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Thèse soutenue

Analyse des forces musculaires au cours de la marche : approche en corps rigide et simulation en mécanismes plans flexibles par éléments finis

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Auteur / Autrice : Valérie Berry-Kromer
Direction : Michel Gueury
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Ce travail s'inscrit dans le projet européen calies, dont l'objectif est de rétablir la locomotion de patients paraplégiques par stimulation électrique directe de leurs muscles. La première partie porte sur l'analyse et l'évaluation des forces musculaires agissant au cours de la marche normale. Le modèle musculaire retenu est celui de Hill. Les moments aux articulations sont obtenus par une étude dynamique inverse, à partir d'une description cinématique du mouvement. Le problème de synergie musculaire est résolu selon deux méthodes d'optimisation statique, la première consistant à minimiser l'activité musculaire globale, la seconde la fonctionnelle énergie totale. Dans un deuxième temps, la simulation de la marche en corps rigide, pendant la phase oscillante, est réalisée. Elle met en évidence l'instabilité naturelle du genou portant et illustre la nécessité du contrôle de l'extension du genou (contrôle des vastes pour le verrouillage de l'articulation et des ischiojambiers pour l'amortissement du mouvement). Dans une troisième partie, la méthode des éléments finis est appliquée à l'étude du mécanisme flexible constitué des segments squelettiques des extrémités inferieures. Le rôle des masses musculaires est, non seulement de produire le mouvement, mais également de contrôler la déformation élastique du squelette. L'appareil musculosquelettique est optimal en termes de conception mécanique, car il garantit simultanément la sécurité du système et une dépense énergétique minimale