Activités de recherche

Présentation du laboratoire de recherche

Ma nouvelle équipe de recherche s'intitule "Département de Recherche en Prévention Innovation et Veille Technico-Sportive". Ce département fait partie de l'équipe d'accueil EA4267 2SBP. 

Thématiques de recherche de l'équipe 

L'étude de la locomotion humaine et son interface avec la machine (dans certaines activités) est au cœur de la thématique de l'équipe « Biomécanique et mécanismes ». Cela requiert la mise en œuvre de déterminants physiologiques, biomécaniques énergétiques et psychologiques. Les personnes vieillissantes, les personnes handicapées, les athlètes de haut niveau ont en commun d'être dans une situation où elles doivent optimiser leur efficience motrice. L'axe de recherche de l'équipe porte donc sur l'évaluation et l'optimisation de l'efficience motrice. Elle dispose pour cela d'un plateau technique qui comporte différents instruments de mesures permettant d'évaluer la motricité humaine sous ses aspects biomécaniques, physiologiques et psychologiques.

Or, on sait que quel que soit le mode de locomotion, l'évaluation des capacités motrices en condition réelle de déplacement, se trouve être affectée par la sensibilité des outils d'évaluation aux changements du milieu naturel. Il s'ensuit que l'équipe se positionne sur la conception, la réalisation, la validation et l'utilisation de nouveaux équipements, nommés « ergomètres », permettant d'effectuer et de reproduire des exercices dans un environnement stable. Un ergomètre a donc pour tâche de simuler au mieux, en laboratoire, la propulsion telle qu'elle se déroule sur le terrain, maîtrisant ainsi les paramètres climatiques et environnementaux. De nombreux dispositifs ergométriques, qui actuellement sont disponibles sur le marché, ont alors été développés à partir de ce constat. Cependant, le nombre de paramètres contrôlés et la précision obtenue sur les grandeurs mesurées par ces appareils sont en général très limitées. D'autre part, sachant que, pour les besoins de recherche, les tests portent aussi bien sur des personnes nouvellement handicapées, donc très faibles, que sur des athlètes de haut niveau, ils ne sont généralement pas adaptés à ces cas extrêmes. Ainsi, se pose la nécessité pour notre équipe de transformer et d'adapter ces outils existants ou celle d'étudier, concevoir et réaliser des ergomètres entièrement nouveaux.

Le programme de recherche de notre équipe consiste également à identifier et à mieux comprendre le rôle spécifique des facteurs mécaniques, physiologiques et psychologiques expliquant les différences de coût énergétique de la locomotion chez le cycliste. Dans ce but, l'équipe applique et tente de généraliser les fonctionnements mécaniques et énergétiques validés lors de l'exercice musculaire, à la modélisation du coût énergétique de la locomotion en cyclisme. Dans le domaine appliqué, on pourra conseiller le sédentaire, le sujet pathologique ou l'athlète dans le but d'optimiser le coût énergétique de sa locomotion. Enfin ces études peuvent servir à mieux concevoir le matériel utilisé par les sportifs valides ou lors d'activités physiques adaptées. Afin de pouvoir réaliser son programme, l'équipe dispose de compétences dans les domaines de l'application des modèles mathématiques et physiques utilisés lors de la modélisation mécanique et énergétique de la locomotion humaine à des situations de locomotion in vivo ainsi que dans la conception et la mise au point d'ergomètres et de systèmes de mesures mécaniques.

Depuis 4 ans les premiers travaux de notre équipe portent en priorité sur trois axes de recherche : 1) l'analyse biomécanique et énergétique du déplacement à bicyclette et à la marche, 3) l'analyse et l'optimisation des variables déterminantes de la performance en cyclisme, 3) l'influence du stress physiologique et thermique sur les réponses mécaniques au tir en biathlon et 3) la construction - validation de nouveaux ergomètres (ergocycles, pédales, semelles). 

Définition de mon activité de recherche 

Mon activité de recherche est centrée sur l'évaluation et l'optimisation des variables de la performance en cyclisme. Elle s'appuie sur une thématique de recherche centrée sur les STAPS et sur une logique de recherche soutenue par l'équipe « Biomécanique et mécanisme » et le CNRS. Cette logique de recherche souhaite d'une part, répondre aux attentes de la Fédération Française de Cyclisme en analysant les observations des entraîneurs sur le terrain, en leur donnant des réponses scientifiques par rapport aux questions qu'ils se posent et d'autre part, analyser et optimiser les principales variables de la performance afin de rationnaliser le processus d'entraînement des athlètes pour l'établissement de performances maximales. Elle permet d'apporter une dimension scientifique au cyclisme afin d'améliorer les connaissances techniques et scientifiques. La richesse de cette logique de recherche est qu'elle s'appuie sur différents champs scientifiques pour la conduite des études : biomécanique, physiologie et psycho-physiologie. Aucun champ scientifique n'est occulté afin de faire la meilleure analyse possible de l'activité.

Les différentes études conduites s'appuient sur des collaborations étroites avec la Fédération Française de Cyclisme et des sociétés privées (LOOK CYCLE INTERNATIONAL © , PRO-RACE EUROPE ©, MATSPORT ©, POLAR ©). Cela autorise une partie des frais de financement des thèses et des bourses (CIFRE ou privées) pour les étudiants. Les principales études qui ont fait l'objet d'une thèse ont été conduites sur les sujets suivants :

•  Les facteurs mécaniques du rendement musculaire de la locomotion chez l'homme en condition maximale et sous maximale. Application à la propulsion en bicyclette et fauteuil roulant.

•  Etude de l'interface homme-machine en cyclisme à partir de l'analyse biomécanique du pédalage et de la réalisation d'un ergomètre .

•  Etude et conception d'une pédale dynamométrique à 5 ddl. Optimisation de structures composites carbone époxyde.

•  Analyse de l'activité musculaire (EMG) du pédalage en relation avec la performance en cyclisme.

Deux autres thèses sont actuellement en cours sur les sujets suivants :

•  Analyse du suivi longitudinal biomécanique et physiologique du coureur cycliste compétitif.

•  Validation d'un nouveau pédalier en cyclisme (le PAM).