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

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par Khalil Ben Mansour
Université de Poitiers - Doctorat 2008
  

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3.2-Effets sur la dynamique articulaire : la PSR vs la PSG

Dans le paragraphe qui suit, les forces inter segmentaires, puis les moments articulaires, sont exposés afin de quantifier l'effet des deux méthodes de solidification (PSR vs PSG) sur leur quantification.

De manière visuelle, la similitude des résultats issues de la PSR et de la PSG semble être très forte (figure 95, 96, 97 et 98). Nous pouvons cependant quantifier cette comparaison par le calcul de l'écart moyen quadratique normalisé (EQMN) qui consiste à mesurer la dispersion des n données issues des deux procédures pour enfin les normaliser en prenant en compte les amplitudes maximales et minimales des deux courbes (correspond en Anglais à Normalized Root Mean Square errors NRMSe [Caho 02]) tel que :

1 2

Éq.VIII.20

n ( ( ) ( ) ) 2

PSG PSR

0

1 n F t - F t

NRMSe = ×100

( ( ( ( ) ) ( ( ) ) ) )

PSR Max F t - Min F t

i=PSG 0<t<T i 0<t<T i

49 Il s'agit de la flexion dorsale pour l'articulation de la cheville.

Genou [N]

Hanche [N]

Quatrieme partie Chapitre VIII

Fx

Fx Fy Fz

Fy

Fz

600

400

200

0

-200

m 0,1 0,2 0.6 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0

-500

-1000

-1500

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

150

100

50

0

-50

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Cheville [N]

NRMSe = 2%

te

NRMSe = 0%

te

NRMSe = 6%

te

200 100 0 -100 -200

NRMSe = 2%

1000

500

0 -500 -1000

500

0 -500 -1000

500

0

-500

-1000

m

1000

500

0 -500 -1000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

m

NRMSe = 5%

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Temps [s]

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

NRMSe = 1%

PSG PSR

NRMSe = 4%

-100

-200

100

0

NRMSe = 7%

200

Temps [s]

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

NRMSe = 3%

Temps [s]

Cheville [N]

Genou [N]

Figure 95 Force inter segmentaires au niveau de la cheville droite, genou droit et hanche droite

exprimées respectivement dans atibia , afémur et apelvis (membre inférieur droit)

Les deux procédures de solidification (PSR et PSG) estiment les forces inter segmentaires de la cheville droite et gauche et du genou droit et gauche de la même manière suivant les trois dimensions de l'espace (figure 95 et 96). L'écart NRMSe ne dépasse pas les 6%. Contrairement au niveau de la hanche les deux procédures divergent. Cette différence est plus accentuée au niveau de l'articulation de la hanche gauche (figure 96).

Fx

Fx Fy Fz

Fy

Fz

200

0

te

0

100

-200

-400

-600

NRMSe = 2%

-500

0

NRMSe = 0%

te

te

NRMSe = 2%

-1000

m

500

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-100

m

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

500

200

PSG PSR

0

0

-500

0

NRMSe = 1%

NRMSe = 1%

-200

NRMSe = 1%

-1000

-500

NRMSe = 27%

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

500

400

200

0

0

-500

NRMSe = 11%

-200

Hanche [N]

NRMSe =20%

200 0 -200 -400

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps [s]

-1000

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps [s]

-400

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Temps [s]

Figure 96 Forces inter-segmentaires au niveau de la cheville gauche, genou gauche et hanche gauche

exprimées respectivement dans atibia , afémur et apelvis (membre inférieur gauche)

178

Cheville [Nm]

Genou [Nm]

Hanche [Nm]

Quatrieme partie Chapitre VIII

Mx My Mz

Mx

My

Mz

NRMSe = 1%

300

200

250

150

te

t e

200

te

400

150

NRMSe = 0%

NRMSe = 2%

100 NRMSe = 2%

300

200

100

0

100

50

50

0

0

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

-50

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

-50

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

700

600

500

100

800

0

600

NRMSe = 8%

-100

400

-200

NRMSe = 1%

200

-300

0

PSGP PSR

-200

600 400 200 0

-400

-400

-2000 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

-500

m m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

300

200

500

NRMSe = 0%

100

NRMSe = 9%

NRMSe = 10%

0

0

-100

-500

-200

600

400

200

0

m

Cheville [Nm]

Genou [Nm]

0

100 0 -100 -200 -300

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Temps [s]

Temps [s] Temps [s] Temps [s]

Temps [s]

Temps [s]

Figure 97 Moments articulaires au niveau de la cheville droite, genou droit et hanche droite exprimées
Figure 97 Moments articulaires au niveau de la cheville droite, genou droit et hanche droite exprimées

respectivement dans atibia , afémur et apelvis (membre inférieur droit)
respectivement dans atibia , afémur et apelvis (membre inférieur droit)

L'estimation des moments articulaires par la PSG et la PSR ne montre pas de différence suivant les trois dimensions de l'espace au niveau des articulations droites et gauches de la cheville et du genou (figure 97 et 98). Toutefois, les moments nets quantifiés au niveau de l'articulation de la hanche (droite et gauche) montre une divergence plus accentuée du coté gauche par rapport au coté droit (figure 97 et 98).

Mx My Mz

100

400

0

0

-100

300

te

-200

-200

-300

-400

200

-400

-600

100

te

te

-500

NRMSe = 3%

NRMSe = 0%

NRMSe = 3%

-600

-800

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

00 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

500

PSG PSR

200

0

-200

-400

-600

-800

NRMSe = 4%

NRMSe = 10%

0

-200

-500

NRMSe = 5%

NRMSe = 3%

-400

-1000

-600

-1500

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

400

300

0

200

100

NRMSe = 18%

0

-200

NRMSe = 14%

-400

Hanche [Nm]

-100

-600

-200

-1000

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-300

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-800

m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Temps [s]

Temps [s] Temps [s] Temps [s]

Temps [s]

Temps [s]

Figure 98 Moments articulaires au niveau de la cheville gauche, genou gauche et hanche gauche exprimés
Figure 98 Moments articulaires au niveau de la cheville gauche, genou gauche et hanche gauche exprimés

respectivement dans atibia , afémur et apelvis (membre inférieur gauche)
respectivement dans atibia , afémur et apelvis (membre inférieur gauche)

179

Le tableau 12 ci-dessous illustre les écarts NRMSe entre les éléments du torseur d'actions inter-segmentaires estimés suite à l'adoption de la PSG et la PSR. Les figures confrontant les courbes des données des membres supérieurs et du tronc sont exposées en annexe (Annexe 4.2).

Tableau 12 Écarts entres la PSG et la PSR lors de l'estimation des force inter segmentaires (Fi)
et des moments articulaires (Mi) suivants les trois directions de l'espace

NRMSe [%]

Articulations

Fix Fiy Fiz Mix Miy Miz

Cheville D 2 0 5 0 2 2

G 2 0 2 3 0 3

Genou D 2 1 3 1 1 8

G 1 1 0 4 3 5

Hanche D 5 4 7 0 9 10

G 27 11 20 10 18 14

C7 39 50 22 25 1 16

T12 3 22 47 21 1 28

L5 25 66 19 30 5 39

Coude D 1 6 10 11 7 1

G 3 3 1 10 5 1

Épaule D 2 0 2 1 6 4

G 10 3 5 1 2 9

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.