Etude dynamique du controle postural

Study of dynamic postural control

• Auteur / Autrice : Olivier Vanel
• Direction : C. Ribreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique et physiologie du mouvement
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Le travail presente dans ce memoire a porte sur la mise au point d'un modele de controle dynamique postural. Cet etude a necessite plusieurs etapes qui sont decrites dans les differents chapitres. Dans un premier chapitre, une etude bibliographique des modeles biomecaniques du corps humain et des modeles de robots bipedes a ete menee. Celle-ci a permis une classification des modeles biomecaniques selon leur architecture mecanique. Une synthese des donnees biomecaniques publiees dans la litterature a ensuite ete realisee et fait l'objet du deuxieme chapitre. Un logiciel de calcul des grandeurs biomecaniques d'un sujet quelconque a ete developpe sur la base de cette synthese. Ce logiciel est presente en annexe. Dans le troisieme chapitre nous presentons un modele plan du corps humain de type pendule quadruple inverse avec pied fixe. Un logiciel de resolution du modele dynamique direct par un algorithme de runge-kutta d'ordre cinq a ete developpe et implemente sur pc. Une analyse de la chute libre dans le champ de pensanteur a ete menee grace a ce modele. Celle-ci a permis de mettre en evidence l'influence des parametres mecaniques (longueurs, positions des centres de gravite, masses et inerties segmentaires) ainsi que le role des limites articulaires sur le comportement dynamique du corps. Les resultats nous ont amenes a defionir une nouvelle notion appelee classes d'equilibre qui rend compte de la capacite du corps a maintenir la posture debout. Dans un quatrieme chapitre, nous definissons un modele mecanique tridimensionnel du corps humain ainsi qu'une architecture de controle/commande de la posture debout. Cette architecture corrige l'acceleration du centre de gravite du tronc et assure une bonne distribution des efforts exerces par les membres sur le tronc grace a la methode d'optimisation du simplexe. Des resultats de simulations permettent de valider cette approche en montrant que la posture debout peut etre maintenue en presence d'une perturbation exterieure ou d'un mouvement volontaire d'elevation des bras