Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que

Monsieur Vincent HERNANDEZ

Doctorant au Laboratoire HANDIBIO, rattaché à l’école doctorale 548 « Mer et Sciences », sous la direction de Pr. GORCE Philippe, Professeur, Université de Toulon et Dr. REZZOUG Nasser, Maître de conférences HDR, Université de Toulon soutiendra publiquement sa thèse en vue de l’obtention du doctorat STAPS Spécialité : Biomécanique sur le thème suivant :

Le mardi 06 décembre 2016 à 11h00, à l’Université de Toulon, Campus de La Garde, Bâtiment K– Salle K020

devant un jury composé de :

• Dr. DUMAS Raphaël, DR-HDR, IFSTTAR, Université Claude Bernard Lyon 1, Rapporteur
• Dr. GUIRAUD David, DR-HDR, LIRMM, Université de Montpellier, Rapporteur
• Pr. CHABRAND Patrick, Professeur, Université d’Aix-Marseille, Examinateur
• Dr. VENTURE Gentiane, Associate professor, Université TUAT Tokyo, Examinateur
• Pr. GORCE Philippe, Professeur, Université de Toulon, directeur
• Dr. REZZOUG Nasser, Maître de conférences HDR, Université de Toulon, co-directeur

Résumé

Modélisation et validation d’indices biomécaniques de capacité de génération de force du membre supérieur

Application à la propulsion en fauteuil roulant

Dans les domaines de la réhabilitation, des sciences du sport et de l’ergonomie, l’évaluation des capacités de génération de force (CGF) peut aider à mieux comprendre les capacités motrices humaines. Le but de cette thèse a été d’évaluer les CGF du membre supérieur prédites au moyen de deux types de formalismes. Le premier provient du domaine de la robotique et a été utilisé pour déterminer l’ellipsoïde de force normalisé (EFN) et biomécanique (EFB), le polytope de force normalisé (PFN) et biomécanique (PFB). Pour une posture, ils sont calculés à partir d’un modèle polyarticulé du membre supérieur et de données sur les couples articulaires isométriques maximaux. Le second type fait appel à un modèle musculo-squelettique afin de représenter les CGF sous la forme d’un polytope de forces (PFMS). Tous ces modèles ont été comparés à un polytope de forces mesurées (PFM). Pour le construire, les forces maximales isométriques exercées par le membre supérieur au niveau de la main ont été évaluées dans vingt-six directions différentes. Enfin, le PFMS a été appliqué dans le cadre de la propulsion en fauteuil roulant afin de caractériser l’application des forces lors de cette tâche et un nouvel indice d’évaluation de la performance postural (IPP) a été proposé.

Mots clés  : Biomécanique, Membre supérieur, Modèle musculosquelettique.

Evaluation and validation of upper-limb force feasible set indices

Application to manual wheelchair propulsion

In fields like rehabilitation, sports sciences and ergonomics, the evaluation of the force feasible set (FFS) of the human limbs may help to better understand the human motor abilities. The aim of this thesis was to compare the upper-limb force capacity at the hand predicted by two different kinds of FFS formalisms. The first one originating from the robotics field was used to compute the force ellipsoid (FE), scaled force ellipsoid (SFE), force polytope (FP) and scaled force polytope (SFP). For one posture, they are computed from the upper-limb model and hypotheses and data on maximum isometric joint torques. The second one permitted to compute the FFS modeled as a force polytope from a musculoskeletal model (MSFP). All the previously mentioned models were compared with a measured force polytope (MFP). To construct it, the maximum isometric forces exerted at the hand were assessed in twenty-six directions of the Cartesian space. Then, the MSFP was applied to the manual wheelchair propulsion in order to characterize the forces applied on the handrim during this task and a new evaluation index of postural performance (IPP) was also introduced.

Keywords : Biomechanics, Upper-limb, Musculoskeletal model.