudiés se différencient principalement par leurs forces de calage, exercées au cale-pieds
et à l’assise, et par les trajectoires des pales qu’ils produisent. Comme le mouvement des
membres inférieurs est peu contraint par la tâche à réaliser, les kayakistes utilisent des
stratégies de calage variées, parfois au faible rendement musculaire. Enfin, la simulation
d’avancement du kayak est réinvestie pour déterminer les modifications des trajectoires de
pales en fonction de la cadence.
La seconde partie du mémoire est constituée de quatre chapitres, numérotés de 5 à 8.
Une simulation de la dynamique du pagayage est proposée pour tester l’effet de différentes
modifications matérielles et techniques sur les efforts généralisés. Le chapitre 5 commence
par une description succincte de HuMAnS 2 , une boîte à outils de Scilab développée par
l’INRIA 3 Rhône-Alpes pour la simulation de mouvements (175). Les principes généraux
sont introduits. Des modèles cinématiques simples du pagayeur sont ensuite implémentés
dans HuMAnS.
Des tâches cinématiques sont par la suite définies pour caractériser la gestuelle de chaque
kayakiste (chapitre 6). Sont retenues la position et l’orientation de la pagaie, ainsi que la
rotation du pelvis et du thorax. Des séries de fonctions trigonométriques, indépendantes
de la cadence de pagayage, approximent ces tâches. Les coordonnées généralisées sont alors
obtenues par cinématique inverse.
Le chapitre 7 présente la dynamique du système. Un modèle du frein aérodynamique est
proposé ; il donne à tout instant la force au filin en fonction des coordonnées généralisées
et leurs dérivées. Le mécanisme est composé de roues d’inertie, d’une roue à ailettes (ventilateur)
et de deux enrouleurs montés sur roue libre. La cinématique du chariot est simulée
2 Humanoid Motion Analysis and Simulation
3 Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique