THÈSE

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la visco-élasticité du système musculo-squelettique : ces paramètres, nécessaires pour
des mouvements très rapides ou avec impacts, sont estimés par des approches complexes
(121; 181; 118).
Au cours de ces dernières décennies, l’approche par modélisation et simulation a été
utilisée avec succès sur différentes activités telles que le squat jump (18; 67; 122), le pédalage
(117; 166), les acrobaties aériennes (185; 182; 180) ou autres mouvements gymniques
(183; 86; 69). Les mouvements sont souvent considérés comme planaires avec des chaînes
cinématiques courtes. Il s’agit par exemple de regrouper la tête, le tronc et les membres
supérieurs.
Lors du pagayage, l’ensemble des segments corporels est sollicité pour la création d’une
force propulsive à l’extrémité de la pagaie. Les membres inférieurs mettent en rotation le
pelvis. Le thorax pivote encore de façon à augmenter l’amplitude du mouvement. Les
membres supérieurs, par une gestuelle asymétrique et alternée, assurent une trajectoire
adéquate de la pagaie. A cette complexité géométrique s’ajoutent des boucles fermées au
niveau des membres inférieurs et supérieurs.
Les étapes proposées pour simuler le mouvement de pagayage sont les suivantes :
1. Définir un modèle mécanique (géométrique et dynamique) du kayakiste et de
l’ergomètre (i.e. le frein aérodynamique et le chariot),
2. Définir des tâches cinématiques simples caractérisant le mouvement de pagayage
et les techniques individuelles, puis des fonctions d’approximation de ces tâches,
3. Résoudre le problème de cinématique inverse pour obtenir des trajectoires cycliques,
4. Résoudre le problème de dynamique directe à partir des trajectoires articulaires
imposées, c’est-à-dire simuler les déplacements du chariot en fonction des forces
créées aux extrémités de la pagaie et de la tension de l’élastique entre le chariot et
le bâti,
5. Résoudre le problème dynamique inverse du système athlète-pagaie pour connaître
les efforts articulaires.
Cette première simulation du mouvement de pagayage va être largement simplifiée.
Notre choix s’est orienté vers l’utilisation de HuMAnS, logiciel de simulation en open
source développé par l’INRIA (173). L’architecture du programme et le générateur symbolique
des équations du mouvement sont des aides précieuses. Notons que le modèle
géométrique et anthropométrique du kayakiste reste sommaire par rapport aux travaux
de la troisième partie du mémoire. Enfin, seule la dynamique articulaire est abordée ; la
simulation musculaire n’est pas intégrée aux algorithmes.