Développement d’une nouvelle méthodologie d’analyse in situ du mouvement en cyclisme : apport des centrales inertielles pour l'estimation de la cinématique articulaire

par Sébastien Cordillet

Thèse de doctorat en Sport

Sous la direction de Benoit Bideau et de Guillaume Nicolas.

Soutenue le 17-12-2019

à Rennes 2 , dans le cadre de École doctorale Éducation, langages, interactions, cognition, clinique (Nantes) , en partenariat avec Université Bretagne Loire (COMUE) et de Laboratoire Mouvement Sport Santé (laboratoire) .

Le président du jury était William Bertucci.

Le jury était composé de Laetitia Fradet, Violaine Sevrez.

Les rapporteurs étaient William Bertucci, Philippe Rouch.


  • Résumé

    L’analyse du mouvement de pédalage est un sujet largement étudié dans la littérature scientifique. Pourtant, la majorité des études est réalisée en laboratoire dans des conditions pouvant être éloignées des conditions réelles de pratique. Les centrales inertielles miniaturisées constituent une alternative prometteuse aux systèmes optoélectroniques utilisés en laboratoire, mais elles présentent aussi des verrous nécessitant des développements méthodologiques spécifiques que nous proposons d’aborder dans ce travail de thèse. Ainsi, une première étude s’est intéressée à la calibration « centrale à segment » qui permet d’apporter une signification fonctionnelle aux angles estimés à partir de centrales inertielles. Les résultats mettent en évidence une méthode de calibration dédiée au cyclisme qui permet d’estimer les angles articulaires avec justesse et précision. Le mouvement de pédalage étant par nature cyclique, il est nécessaire d’identifier certains évènements comme les points morts. La seconde étude visait donc à développer une méthodologie d’identification des points morts en ayant recours uniquement aux centrales fixées sur les segments. Enfin, une dernière étude montrait la faisabilité d’une mesure in situ en estimant les angles articulaires des membres inférieurs lors d’un contre-la-montre. Cette mesure intégrative montre que la cinématique évolue avec la distance et qu’elle est affectée par les conditions de courbures (lignes droites et virages) et la latéralité. Ce manuscrit propose des méthodes d’analyse ainsi que des recommandations en vue d’études futures sur le mouvement de pédalage en condition in situ.

  • Titre traduit

    Development of new methodology for in situ motion analysis of cycling : contribution of inertial measurement units for joint kinematics assessment


  • Résumé

    The analysis of pedaling motion have been largely studied in scientific literature. Yet most studies are performed in a laboratory with conditions that may differ from the field. Inertial measurement units are a promising alternative to optoelectronic systems used in the laboratory, but they also present limitations requiring specific methodological developments that we propose to address in this PhD thesis. Thus, the first study was focused on the sensor to segment calibration methods which makes it possible to give a functional significance to the angles obtained from IMU. The results highlight a dedicated calibration method for cycling application that allows an accurate and reproducible estimation of joint angle. The pedaling motion is cyclic by definition and requires to identify specific events such as dead centers. The second study aimed to develop a methodology to detect dead centers based only on sensors fixed on the lower limbs. Finally, the last study showed the feasibility of in situ measurement with the estimation of lowers limbs joint angles during a time trial. This integrative measurement exhibits the evolution of kinematic parameters in relation with distance but also with the curvatures conditions (curved or straight sections) or laterality. This manuscript proposes novel methods of analysis for future experimentations that could evaluate pedaling motion in ecological context.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2019 par Université Rennes 2 à Rennes

Développement d'une nouvelle méthodologie d'analyse in situ du mouvement en cyclisme : apport des centrales inertielles pour l'estimation de la cinématique articulaire


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Informations

  • Sous le titre : Développement d'une nouvelle méthodologie d'analyse in situ du mouvement en cyclisme : apport des centrales inertielles pour l'estimation de la cinématique articulaire
  • Détails : 1 vol. (180 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 154-166
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