Contribution à la caractérisation mécanique des critères de qualités du départ de la course vitesse sur 100 m

THÈSE

Pour l'obtention du Grade de

DOCTEUR DE L'UNIVERSITÉ DE POITIERS
(Faculté des Sciences Fondamentales et Appliquées)

(Diplôme National - Arrêté du 7 août 2006)

École Doctorale : Science pour l'ingénieur et aéronautique
Secteur de Recherche : Biomécanique et Bio-ingénierie

Présentée par
Khalil BEN MANSOUR
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Contribution a la caracterisation mecanique des criteres

de qualites du depart de la course vitesse sur 100 m

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Directeur de thèse : Michel TAVERNIER
Co-directeur : Floren COLLOUD

Soutenue le 17 décembre 2008
Devant la commission d'Examen

JURY

Éric BERTON Pr --- Université de la Méditerranée Rapporteur

Franck BARBIER Pr --- Université de Valenciennes Rapporteur

Patrick LACOUTURE Pr --- Université de Poitiers Examinateur

Béatrice FERRY MCF --- Université de Limoges Examinateur

Arnaud GUÉVEL Pr --- Université de Nantes Examinateur

Floren COLLOUD MCF --- Université de Poitiers Examinateur

Michel TAVERNIER MCF - HDR Université de Paris VI Examinateur

Ce travail a été réalisé au sein de l'équipe Mécanique du Geste Sportif du Laboratoire de Mécanique des Solide de l'Université de Poitiers¹. Les axes de recherche de l'équipe portent sur la modélisation du corps humain, l'analyse de son mouvement et le développement d'instruments de mesure et d'évaluation de la performance sportive. Dans la continuité de la politique de l'équipe Mécanique du geste sportif, ce travail vient pour répondre à un besoin exprimé par la Fédération Française d'Athlétisme². En effet, la FFA² souhaite disposer d'outils de mesure et de méthodes valides pour caractériser mécaniquement le geste du départ de course de vitesse et assurer un suivi longitudinal de ses athlètes.

Ainsi, la contribution de notre travail porte sur quatre points :

o Approfondissement de la connaissance de certains paramètres mécaniques qui

caractérisent la performance au cours des différentes phases de cette course³;

o Estimation par modélisation de l'influence relative de la variabilité de chacun des

paramètres étudiés sur la variabilité de la performance ;

o Proposition d'outils expérimentaux et conceptuels d'évaluation de la qualité de

réussite d'une phase, afin d'aider l'entraîneur dans ses prises de décision ;

o Proposition d'une nouvelle méthode de solidification segmentaire pour une

exploitation juste des données cinématographiques et l'application justifiée des principes de la mécanique des solides rigides.

¹ LMS : Laboratoire de Mécanique des Solides de l'Université de Poitiers, affilié au CNRS-UMR 6610 ( wwwlms.univ-poitiers.fr/)

² FFA : Fédération Française d'Athlétisme ( www.athle.com/)

³ Bien que la course de 100 m soit un continuum, son étude mécanique nécessite une segmentation en différentes phases dont il convient de s'assurer de la continuité.

Une partie du développement instrumental (blocs de départ instrumentés) a été réalisée en collaboration avec Mathieu Boucher dans le cadre d'un programme d'aide au développement d'entreprise⁴ (pépinière d'entreprise) soutenu par l'ANVAR⁵. L'ensemble des essais a permis de définir les caractéristiques du capteur destiné à instrumenter les blocs de départ. La mise au point d'un tel outil métrologique a nécessité l'utilisation de moyens sophistiqués tant dans le domaine de l'extensométrie que celui de l'électronique. L'expérience de notre équipe dans ces domaines ainsi que la proximité d'un atelier d'électronique, ont favorisé le développement d'un capteur composite.

La conception et le développement d'un premier prototype de blocs de départ instrumentés a pu ainsi voir le jour dans les ateliers du LMS. Dans le cadre d'un transfert de technologie, le Centre Régional d'Éducation Populaire et Sportive Poitou-Charentes⁶ disposera prochainement d'une station d'évaluation quasi instantanée de la performance d'un départ de course vitesse.

La réalisation de ce travail à nécessité l'utilisation de plusieurs logiciels tels que : o Matlab^TM pour le calcul et le traitement des données expérimentaux ;

o R pour la réalisation des analyses en composante principales ;

o Logiciel CAO pour la conception des blocs de départ instrumentés ; o Ivan pour le contrôle et l'acquisition des données dynamométriques ; o EVaRT pour le contrôle et l'acquisition des données cinématographiques ;

Finalement, ce travail comportant deux parties, expérimentale et théorique, est le fruit de la richesse et de la diversité des équipes du Laboratoire de mécanique des Solides de l'Université de Poitiers.

⁴ SENSIX / FORCE-TORQUE SENSORS ( www.sensix.fr)

⁵ ANVAR : agence nationale de valorisation de la recherche

⁶ CREPS : Centre Régional d'Éducation Populaire et Sportive Poitou-Charentes ( http://91.121.103.176/site)