Analyse biomécanique multi corps et évaluation de la performance lors du départ en BMX race - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Multibody biomechanical analysis and performance assessment in cycling – Application in BMX

Analyse biomécanique multi corps et évaluation de la performance lors du départ en BMX race

Domitille Princelle
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1262636
  • IdRef : 261424025

Résumé

Improve and optimise performance are the core focus of every high-level athlete. Multifactor, performance is based on the improvement of many variables that can have a significant effect on the performance. While key performance indicators in cycling has largely been investigated, some specific disciplines – as the BMX race – have not been much broached. Thisthesis aims at studying the (bio)mechanical determinants of performance during the gate start of a BMX race. Although the pedalling motion has been widely studied in the scientific literature, the majority of experiments have been carried out in the laboratory, in conditions that differ from practice and competitions.Hence, we propose here a methodology to conduct in situ experiments that account for the specificities of this discipline such as the start from behind a motorised starting gate on a launching ramp.Two studies, conducted on a cohort of 8 elite pilots, characterized the pedalling technique and highlighted the added value of a three-dimensional analysis. Indeed, the index of pedal force effectiveness, when including the mediolateral force, is more correlated to performance and relevant to distinguish groups linked to performance (Study 1). Also, the dynamic analysis of pedalling motion highlighted important abduction moments at the knee and hip joints (Study 2). A functional data analysis merging a statistical parametric mapping analysis (SPM) and a clustering analysis, revealed two sub-groups of pilots that again shed light on the links between technique and performance. The culmination of these two studies is the development of a follow-up sheet for pilots and coaches. This report highlights the cross-fertilisation of the collaboration between coaches’ expertise and the scientific knowledge provided by these studies. The last chapter introduces a direct dynamics simulation. Specifically, it includes the development of a specific tire model.
La performance sportive de haut niveau est le résultat de multiples intéractions au sein d’un système complexe dans lequel intéragissent un grand nombre de variables : techniques, materiels, stratégies… Bien que la recherche des déterminants de la performance en cyclisme soit un sujet largement étudié, certaines disciplines spécifiques – tel le BMX – sont encore peu abordées. L’objectif de cette thèse a été d’étudier les déterminants (bio)mécaniques de la performance lors d’un départ en BMX race. Bien que le mouvement de pédalage soit largement étudié, la majorité des expérimentations est réalisée en laboratoire, dans des conditions parfois éloignées de la réalité de la pratique. Une méthodologie d’analyse in-situ a été développée afin de tenir compte des spécificités de cette discipline, notamment le départ arrêté contre une grille s’effectuant sur un plan incliné.Deux études, conduites sur une cohorte de 8 pilotes élite, ont permis de caractériser la technique de pédalage, elles ont notamment mis en avant la plus-value d’une analyse tridimensionnelle. En effet, l’indice d’efficacité, lorsqu’il tient compte de la composante médio-latérale, permet de mieux rendre compte du lien entre technique individuelle de pédalage et performance (Etude 1). Les résultats axés sur la technique gestuelle des pilotes ont mis en avant d’importants moments d’abduction aux articulations du genou et de la hanche (Etude 2). Une analyse des séries temporelles combinant cartographie statistique paramétrique (SPM) et algorithme de classification automatique (clustering) a permis de révéler deux sous-groupes de pilotes et là encore d’éclairer les liens entre technique et performance. Le point d’orgue de ces deux études réside dans la mise au point d’une fiche de suivi des pilotes à destination des entraineurs, laquelle fait état de la fertilisation croisée de la collaboration entre l’expertise accrue des entraineurs et les connaissances scientifiques issues de ces deux études. Enfin, le dernier chapitre initie une approche de simulation directe par contrôle optimal. Il comprend notamment le développement d’un modèle de roue spécifique.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04131317 , version 1 (16-06-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04131317 , version 1

Citer

Domitille Princelle. Analyse biomécanique multi corps et évaluation de la performance lors du départ en BMX race. Biomécanique [physics.med-ph]. Université de Poitiers, 2021. Français. ⟨NNT : 2021POIT2270⟩. ⟨tel-04131317⟩
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