Le mouvement segmentaire au service du déplacement dans la marche : analyse couplée des deux niveaux

par Antoine Marin

Thèse de doctorat en Sciences et techniques des activités physiques et sportives (STAPS)

Sous la direction de Armel Cretual.

Soutenue le 15-12-2014

à Rennes 2 , dans le cadre de École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (PRES) et de Laboratoire Mouvement Sport Santé (laboratoire) .

Le président du jury était Manh-Cuong Do.

Le jury était composé de Franck Multon.

Les rapporteurs étaient Christine Azevedo, Philippe Souères.

mots clés

• Cinématique inverse
• Évitement de collision
• Trajectoires locomotrices
• Cinématique
• Mécanique humaine
• Locomotion humaine
• Homme -- Attitude et mouvement
• Analyse du mouvement

Résumé

La marche est un mécanisme complexe impliquant l’élaboration de trajectoires dans des milieux divers et variés et la réalisation des mouvements segmentaires qui permettent de les parcourir. Elle est alors dépendante de l’environnement, des obstacles et autres individus qui le peuplent mais également des capacités physiques du corps humain. De part cette complexité, l’étude de la marche est généralement compartimentée en deux niveaux : la génération de trajectoires locomotrices d’une part et les mouvements des membres d’autre part. Ce travail vise à proposer un processus complet d’analyse de la marche, en s’intéressant au lien unissant les trajectoires locomotrices aux mouvements segmentaires. Dans un premier temps nous nous intéressons à la génération de trajectoires. Plus particulièrement, nous nous focalisons sur une situation de croisement entre deux piétons et sur les stratégies mises en place pour éviter la collision. Puis, nous portons notre attention sur la manière dont les endroits de pose de pieds sont influencés par la trajectoire. Cette analyse nous conduit à proposer un modèle de génération d’empreintes de pas. Enfin, nous nous intéressons à la générations des trajectoires articulaires menant au mouvement de marche. Par l’utilisation de la méthode de linéarisation locale nous proposons une nouvelle méthodologie pour la simulation de la marche à partir d’une entrée unique : la prochaine empreinte pas

mots clés

• Inverse kinematics
• Obstacle avoidance
• Trajectory generation

Titre traduit

Walking movement and trajectory : a combined analysis of the two levels

Résumé

Walking is a complex mecanism involving trajectories generation in various environments and motion generation in order to follow the path. Then, it is dependent on environment, obstacles and peoples moving around but also on body capabilities. This complexity lead scientits to split walking analysis in two levels : trajectory generation in one hand, and motion generation in the othe hand. This work aim to provide a global walking analysis processus by linking trajectorires and motion generation. First, we explore walking trajectories throw a particular situation : pedestrians crossing. Here we take interest in trajectories and speed adaptations. Then, we sink for the link between trajectory and heelstrike. It lead us to develop a model for heelstrike generation based on trajectory. Finally, we take interest in walking motion simulation. By the use of local linearization, we provide a new methodology for joints joints angles generation