WOW !! MUCH LOVE ! SO WORLD PEACE !
Fond bitcoin pour l'amélioration du site: 1memzGeKS7CB3ECNkzSn2qHwxU6NZoJ8o
  Dogecoin (tips/pourboires): DCLoo9Dd4qECqpMLurdgGnaoqbftj16Nvp


Home | Publier un mémoire | Une page au hasard

 > 

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

( Télécharger le fichier original )
par Khalil Ben Mansour
Université de Poitiers - Doctorat 2008
  

précédent sommaire suivant

Bitcoin is a swarm of cyber hornets serving the goddess of wisdom, feeding on the fire of truth, exponentially growing ever smarter, faster, and stronger behind a wall of encrypted energy

2.2-Approximation des centres articulaires

Le mouvement de départ du sprint sollicite à la fois les membres inférieurs et supérieurs. Vu la grande amplitude des efforts exercés au niveau de ces segments (§-4.2), la précision des couples articulaires calculés est dépendante de la précision avec laquelle les centres articulaires sont localisés. Les études qui traitent de ce problème sont nombreuses et il est possible de les distinguer selon deux grandes approches.

La première approche est dite prédictive : elle estime la position du centre articulaire à partir de régressions linéaires faisant intervenir les dimensions et la géométrie du segment. La position du centre articulaire est donc exprimée dans un repère local défini par un emplacement précis de marqueurs cutanés. Suite à la comparaison de trois approches prédictives, Kirwood et al. (1999) démontrent que la détermination du centre articulaire de la hanche peut se faire en calculant le milieu de la distance entre l'épine iliaque antérosupérieure et la symphyse pubienne pour ensuite descendre de 2 cm. Les erreurs d'approximation sont de l'ordre de 0,7 cm suivant l'axe médiolatéral (OiZi) et 0,8 cm suivant la verticale (OiYi). L'auteur considère cette méthode valable pour l'analyse de la marche puisqu'elle permet l'estimation des moments articulaires avec une précision de 95% [Kirw 99].

Dans le cas de l'étude du départ de sprint, l'approche prédictive est adoptée pour les articulations du poignet, du coude, du genou et de la cheville. Le centre fonctionnel de ces articulations est donc défini au milieu des deux marqueurs techniques et anatomiques situés respectivement sur la partie latérale et médiale de l'articulation concernée, telles que les malléoles latérale et médiale dans le cas de la cheville (figure 79).

La seconde approche est dite fonctionnelle : elle se base sur la réalisation de mouvements simples de flexion-extension, d'abduction-adduction et de circumduction. L'ISB recommande l'utilisation de la méthode des axes hélicoïdaux [Wu 05]. Toutefois, cette méthode est sensible à l'amplitude et à la vitesse du mouvement [Camo 06, Ehri 06].

Plusieurs études se sont intéressées à la comparaison des différentes méthodes fonctionnelles. Dans ce sens, Begon et al. (2007) démontrent que le type de mouvement, son amplitude et le nombre de répétitions possèdent un effet significatif sur la détermination du centre articulaire de la hanche. Ces auteurs recommandent d'effectuer 10 répétitions avec des amplitudes limitées tout en associant des mouvements de flexion-extension, d'abductionadduction et de circumduction [Bego 07]. L'étude de Monnet et al. (2007) confirme ces recommandations, et démontre la validité de la méthode SCoRE (pour Symmetrical Centre of

Rotation Estimation) lorsque les mouvements sont réalisés à faible vitesse. La méthode SCoRE a été développée par Ehrig et al. (2006) pour la détermination du centre fonctionnel de l'épaule (articulation scapulo-humérale).

Prenant en compte ces recommandations, des pré-tests sont effectués en utilisant les coordonnées de marqueurs techniques et anatomiques afin d'estimer les positions des centres articulaires de la hanche et de l'épaule dans un repère proximal et/ou distal (figure 80) tout en utilisant la méthode SCoRE.

Ainsi, connaissant la position de chaque marqueur dans R0, il devient possible de construire un repère distal gtd d'origine d et un repère proximal gP d'origine P. La position du point I correspondante au centre fonctionnel de l'articulation est supposée invariable en fonction du temps dans Rd et ap. Cette hypothèse est simplificatrice car les articulations possèdent des centres instantanés de rotation du fait de la complexité de la géométrie des surfaces osseuses en contact. Toutefois, malgré cette hypothèse, la méthode SCoRE permet une approximation des centres articulaires avec une incertitude de 1,2 mm [Ehri06].

 
 
 

Pour la hanche

A : [EIPS D]

B : [EIPS G] C : [EIAS D]

D : [EIAS G]

E : [CondLat D]

F : [CondMed D]

P : barycentre des points A,B,C,D

D : milieu de [EF]

g0

 
 
 
 
 

Figure 80 Positions des marqueurs pour la définition des centres articulaires
de la hanche droite et de l'épaule droite (Vue antérieure)

La position du point I (figure 80) peut être définie dans R.0 comme suit :

~~~ ~~~~ ~~~

OI oto = Odoto + R 0d dI ad Éq.VII. 5

tel que R0d est la matrice rotation de Rd dans le repère fixe R.0

aussi Oho = OP go+ R0P PI aP Éq.VII. 6

tel que Rf est la matrice rotation de RP dans le repère fixe R.0 ~~~~ ~~~ ~~~~ ~~~

d'où Odgo+ R 0 d dI = OPgo +R o PIgtP Éq.VII. 7

~~~

Dans cette dernière équation, seuls les vecteurs positions du centre articulaires (dI ad

~~~

et PI aP

) sont inconnus. Cette relation peut s'écrire en regroupant les deux grandeurs

inconnues dans un seul vecteur :

dI~~~~ ~~~~ ~ d ~~~ = OP Od

~ - ~

~ ~

PI ~ P

~~~

Éq.VII.8

R d

0 R0

3 x 6 6 x 1 3 x 3

L'écriture de l'équation (Éq.VII.8) sous cette forme présente un système linéaire composée de six inconnues pour trois équations. Ainsi, suite à l'enregistrement de la position des marqueurs techniques et anatomiques de l'instant ti à l'instant tf lors des mouvements de flexion-extension, d'abduction-adduction et de circumduction de l'épaule et de la hanche répétés 10 fois à faible vitesse, il devient possible de former le système linéaire suivant :

~~~~ ~~~~

R d ( ) ( )

t -R P t ~~~ OP Od

( ) ( )

t - t

0 i 0 i i i

dI ~ d

? ? ~~~ = ?

PI ~~~~ ~~~~

d ~ P

( ) ( )

t -R P

R t OP ( ) ( )

t - Od t

0 f 0 f f f

~ ~

Éq.VII. 9

Étant exprimée dans les repères locaux ad et RP, la position instantanée du centre articulaire I est donc invariable tout au long de l'enregistrement.

Le système obtenu (Éq.VII.9) est de la forme ax = b . La résolution d'un tel système linéaire se fait en introduisant la pseudo inverse a+ tel que a+b donne la solution des moindres

carrées x qui minimise

ax - b 2 tel que a + = ( a T a )-1 aT avec aT et a-1 respectivement

transposé et inverse de a .

Ainsi, suite à l'adoption de la méthode SCoRE, la position du centre articulaire de la hanche et de l'épaule dans Ed et aP sont estimées par l'équation suivante :

~~~

dI ad

RaP

 

( a T a ) -1a T b

Éq.VII. 10

Les résultats issus de ces calculs d'approximation des centres articulaires comme ceux issus de l'approximation des axes anatomiques dépendent fortement des positions des marqueurs cutanés placés sur l'athlète. À ce sujet, une série d'études portant sur l'analyse du mouvement en biomécanique, démontre que l'incertitude associée à la position des marqueurs est importante [Capp 05 ; Chia 05 ; Croc 05 ; Lear 05]. Cette imprécision provient des tissus mous et de leurs mouvements qui reste l'un des problèmes irrésolus de l'analyse du mouvement in vivo.

précédent sommaire suivant











Bitcoin is a swarm of cyber hornets serving the goddess of wisdom, feeding on the fire of truth, exponentially growing ever smarter, faster, and stronger behind a wall of encrypted energy

9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.