Thèse soutenue

Modélisation biomécanique de l'interaction tendon-aponévrose-fibre pour estimer les forces musculaires : apport des mesures échographiques
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Auteur / Autrice : Pauline Gérus
Direction : Eric Berton
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biomécanique
Date : Soutenance le 26/09/2011
Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille)
Jury : Président / Présidente : Alain Varray
Examinateurs / Examinatrices : Eric Berton, Alain Varray, Alain Martin, Laurence Chèze, Guillaume Rao, Thomas.s Buchanan, David Amarantini
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Martin, Laurence Chèze

Résumé

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L'estimation des forces musculaires nécessite le développement d'un modèle biomécanique. Une des étapes essentielle de ce type d'approche est la modélisation de l'interaction au sein du complexe muscle-tendon entre trois composants, les fibres musculaires, l'aponévrose et le tendon par un modèle de type Hill. L'objectif de ce travail doctoral était d'identifier les paramètres dans le modèle de type Hill qui jouent un rôle important dans l'estimation des forces musculaires et de proposer une méthode pour les définir. L’échographie a été utilisée pour estimer la relation force-déformation in vivo du tendon et de l'aponévrose, et le comportement in vivo des fibres musculaires au cours de la contraction pour chaque sujet et comme un moyen de quantifier la précision des modèles en mesurant le comportement in vivo des fibres musculaires et les comparer aux sorties du modèle. L'utilisation d'une définition de l'Élément Élastique en série spécifique au sujet dans les modèles biomécaniques joue un rôle important pour des activités où les forces musculaires sont importantes. Lors de tâches isométriques maximales, la relation force-déformation du tendon spécifique au sujet combiné à des contraintes sur la géométrie initiale conduit à des estimations de forces musculaires plus faibles et un comportement différent des fibres. En ce qui concerne des activités comme le hopping et la course, l’utilisation d’une relation force-déformation du complexe tendon-aponévrose spécifique au sujet permet d’estimer des forces musculaires plus grandes et entraîne un découplage du comportement des fibres musculaires plus important par rapport au complexe muscle-tendon. Pour des activités de marche, la définition de l’élément en série dans le modèle de type-Hill n'influence pas les forces musculaires. L'échographie apparaît comme un outil intéressant pour personnaliser les modèles et pourrait être appliqué sur des patients ayant un trouble neuromusculosquelettique.