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Séminaire In'Tech

Programme

VITIA - CPO Vittel - Marie-Lan Nguyen / Wikimedia Commons

Inria Grenoble - Rhône-Alpes et SPORALTEC organisent une journée de rencontres entre chercheurs et industriels sur le thème "La modélisation du geste sportif : quels enjeux scientifiques, industriels et sociétaux ?", le jeudi 27 novembre de 9h15 à 16h30, à Inria Montbonnot.

Programme de la journée du 27 novembre 2014

9h00

Accueil des participants

 

Discours d'ouverture

09h15

par  Inria et Sportaltec

 

Introduction au thème de la journée

09h30

Patrick Lacouture - Université de Poitiers, Laboratoire Pprime CNRS

L’un des principaux buts de la modélisation du geste sportif est de simplifier la réalité complexe du sportif en action pour mieux analyser les mécanismes mis en jeu lors d’une performance sportive. Vaste programme lorsque l’on sait que pour atteindre cette performance, l’athlète est conduit à gérer, par exemple,  un écart d’angle de ± 1° pour réussir un lancer franc au basket, quelques centièmes voire quelques millièmes de seconde pour vaincre en sprint ou encore produire des intensités de force de plus de 10000 Newtons pour réussir un saut en longueur… . De nombreux exemples montrent que le geste sportif met en jeu des habiletés et des coordinations motrices extrêmement fines. Ils produisent des contraintes mécaniques de fortes intensités que l’athlète doit gérer, le plus souvent dans un temps minimum.

Cependant si la modélisation est un passage obligé à toute démarche scientifique, elle ne peut se faire qu’en se référant à des développements théoriques en perpétuelle évolution et en associant une approche expérimentale dépendante des avancées technologiques.

La journée In’Tech organisée par  Inria et Sporaltec le jeudi 27 novembre 2014, est l’occasion de faire le point sur les avancées scientifiques et technologiques à travers l’exposé de quelques travaux et la présentation de résultats de recherches et de produits. Les participants pourront ainsi prendre connaissance des avancées scientifiques dans le domaine de la modélisation, qui au delà des problématiques sportives, trouvent leur prolongement dans les domaines aussi bien industriel que médical.

 

Matinée conférences

10h00

  •  Modélisation biomécanique du geste du lancer du disque : Analyse cinématique et électromyographique 

Daniel Dinu, INSEP

Cette étude, réalisée sur sept lanceurs de niveau international, a combiné une analyse cinématique et une étude électromyographique des muscles à priori importants dans le mouvement du lancer, dans deux conditions [disque de compétition (2 kg) et disque léger (1,7 kg)]. Cette analyse a permis de confirmer l’hypothèse d’un transfert de moment cinétique entre le bas et le haut du corps en montrant des variations de sens opposé de ces moments au cours des deux phases de simple appui.

10h30

  • Modélisation biomécanique de la main et optimisation de la performance sportive: application à l'étude du tennis elbow

Jeremy Rossi, Laboratoire de Physiologie de l'Exercice

Une pathologie fréquente affectant le membre supérieur (épicondylalgie latérale du coude) s’observe dans un large éventail d'activités manuelles allant de la manipulation d’outils de maçonnerie à la manipulation d’une souris d'ordinateur. Malgré sa prévalence élevée, les mécanismes sous-jacents au développement de cette dernière demeurent paradoxalement largement méconnus et n'offrent pas de consensus scientifique. Toutefois, les outils, les instruments ou les objets manipulés, formant une interface avec la main, sont soupçonnés d’être en partie responsables de l'apparition de cette affection.
Face à ce constat, comprendre l’influence des caractéristiques physiques de l’objet manipulé (par exemple la taille et la forme de l’objet) sur les contraintes mécaniques qui sont exercées dans les muscles, les tendons, les articulations et les ligaments lors de gestes de la vie quotidienne apparaît comme un enjeu majeur pour la prévention, la réhabilitation et l’ergonomie.
L’objectif de ce travail était de développer un modèle biomécanique de la préhension permettant une estimation de ces variables non mesurables. A titre d’exemple, le paradigme de l’épicondylalgie latérale du coude dans le cadre de la pratique du tennis sera abordé.

11h00

PAUSE

11h20

  • Modélisation, Instrumentation et Précision

Mathieu Boucher, Sensix

ll sera abordé l’importance du choix et de la qualité de la modélisation dans l’analyse scientifique en biomécanique, ainsi que les conséquences des variables d’entrée quelles soient mesurées au travers d’une instrumentation ou définies au travers d’un calcul théorique. L’accent sera mis principalement sur la précision de l’instrumentation et la propagation des incertitudes de mesure.

11h50

  • Plateforme KINOVIS : Applications Potentielles à la Capture du Geste Sportif Sans Marqueurs

Julien Pansiot - équipe MORPHEO - Inria / LJK 

KINOVIS est un projet Equipex (Équipements d'excellence) de plateforme expérimentale. Le but de cette plateforme est de capturer et d'analyser les formes et le mouvement.

Une première plateforme en cours de déploiement dans le centre Inria Grenoble - Rhône-Alpes permettra de capturer de l'information géométrique et photométrique dans un large volume par un grand nombre de caméras vidéo ainsi qu'un système de capture du mouvement par marqueurs.
Une seconde plateforme plus petite, déjà opérationnelle au CHU de Grenoble, permet de capturer une scène simultanément avec dix caméras vidéo et deux récepteurs à rayons X.

Les systèmes de capture du mouvement par marqueurs sont aujourd'hui largement utilisés dans les sciences du sport. Ils permettent d'échantillonner le mouvement par un nombre donné de marqueurs. L'aspect pratique de leur utilisation limite le nombre d'acquisitions à quelques séances d'entraînement spécifiques et empêchent tout enregistrement en compétition. De plus, la mise en place de marqueurs sur le corps influe sur le mouvement.

La plateforme KINOVIS permettra de capturer les mouvements de gestes sportifs sans marqueurs dans un large volume. Elle participera donc à l'élaboration de nouvelles méthodes de capture de mouvement dense, non limitées à un ensemble fini de points, et bien moins intrusives pour les athlètes donc plus faciles à exploiter que les systèmes par marqueurs.

12h10

Ouverture du showroom et déjeuner buffet

   
 

Avec la participation de :

Logo_ANATOSCOPE

Modélisation et simulation de l'anatomie

 
  • Cairn, Équipe de recherche Inria

La reconnaissance de geste par réseau de capteurs sans fil

Logo_HiKoB

Système d’acquisition sans fil et mobile, capturer en direct et au cœur de l’action les indicateurs de performance

Logo_Invensens

Babolat Play

InvenSense nous présente la raquette Babolat Play qui intègre des capteurs dans son manche permettent aux joueurs d’avoir accès à beaucoup d’informations : puissance, zone d’impact de la balle, type et nombre de coups...

Logo_PULSACARE

  • Puls@care, spécialiste dans la performance sportive

Mesure d’équilibre musculaire grâce à un short connecté

Pulsalys

CRIS

  • Pulsalys
    Société d’Accélération du Transfert de Technologie (SATT) de Lyon Saint-Etienne

Tracking automatisé des données acquises par systèmes opto-électroniques

Logo_SENSIX

Capteurs et plateformes de force haute précision

 

Après-midi conférences

13h30

  •  Estimation des efforts de contact dans le genou pendant le mouvement 

Raphaël Dumas, IFSTTAR - Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Choc

Les efforts de contact dans le genou ont été mesurés in vivo à l’aide de prothèses instrumentées sur seulement une douzaine de patients dans le monde à ce jour. Ces informations très rares ont permis de mieux connaitre l’amplitude des efforts de contact au cours de différents mouvements, y compris sportifs comme le tennis ou le ski. Pour ces activités, on mesure entre 4 et 6 fois le poids du corps.

Mais pour être capable d’estimer ces efforts de manière plus courante chez chaque personne, il convient de mettre en œuvre une modélisation musculo-squelettique. Cette modélisation peut être vue comme une extension des méthodes de capture du mouvement (caméras électroniques, marqueurs collés sur la peau, efforts sur ergomètres …). Le principe de cette modélisation est de calculer, par optimisation, les efforts dans les muscles, dans les ligaments, et aux points de contact articulaire à partir de la mesure des accélérations des segments du membre inférieur et des efforts sous le pied. Cette modélisation a été validée en confrontant, pour les quelques patients portants une prothèse instrumentée, les efforts de contact d’une part mesurés et d’autre part calculés.

Il est donc tout à fait possible d’estimer les efforts de contact dans le genou, mais aussi la cheville et la hanche et les forces dans chacun des muscles pour de nombreuses activités sportives et de la vie courante.

14h00

  • Évaluation de l'apport de la compression textile pendant une course à pied

Bertrand Lun , SIGVARIS

Si la plupart des travaux d'investigation sur l'utilisation de la compression élastique textile dans une pratique sportive concluent unanimement vers une efficacité avérée au cours de la phase de récupération, le rendu du port d'articles de compression pendant l'activité reste néanmoins encore controversé.
Certains auteurs ont montré que le port de vêtements de compression pouvait améliorer certaines performances biomécaniques, d'autres investigateurs n'ont pas trouvé les mêmes conclusions pour les mêmes types d'épreuves. Au lieu chercher à démontrer que la chaussette de compression pourrait aider à courir plus ou à réduire la fatigue musculaire du pratiquant, nous nous sommes penchés sur les causes plausibles de la sensation de "confort" ou de "maintien" rapportée par les utilisateurs de manchons de mollet. Pour cela nous avons cherché à évaluer l'impact de la compression sur les oscillations du mollet pendant une course à pied.
La compression élastique du mollet avec le manchon élastique textile Pulse Road réduit le ballottement de la masse musculaire du mollet

14h30

  • Les enjeux de la marque Shock Absrober à travers la modélisation des mouvements de la poitrine lors d'une pratique sportive

Ragheb Blibech,  DBApparel

Shock Absrober, marque de soutiens-gorge de sport n°1 au Royaume-Uni, conçoit des produits à fort quotient scientifique pour les sportives.
La marque a mené en 2005 avec le "Department of Sport and Exercise Science" de l'université de Portsmouth un programme de recherche visant à évaluer et comprendre les mouvements de la poitrine lors d'une activité sportive (course à pied, tennis, volley) via une modélisation 3D de ces mouvements.
Cette étude a permis sur la plan produit/marché l'introduction d'une nouvelle typologie de soutien-gorge dans le marché du sport dite "encapsulation". Les soutiens-gorges d'encapsulation maintiennent la poitrine au lieu de la comprimer. Ceci est meilleur pour la santé de la poitrine (les ligaments de Cooper et la peau sont moins tendus et donc moins fragilisés). Décliné 3 produits brevetés, Runbra, RacketBra et le BallBra, cette offre innovante permet une pratique sportive plus adaptée, plus confortable, plus saine et plus durable.
Sur le plan développement, la modélisation a permis la validation scientifique des soutiens-gorge via un protocole de test issus du programme de recherche. Ce test est aujourd'hui une référence dans la mesure d'efficacité des soutiens-gorge visant à réduire les mouvements de la poitrine.

15h00

  • Babolat Play : les coulisses de la première raquette connectée

Bruno Flament,  InvenSense

La Babolat Play est la première raquette connectée mise sur le marché. Nous présenterons les coulisses de ce projet de Recherche et Développement, de la feuille blanche à la mise sur le marché. Mené par Babolat, il a nécessité la collaboration de 3 entreprises de métiers jusqu’alors disjoints, Babolat leader mondial du sport de raquette, Movea, startup du CEA-LETI, aujourd’hui partie du groupe Invensense, leader et spécialiste du capteur intelligent pour les marchés grand public, et Olgilvy, expert en design graphique, expérience utilisateur, Application et Web. A l’aide de capteurs à bas cout sensibles aux mouvements qu’imprime le joueur à sa raquette, la Play objective le jeu de son utilisateur, en combinant des techniques les plus innovantes en traitement du signal. Confronté au mouvement humain, avec ses variations, ses incertitudes, le produit a nécessité autant d’innovation techniques que d’acquisitions sur le terrain, de test et mises au point.

15h30

  • Un modèle 3D par éléments finis d'un pied chaussé pendant un cycle de marche pour la conception des semelles

Lise Sissler , Oxylane Research  & André Jacques , P2M «Performance Motrice et Modélisation» Institut des Sciences du Mouvement

Ces dernières années, la conception des chaussures de sport a énormément évolué et les pratiquants sont de plus en plus exigeants quant aux propriétés techniques des semelles.

Le but de cette étude était donc de mettre au point un modèle numérique par éléments finis de pied chaussé permettant ainsi de mieux comprendre l'effet des chaussures sur la structure interne du pied en mouvement (et inversement). Le réalisme de ce modèle numérique permettra, par la suite, à la fois de minimiser les contraintes subies par le pied pendant le mouvement, et d'optimiser les semelles de chaussure de sport en termes de matériaux et concepts géométriques en fonction de la pratique.

Mots-clés : Rencontre Inria Industrie Capteur Modélisation geste sportif Modélisation SPORALTEC

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