Hdr Année : 2019

Analysis and simulation of the standing balance maintenance in humans

Analyse et simulation du maintien de l'équilibre debout chez l'humain

Résumé

This thesis presents a summary of my research on standing balance in humans. Theseworks were carried out since my recruitment at the Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC) in 2008. They mainly concern the development of tools and methods to analyze and simulate the balance regulation mechanisms potentially faulted in case of a fall. These works explicitly considered the dynamics and constraints of the mechanical system that is the human body. Although we chose to use very simple representations of this mechanical system, it allowed us to account for the main phenomena involved. After a presentation of the main concepts associated with the standing balance for humans (Chapter 1), two types of studies were presented : 1) the analysis of the balance maintenance during walking (Chapter 2), in order to understand how the equilibrium constraints impact the gait and to identify possible deficiencies ; 2) the simulation of the balance maintenance under external perturbations (Chapter 3), in order to identify the situations giving rise to a significant risk of falling and possibly to remedy them. The limits of these works and the research perspectives are presented throughout the manuscript and then summarized in a final chapter (Chapter 4).

Ce mémoire d'habilitation à diriger des recherches présente une synthèse de mes travaux de recherche portant sur le maintien de l'équilibre debout chez l'humain. Ces travaux ont été réalisés depuis mon recrutement au Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC) en 2008. Ils concernent principalement le développement d'outils et de méthodes pour analyser et simuler les mécanismes de régulation de l'équilibre potentiellement mis en défaut lors d'une chute. Une des particularités est la prise en compte de la dynamique et des contraintes du système mécanique qu'est le corps humain. Nous avons fait le choix d'utiliser des représentations très simples de ce système mécanique qui permettent néanmoins de rendre compte des principaux phénomènes en jeu. Après une présentation des principaux concepts associés au maintien de l'équilibre (Chapitre 1),deux types d'études ont été présentés : 1) l'analyse des mécanismes de maintien de l'équilibre lors de la marche (Chapitre 2), dans le but de comprendre comment la contrainte d'équilibre impacte la marche et d'identifier d'éventuelles déficiences ; 2) la simulation du maintien de l'équilibre perturbé (Chapitre 3), dans le but d'identifier les situations engendrant un risque de chute important et éventuellement d'y remédier. Les limites de ces travaux et les perspectives de recherche qui en découlent sont présentées au fil du manuscrit puis rappelées dans un dernier chapitre (Chapitre 4)

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Citer

Thomas Robert. Analyse et simulation du maintien de l'équilibre debout chez l'humain. Biomécanique [physics.med-ph]. Université Claude Bernard Lyon 1, 2019. ⟨tel-02414301⟩
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