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Section 74 - Sciences et techniques des activités physiques et sportives

Les thèses se rapportant à la section CNU "Section 74 - Sciences et techniques des activités physiques et sportives"

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  • Flexibilité de l'intégration multi-sensorielle : aspects spatiaux et temporels    - Rouhana Joëlle  -  28 novembre 2008

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    Ce travail examine la flexibilité de l'intégration multi-sensorielle dans ses aspects spatiaux et temporels. Dans un premier temps, nous nous intéressons à l'intégration des informations visuelles et proprioceptives dans la localisation d'une position. La performance est étudiée dans une tâche de reproduction passive d'une position spatiale (Exp. 1) en croisant trois modalités d'encodage et de reproduction (visuelle, proprioceptive, visuo-proprioceptive). Dans un second temps, nous nous intéressons à l'intégration des informations visuelles et auditives au cours du temps. La performance est étudiée dans une double tâche de temps de réaction de choix visuoauditive. Deux tâches visuo-manuelle et auditivo-manuelle et une double tâche visuo- et auditivo-manuelle sont proposées en manipulant l'ordre de présentation des stimuli (Exp. 2), en introduisant une amorce sur l'ordre de présentation des stimuli (Exp. 3) et en recourant à une population d'experts en "Counter strike" (Exp. 4). Les principaux résultats ont montré que la similarité et la richesse bimodale des phases d'encodage et de reproduction sont optimales pour la local isation d'une position (Exp. 1). L'intégration visuo-auditive au cours du temps est influencée par les différences individuelles, en partie par la fiabilité de la modalité sensorielle et l'ordre de présentation des stimuli, et par l'expertise individuelle (Exp. 2, 3, 4). L'ensemble de ce travail met en évidence une flexibilité des processus d'intégration multi-sensorielle en fonction de multiples facteurs dont les uns agissent aussi bien sur l'intégration des informations spatiales que sur l'intégration des informations au cours du temps.

  • Analyse biomécanique 3D de la marche de l'enfant déficient moteur : modélisation segmentaire et modélisation musculo-squelettique    - Desailly Eric  -  08 décembre 2008

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    L'analyse quantifiée de la marche vise à parfaire le diagnostic et à évaluer les traitements des patients présentant des troubles de la locomotion. L'objet de cette thèse est d'évaluer et de développer des modèles biomécaniques susceptibles de mesurer au mieux la réalité de la marche des sujets infirmes moteurs cérébraux. La modélisation est dans un premier temps entreprise à l'échelle segmentaire. Une méthode de détection automatique des contacts au sol est validée. Les questions de la détermination des centres articulaires et de la cinématique du tronc sont abordées, et une méthode de solidification itérative est proposée. La présentation des modalités de calculs par dynamique inverse complète cette modélisation à l'échelle segmentaire. Ces travaux sont implémentés dans le logiciel 3DGait dont l'application est illustrée par un exemple de cas clinique. La modélisation musculosquelettique prolonge ces travaux. Le modèle géométrique et ses solutions de personnalisation sont présentés avec notamment un algorithme original de détermination des chemins musculaires. Deux applications, chirurgicale et clinique, illustrent ce modèle. Enfin les forces musculaires sont calculées permettant ainsi l'évaluation de la sensibilité du modèle dynamique développé aux modifications du modèle géométrique. Ces derniers travaux appellent certaines améliorations des modèles utilisés pour parfaire leur application clinique. Mais surtout, ils ouvrent de larges perspectives pour l'optimisation des corrections chirurgicales, dont ils ont montré la faisabilité.

  • Contribution à la caractérisation mécanique des critères de qualités du départ de la course vitesse sur 100 m    - Ben Mansour Khalil  -  17 décembre 2008

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    L'objectif de ce travail est de définir les paramètres mécanique qui caractérisent le départ de course vitesse sur 100 m. La première partie, suite à une analyse de la littérature technique, du règlement instauré par l'IAAF et des études scientifique, cerne les problèmes liés à la mesure et au choix des critères de qualification de la performance du départ de course vitesse sur 100m. La seconde partie met en évidence la nécessité de déterminer avec plus de précision l'instant de mise en action du coureur notamment lors des compétitions internationales. Une analyse en composante principale est réalisée afin de tester la possibilité de créer de nouveaux critères permettant une interprétation objective et fiable de la performance du départ de course vitesse. Au cours de la troisième partie, l'efficacité d'un départ est approchée en intégrant des paramètres directement accessibles par dynamométrie pour enfin les " traduire " en unités de temps. Une station dynamométrique est validée afin d'offrir à l'entraîneur des indications fines, en temps quasi réel, lors des séances d'entraînement. La quatrième partie, propose une nouvelle méthode de solidification permettant une application rigoureuse des principes de la mécanique lors de modélisation tridimensionnelle de l'athlète. Le calcul des torseurs d'action inter segmentaire est réalisé par programmation de l'algorithme de Newton-Euler, en utilisant un formalisme d'opérateurs homogènes.

  • Conditions d'apprentissage moteur et représentations sensori-motrices : des mouvements discrets aus séquences motrices    - Boutin Arnaud  -  03 décembre 2009

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    Ce travail de thèse repose sur l'analyse des processus impliqués dans l'apprentissage de nouveaux comportements moteurs, et sur l'étude de nos capacités à adapter notre comportement à de nouvelles situations. Nous avons réalisé une série de trois expériences où ont été utilisés des dispositifs expérimentaux permettant une analyse de mouvements discrets et continus. L'objectif principal qui a motivé ce travail était d'évaluer : 1) les variables d'apprentissage susceptibles d'influencer l'acquisition d'un geste discret et/ou continu (Expériences 1 et 2), et 2) la nature des représentations sensori-motrices dans l'apprentissage de séquences motrices (Expérience 3). Les données obtenues dans la première étude (Expériences 1 et 2) révèlent que la condition de pratique et/ou le niveau de similarité entre les tâches à apprendre sont susceptibles de moduler les processus intra- et/ou inter-tâches mis en jeu par l'apprenant au cours de la phase de pratique, et donc d'influencer l'apprentissage. De plus, nos résultats indiquent également que les facteurs condition de pratique et similarité des tâches interagissent avec le facteur quantité de pratique ; l'apprentissage de nouveaux comportements moteurs nécessite donc de prendre en considération l'ensemble de ces facteurs. Les résultats de l'Expérience 3 révèlent une prédominance du code visuo-spatial dans la représentation des séquences motrices, associée à une dépendance du système effecteur, quelle que soit la quantité de pratique. Nos résultats ne confirment pas l'hypothèse du passage progressif d'un codage de type visuo-spatial (effecteur indépendant) au début de la pratique (après 1 jour), à un codage de type moteur (effecteur

  • Modifications des réglages des fonctions cardiovasculaires après réadaptation de patients cardiaques incluant des exercices en immersion    - Teffaha Daline  -  06 juillet 2010

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    En réadaptation cardiaque, les exercices gymniques réalisés en milieu aquatique sont très utilisés. Toutefois, les protocoles de rééducation les utilisant n'ont jamais été validés. De plus, pour les patients cardiaques à fonction ventriculaire gauche altérée, l'immersion peut provoquer une augmentation de pré charge et entraîner des complications. Nous avons évalué si la réadaptation incluant des exercices réalisés en immersion est sécurisée et si elle peut induire au moins les mêmes bénéfices qu'une réadaptation traditionnelle incluant des exercices réalisés uniquement à sec. Vingt quatre insuffisants cardiaques (IC) à fonction ventriculaire gauche altérée, stable cliniquement, et 24 coronariens (CO) à fonction ventriculaire gauche normale ont participé à 3 semaines de réadaptation. Les patients ont réalisé un programme d'entraînement comprenant des exercices d'endurance sur ergocycle (30 min, 5 jours /semaine, 60 à 70 % 2 VO pic) associé à un programme gymnique qui se déroulait soit au sol soit en piscine. Les groupes ont été randomisés. Les fonctions ventriculaire gauche, cardiorespiratoire, les variables hémodynamiques et neurovégétatives ont été évaluées avant et après la réadaptation, au repos, après un exercice au pic, après l'immersion. Au repos, une augmentation significative de la concentration plasmatique de nitrate a été observée uniquement chez les patients (IC et CO) entraînés partiellement en immersion. Chez les IC, une amélioration significative des variables hémodynamiques a également été observée quelque soit le type de réadaptation (augmentation de fraction d'éjection, du volume d'éjection systolique, une diminution de pression artérielle diastolique et de fréquence cardiaque). Toutefois, l'augmentation de fraction d'éjection au repos est significativement plus prononcée chez les IC entraînés partiellement en immersion. Après une immersion, les réponses physiologiques chez les CO avant et après de la réadaptation sont identiques. En revanche, l'augmentation attendue de volume d'éjection systolique, de débit cardiaque et de pression est observée chez les IC après ce stimulus uniquement après la réadaptation. A l'exercice, une augmentation significative de la consommation d'oxygène, de fréquence cardiaque et de puissance au pic de l'exercice est observée chez tous les patients après la réadaptation. Chez les IC, une amélioration significative de la capacité de récupération a été observée après réadaptation. De plus, les augmentations de fréquence cardiaque et de puissance à l'exercice sont significativement plus prononcées chez les IC entraînés partiellement en immersion. Les deux programmes de réadaptation utilisés ont été bien tolérés et sont capables d'induire des améliorations de la fonction cardiorespiratoire. Le programme de réadaptation incluant des exercices réalisés en immersion semble apporter des bénéfices supplémentaires en particulier chez les IC.

  • Analyse biomécanique 3D de la marche humaine : comparaison des modèles mécaniques    - Hayot Chris  -  03 décembre 2010

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    Les modèles mécaniques simplifiés de la marche visent à étudier le comportement du marcheur en s'appuyant sur la trajectoire de son centre de masse. L'objet de cette thèse est d'analyser la précision de ces modèles en se référant à la modélisation plurisegmentaire de l'individu, et de proposer un modèle mécanique simplifié plus réaliste de la marche dans l'espace tridimensionnel. Une étude préliminaire de la théorie des déterminants de la marche est réalisée. L'influence de ces déterminants est évaluée d'une part sur la trajectoire du centre de masse et, d'autre part, sur la force d'appui au sol. Tenant compte des résultats issus de cette étude, une méthode originale de simulation de la trajectoire 3D du centre de masse est proposée. L'analyse énergétique-mécanique des différents modèles mécaniques simplifiés prolonge ces travaux. Cette analyse est dans un premier temps basée sur la trajectoire du centre de masse, abordant la formulation mathématique du travail des forces externes. L'étude des forces internes appliquées au système plurisegmentaire poursuit ensuite l'analyse énergétique-mécanique de la marche. Différentes formulations du calcul du travail des forces internes, toutes basées sur le Théorème de l'Energie Cinétique, sont développées. Ce chapitre souligne l'importance de dissocier le travail mécanique moteur du travail freinateur afin d'approcher le coût energetique-mechanique réel de la marche.

  • Etude chronométrique et électrophysiologique du contrôle des erreurs de programmation du mouvement chez l'homme    - Fadel Raghad  -  10 décembre 2010

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    Ce travail de thèse, qui repose sur l'utilisation de la méthode d'amorçage (Rosenbaum & Kornblum, 1982), a pour objectif de vérifier la validité du modèle paramétrique de Rosenbaum (1980, 1983) et de déterminer les processus impliqués dans le cas où on se trouve face à une situation imprévue. La question qui se pose concernant ces processus est, d'une part, de savoir si notre système sensori-moteur déprogramme la totalité de ce qu'il avait traité et reprogramme le nouveau mouvement indépendamment des programmes antérieurs, ou au contraire s'il ne reprogramme que les paramètres erronés en gardant une trace des anciens programmes et, d'autre part, de savoir si dans ce dernier cas, la reprogrammation partielle se fait de façon sérielle ou parallèle. Dans une série de trois expériences, différentes méthodes d'analyse ont été utilisées : analyse des distributions de temps de réaction, delta plots et fonction de précision conditionnelle (étude 1), analyse des essais erronés (études 1 et 2) et enfin l'électromyographie (EMG, étude 3). L'ensemble de ces méthodes permettait une analyse fine des processus de déprogrammation-reprogrammation du mouvement. Les résultats de l'étude 1 révèlent que la déprogrammation n'est ni partielle ni totale et que la reprogrammation n'est faite de façon ni sérielle ni parallèle ; ceux de l'étude 2 révèlent que les résultats obtenus dans la première étude ne sont pas dus aux contraintes biomécaniques liées au mouvement utilisé. Dans l'étude 3, l'enregistrement EMG a permis de distinguer deux catégories d'essais : purs-corrects et incorrects-corrects. Dans ces derniers, on observe des activités EMG partielles précédant l'activation EMG de la réponse correcte (ébauche d'erreur). Les résultats révèlent que la déprogrammation dans les essais purs-corrects est totale. De plus, l'analyse des erreurs (études 1, 2) et celle des ébauches d'erreurs (étude 3) révèlent des traces de la réponse préparée dans ces réponses erronées.

  • Système de reconstruction cinématique corps entier : fusion et exploitation de données issues de MEMS    - Grenet Pierre  -  06 juin 2011

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    La démocratisation des MEMS a permis l'essor des centrales d'attitude : groupement de capteurs permettant d'évaluer son orientation par rapport au repère terrestre. Il existe plusieurs types de capteurs utilisés dans de telles centrales : les accéléromètres, les magnétomètres et les gyromètres. Seule la combinaison accéléromètres - magnétomètres - gyromètres permet l'estimation de l'orientation cinématique de façon satisfaisante, sans connaître d'à priori sur le mouvement, c'est-à-dire l'estimation de l'orientation en présence d'accélération inconnue. Le sujet de la thèse est justement, dans le cadre de la captation de mouvement corps entier, d'ajouter des connaissances à priori afin de limiter le nombre de gyromètres, voire de les supprimer totalement. Ces connaissances sont l'information que les capteurs sont fixés sur un squelette et que leurs mouvements relatifs ne peuvent être que des compositions de rotations. Pour tester l'efficience de cette méthode, on l'applique d'abord sur un pendule simple à un degré de liberté, puis sur un pendule à trois degrés de liberté, ensuite sur des groupes de segments (épaule - bras - avant-bras par exemple) et sur le corps entier. Ce rapport de thèse développera les aspects théoriques ainsi que les résultats obtenus sur les différentes méthodologies de résolution.

  • Contribution à l'étude de la sollicitation du métabolisme aérobie au cours d'un 100 m nage libre    - Jalab Chadi  -  28 septembre 2012

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    Le modèle bioénergétique de P.E. di PRAMPERO permet d'expliquer la performance dans les disciplines de locomotion (course à pied, cyclisme, natation, ...) à partir d'une puissance métabolique et d'un indice de la dépense d'énergie par unité de distance parcourue. Néanmoins, pour les épreuves de natation de haute intensité telles que le 100m crawl, le contexte environnemental rend l'estimation de la puissance métabolique d'origine aérobie techniquement difficile. L'objectif de cette thèse est alors de proposer une nouvelle approche des réponses aérobies d'un 100-m nage libre, réalisé dans des conditions les plus proches possible d'une compétition. Le travail expérimental a porté sur des nageurs entraînés. Dans un bassin de 25-m, la procédure propose que les nageurs réalisent une performance sur 100-m nage libre à allure de compétition et trois épreuves (25m, 50m, 75m) réitérant les mêmes allures intermédiaires que celles du 100-m. VO2 est mesuré avant et juste après chaque épreuve, pendant 1min, par rétro-extrapolation. Les valeurs de VO2 mesurées à la fin des épreuves de 25m, 50m, 75m et 100m permettent de reconstruire la cinétique de VO2 d'une épreuve de 100-m. Les résultats contrastent avec les estimations des cinétiques de VO2 publiées précédemment : VO2 augmente plus vite dans la première moitié de l'épreuve (à 50m, VO2 ≈ 94%VO2max), atteint 100 %VO2max au 75ème mètre de l'épreuve puis chute de 7% sur le dernier 25-m. Une estimation de la contribution relative du métabolisme aérobie montre également des valeurs plus importantes que celles publiées jusqu'à ce jour, du fait de l'atteinte précoce de VO2max en cours d'épreuve.

  • Étude des transferts intermodaux lors de taches de rotation mentale : spécificité tactile, indépendance sensorielle ou dépendance visuelle ?    - Caissié André  -  15 novembre 2012

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    Ce travail de thèse repose sur la combinaison de deux paradigmes de recherche en psychologie cognitive : la rotation mentale et les transferts intermodaux/inter-tâches. Dans notre première étude (Expériences 1a, 1b, 1c, 2a, et 2b), l'objectif était d'évaluer la dépendance/indépendance des traitements visuel et tactile, lors de tâches de rotation mentale : le Test des Rotations Mentales (Vandenberg & Kuse, 1978) et une tâche élémentaire de rotation mentale (Shepard & Metzler, 1971). En utilisant un plan expérimental intra-sujet, nous avons comparé quatre conditions expérimentales incluant des apprentissages intramodaux : 1. Visuel-Visuel ; 2. Tactile-Tactile, et des transferts intermodaux : 3. Visuel-Tactile ; 4. Tactile-Visuel. Les participants ont ainsi réalisé deux tâches successives dans des conditions sensorielles similaires ou différentes (session 1 et session 2). Nos résultats révèlent que la rotation mentale peut dépendre de processus de traitement des représentations spécifiques à la modalité sensorielle utilisée. Les informations découlant d'une expérience visuelle sont réutilisables dans la condition tactile, alors qu'à l'inverse, nous n'avons observé que très peu de transferts tactiles en condition visuelle. Les traitements visuels et tactiles, sur des objets tridimensionnels complexes, permettent ainsi le développement de stratégies d'imagerie mentale spécifiques (Visuel-Visuel-IM vs. Tactile-Spatial-IM), découlant de différents modes de traitements perceptifs (visuel-global vs. tactile-spatial)...

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