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Effects of posture on performance and prevention of injury in cycling. Insights from a musculoskeletal modeling approach
No full textLa performance sportive et la prévention des blessures en cyclisme sont étroitement liées à l'amélioration des capacités physiques, de la technique gestuelle ainsi qu'à l'optimisation du matériel utilisé.Dans ce contexte, nous avons étudié l'influence du recul de selle sur l'efficacité du mouvement de pédalage ainsi que sur les efforts internes au niveau du genou. Une approche de modélisation musculo-squelettique a été développée afin de quantifier indirectement les forces musculaires et articulaires exercées à partir de mesures externes cinématiques et dynamiques. Un intérêt tout particulier a été porté sur l'adéquation entre les mesures des efforts extérieurs, le modèle anthropométrique et les mesures cinématiques afin de diminuer les incohérences dynamiques associées à un système surdéterminé.A partir de ces mesures, les effets du recul de la selle sur la performance ont été évalués à travers l'indice d'efficacité de la force produite à la pédale et un nouvel indice, basé sur le travail mécanique externe. Les résultats ont montré qu'un positionnement de la selle plus reculé augmente l'efficacité du mouvement de pédalage.Concernant la prévention des blessures, notre analyse s'est portée sur l'effet du recul de selle sur deux troubles musculo-squelettiques (TMS) fréquents en cyclisme : le syndrome fémoro-patellaire et le syndrome de la bandelette ilio-tibiale. Nos résultats ont montré que le recul de selle ne modifie pas les forces fémoro-patellaires communément incriminées dans la survenue de ce syndrome. Par ailleurs, une position plus reculée augmente les forces fémoro-tibiales de compression par le biais notamment de la contraction excentrique des muscles ischio-jambiers. Bien que le syndrome de la bandelette ilia-tibiale soit classiquement décrit comme un syndrome de friction (syndrome de l'essuie-glace), le calcul de la force d'interaction entre la bandelette iliotibiale et l'épicondyle fémoral a montré que la compression est le facteur discriminant dans le pathoméchanisme. L'approche méthodologique de simulation développée dans ce cadre possède par ailleurs un fort potentiel afin de corriger les défauts techniques, d'optimiser les réglages matériels et améliorer la prise en charge thérapeutique des TMS.Plus généralement, les développements méthodologiques et implications cliniques issus de ces travaux trouvent des applications directes dans le milieu du cyclisme mais aussi dans l'étude de nombreuses activités sportives (notamment sur ergomètre) du point de vue de la performance, de la prévention des blessures et de la rééducation.Performance and prevention of injuries in cycling are closely linked to the optimisation of individual's physical capacity and technique as weil as sport equipment.In this context, we have studied the influence of saddle setback on the effectiveness of pedalling and on knee joint loads. A musculoskeletal modelling was developed to estimate muscle and joint forces from experimental kinematic and dynamic measurements. We first focused on the adequacy between sensors data, anthropometrie model and kinematic measurements to obtain dynamically consistent input data.Then, the effect of sadd le setback on perforn1ance was evaluated through the index of pedal force effectiveness and a new index based on extemal mechanical work. Results have showed that a more backward sadd le position increases the effectiveness of pedalling.As regards to in jury prevention, our analysis focused on the effect of the saddle setback on two knee injuries commonly observed in cycling: the patellofemoral syndrome and iliotibial band syndrome. Our results showed that saddle setback do not influence patellofemoral joint forces that are usually linked to this syndrome. Moreover, a more backward saddle position increases tibiofemoral compression forces due to increasing eccentric contraction of the hamstrings.Commonly described as a friction syndrome, the computation of interaction force between iliotibial band and lateral femoral epicondyle have showed that the compression was the discriminating factor in the occurrence of the syndrome. The simulation approach developed here could be used as an additional tool to help correct potentially hartnful sport techniques, optimise equipment setup/design and improve the treatment of injuries.More generally, this thesis brings new methodological improvements and clinical implications that have broader applications on sport perfortnance, injury prevention and rehabilitation
Analysis of Mathieu Equation Stable Solutions in the First Zone of Stability
No full textAbstractThe paper presents the results of a homogeneous Mathieu equation studies. Mathieu equation solutions are oscillations, modulated in amplitude and frequency. In the computational experiments we found dependences of the given oscillations on the ratio of the coefficients. These dependences are shown in graphs that can be used for an approximate estimation of the Mathieu equation solutions without integration
Multibody biomechanical analysis and performance assessment in cycling – Application in BMX
No full textLa 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.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
Pensar las escalas para pensar las luchas: Autor: Mathieu UHEL
No full textA través de un título sugerente, “pensar las escalas para pensar las luchas”, Mathieu Uhel entreteje la construcción teórico-crítica del concepto escala, generada por la geografía radical anglosajona de finales del siglo XX, con la necesidad/utilidad práctica de la escala para concienciar las luchas sociales. El artículo cumple un doble propósito: por un lado, delinear los elementos de lectura sobre el concepto escala; y, con ello, promover la atención de esta problemática en las luchas contemporáneas. En un primer apartado, Uhel ubica las discusiones académicas en torno a la escala, como herramienta metodológica útil para comprender la complejidad de las sociedades capitalistas; en el segundo apartado, el autor avanza la exposición en torno al contexto de la dimensión escalar del imperialismo capitalista; finalmente, el autor se centra en el rol de la actividad política a escala nacional en la tensa relación entre las imposiciones del capital y la lucha social.Por meio de um título sugestivo, “pensando escalas para pensar lutas”, Mathieu Uhel entrelaça a construção teórico-crítica do conceito de escala, gerado pela geografia radical anglo-saxônica do final do século XX, com a necessidade / utilidade prática escala para aumentar a consciência das lutas sociais. O artigo tem um duplo propósito: por um lado, delinear os elementos de leitura sobre o conceito de escala; e, com isso, promover atenção a esse problema nas lutas contemporâneas. Na primeira seção, Uhel localiza as discussões acadêmicas em torno da escala, como uma ferramenta metodológica útil para compreender a complexidade das sociedades capitalistas; na segunda seção, o autor avança a exposição em torno do contexto da dimensão escalar do imperialismo capitalista; por fim, o autor enfoca o papel da atividade política em escala nacional na tensa relação entre as imposições do capital e a luta social.Mathieu Uhel\u27s suggestive title, “Thinking about scales to think about struggles”, he interweaves the theoretical-critical construction of concept scale, generated by radical Anglo-Saxon geography in the late 20th century, with it´s practical utility to social struggles. The article serves two purposes: on the one hand, Uhel locates academic discussion around scale; and, with this, he promotes attention to this problem in contemporary struggles. In the first section, Uhel locates academic discussions around scale, as a useful methodological tool to understand the complexity of capitalist societies; in the second section, the author advances the argument around the context of the scalar dimension of capitalist imperialism; finally, the author focuses on the role of political activity on a national scale in the tense relationship between the impositions of capital and the social movement
Un coffret d'amputation de l'hôpital militaire de Guingamp.
No full textInternational audienceLa pièce présentée appartient aux collections du Musée de la Chirurgie Pr. Christian Cabrol. A travers la présentation des instruments de ce coffret, témoin de son temps et des techniques alors employées, cette description propose de revenir brièvement sur l'historique de l'instrumentation et des méthodes d'amputation usitées à la fin du XIXe siècle. Le coffret, en bois de chêne, mesure 39 cm de longueur, 12 cm de largeur et 8 cm de hauteur. Sur le couvercle est vissée une plaque de laiton sur laquelle est gravée « Guingamp N° 1 » [Fig. 1]. Sur un côté, on lit « OUEST 1891 » gravé dans le bois. Cela signifie que l'ensemble est destiné à l'armée de la région de l'Ouest. C'est suite à l'arrivée du 48 ème Régiment d'Infanterie à Guingamp en 1875, qu'un hôpital militaire est construit à l'extrémité nord de l'hospice civil. Sa capacité d'accueil est alors de 57 malades. L'intérieur du couvercle est aménagé pour recevoir des instruments. Un rabat sépare les deux compartiments [Fig. 2]. Sur ce dernier est collée une étiquette en papier au nom du fabricant A. Aubry qui liste le contenu du coffret. Toutefois, les instruments sont signés Mathieu ainsi que le fermoir du rabat marqué « Maison Mathieu ». Il semble donc que ce soit un coffret de réemploi. An amputation set from the Guingamp Military Hospital (France)
Biomechanical modelling of the hand to estimate musculoskeletal constraints during thumb-index finger pinch grip
No full textLa préhension manuelle est une des habilités de l’homme la plus développée et la plus utilisée dans la vie de tous les jours. Cette capacité nous permet de saisir et de manipuler des objets dans des configurations aussi nombreuses que complexes. Malheureusement, la main est aussi le siège de nombreuses blessures qui, de par l’importance de la préhension, sont fortement handicapantes. Face à ce constat, comprendre 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 doctoral était de développer un modèle biomécanique de la préhension permettant une estimation de ces variables non mesurables. A titre d’exemple,le paradigme de la pince pouce-index a été utilisé. Dans une première étude, les modèles biomécaniques de la pince disponibles dans la littérature ont été développés et comparés.Suite à cette évaluation, il a été constaté que ces modèles, en particulier le pouce,nécessitaient des améliorations pour permettre une évaluation physiologiquement réaliste lors de la préhension. Dès lors, plusieurs améliorations ont été proposées. Premièrement, une procédure expérimentale a été développée afin d’évaluer et d’inclure les participations mécaniques passives (ligaments, tissus mous, butées osseuses) de l'articulation trapèzométacarpienne. Deuxièmement, des mesures effectuées par IRM ont été utilisées afin d’intégrer l’action mécanique du muscle First Dorsale Interosseous dans l’équilibre du pouce,ce muscle étant alors négligé malgré son importance dans les tâches de préhension.Troisièmement, une méthode expérimentale permettant d’évaluer plus facilement et plus précisément, in situ, les axes de flexion/extension et d’adduction/abduction de l’articulation trapèzométacarpienne a été proposée et évaluée. Enfin, le modèle biomécanique incluant ces améliorations a été mis en œuvre dans une dernière étude ergonomique visant à étudier l’effet de la taille de l’objet manipulé sur les forces musculaires et articulaires.Manual precision grip is one of man's most developed and most used ability in everyday lifeactivities. The negative outcome is the high exposure of the hand to repetitive stress injurieswhich are often very disabling. Thus, the understanding of the mechanical stress exerted inmuscles, tendons, joints and ligaments during gripping tasks appears as a major issue forinjury prevention, rehabilitation and ergonomic considerations. This doctoral work aimed atdeveloping a biomechanical model of the grip to estimate the unmeasurable internal loads. Asan example, the classical paradigm of the thumb - index finger grip was used. In a first study,the biomechanical models of the thumb available in the literature were compared and severalimprovements proposed in order to obtain more physiologically realistic predictions. First, anexperimental method was developed to evaluate and include passive structures moment intothe equilibrium of the trapeziometacarpal joint (TMC). Secondly, MRI was used to integratethe mechanical action of the First Dorsal Interosseous muscle at the TMC, since this musclehas commonly been neglected in thumb models but seems essential during pinch grip.Thirdly, the kinematic model which has to be used with the anthropometric data of tendonmoment arms was evaluated and compared to our proposition of a functional method toassess, in situ, the axes of rotation of the TMC. Finally, the biomechanical model includingthese improvements was implemented in an ergonomic study. We investigated the effect ofobject width on grip forces and muscles/joints loads. This doctoral work finds its consistencyin its desire to develop and apply the biomechanical modelling of the hand in the fields ofclinical and ergonomics
Electromyographic intra individual variability in front crawl swimming
No full textThe purpose of this study was to assess the intra-individual variability of two bilaterally
measured EMG signals (deltoideus medialis and rectus abdominis) in front crawl
swimming and compare the influence of the normalization technique on several variability
measures. Fifteen well-trained adult male competitive swimmers were tested and four
additional measures of variability besides mean and standard deviation were calculated.
The repeatability of swimming movements was high for both tested muscles and one
stroke cycle might be sufficient to determine a swimmers movement pattern. Variance
ratio was suggested as a preferred additional measure of variability as it was least
susceptible to differences in normalization method.status: Publishe
Mathieu Ichou, Les Enfants d’immigrés à l’école
No full textIt is common to hear in the fields of educational and immigration sociology that on average, the children of immigrants do not perform as well in school as children of native-born parents. Mathieu Ichou offers an innovative sociological analysis on a topic that is heavily exploited by political and media discourse, and subject to much scientific controversy. The author takes distance from the homogenized vision of a “second generation” of students who have totally failed academically, and rep..
Measuring impacts and informing modelling processes
No full textPrimarily using rugby union situations as case study examples for the practical demonstration, the initial part of the session will discuss both familiar and emerging techniques to measure the biomechanics of sport impact situations. We will cover some of the issues that need to be accounted for to acquire robust data in such complex environments, and we will discuss how experimental measures can be either used in their own right to develop knowledge of impact biomechanics or can provide data to input a modelling pipeline and for model validation purposes
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