Modélisation du mouvement de verticalisation d'un siège électrique : vers un outil d'évaluation pour l'instrumentation des aides techniques

Modeling of Stand-Up electrical wheelchair : toward an evaluation tool for assistive technology

• Auteur / Autrice : Mohand Larbi Boughiden
• Direction : Philippe Gorce
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arthralgie

Analyse du mouvement

Fauteuils roulants

Résumé

Le travail réalisé dans ce mémoire a porté sur l'étude et le développement d'outils de simulation des mouvements de verticalisation sur fauteuils roulants électriques. La démarche retenue consiste à exploiter des données obtenues expérimentalement afin d'extraire les paramètres nécessaires à la compréhension des phénomènes liés aux inconforts, aux douleurs articulaires et à la formation d'escarres. Ces paramètres sont, d'une part, les mouvements articulaires et leurs décompositions en phases, et d'autre part, les forces aux points d'appuis entre le sujet et le siège. A la suite de cette étape, nous avons présenté une modélisation 2D du corps humain et du siège afin de quantifier les efforts intersegmentaires responsables des douleurs articulaires. Les algorithmes mises en place ont été exploités pour développer, sous MATLAB, un simulateur permettant d'évaluer de nouvelles solutions technologiques et/ou d'évaluer de nouvelles stratégies de verticalisation. Dans ce cadre, nous avons proposé deux nouvelles solutions intitulées ''Verticalisation en position Debout Semi Assise'' et ''Verticalisation avec assise motorisée et dossier coulissant''. Une analyse quantitative et qualitative a été effectuée par rapport à la verticalisation Assis-Debout dite ''Classique''. Des simulations illustrent les résultats obtenus.

The work realised in this thesis has focused on the study and the development of simulation tools of the stand-up electrical wheelchair. The step retained consists in exploiting experimental data so as to extract necessary parameters for the understanding of phenomena linked to discomfort and joint pains. These parameters are, on the one hand, joint movements and their phases decomposition, and on the other hand, interaction forces between the body and the seat. After this first step, we have presented a 2D structure of the human body and the seat so as to quantify joint efforts which are responsible of pains and discomfort. The developed algoritlm have been implemented under the MATLAB environment. This simulator al to evaluate new technological solutions and/or verticalization strategies. In this framework, we have proposed two solutions named ''Verticalization in stand-up half-seated position'' and ''Verticalization with motorised seat and sliding backrest''. A comparative study has been conducted in order to evaluate the advantages and drawbacks of these new verticalization strategies relative to ''classical'' sit-to-stand strategy. Many simulation results illustrate the developed methodology.