Equilibre et mouvement : représentation, contrôle et modélisation chez l'homme

par Sylvie Vernazza - Martin

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Jean Massion.

Soutenue en 1998

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    L'ensemble des travaux contenus dans cette these a pour objectif d'etudier les mecanismes mis en jeu dans le controle de l'equilibre au cours d'un mouvement volontaire chez l'homme. Il s'articule autour de trois grands types d'analyse concernant la variable globale stabilisee (position du centre de masse : cm), les parametres controles (cinematiques ou musculaires) par le systeme nerveux et la nature du controle central (unique ou multiple ; boucle ouverte et/ou boucle fermee). Deux types de mouvements volontaires ont ete etudies : une inclinaison du tronc dans le plan sagittal et une elevation du bras dans le plan frontal. Pour chacun d'eux, deux objectifs contradictoires doivent etre realises. L'un consiste a deplacer un ou plusieurs segments vers un but, l'autre a maintenir l'equilibre. La coordination entre equilibre et mouvement sera decrite a partir d'analyses cinematiques, cinetiques (plate-forme de force) et electromyographiques. La variable globale que represente le cm a ete analysee au cours de trois etapes du mouvement : la posture initiale, le mouvement lui-meme, la posture finale en modifiant ou en supprimant les contraintes liees a l'equilibre (charge additionnelle, reduction de la surface d'appui au sol, microgravite). Cette analyse a permis de distinguer deux types de controle du cm : un controle de position ou statique et un controle de deplacement ou controle dynamique. Le controle dynamique est le resultat d'un controle central unique qui s'organise en boucle ouverte et boucle fermee. Son organisation en boucle ouverte pre-regle la contribution de chaque articulation dans le mouvement et permet un controle du cm des le debut du mouvement (phase balistique). Elle se maintient en l'absence de pesanteur malgre la disparition des contraintes liees a l'equilibre. En normogravite, elle est etroitement liee a une pre-evaluation de ces contraintes (masse additionnelle, reduction de la surface d'appui au sol) qui va determiner son gain et sa duree. Son organisation en boucle fermee regle le gain de la contribution de chaque articulation et est a l'origine d'un controle dynamique agissant dans la partie finale du mouvement (phase de correction). Ce controle en boucle fermee, observable des avant la fin du mouvement, devient cependant preponderant apres la fin du mouvement ce qui indique egalement son intervention dans le controle statique. Les parametres controles par le controle central unique sont de nature cinematique : il determine le couplage articulaire et le decours temporel du mouvement (amplitude et duree), assurant a la fois le controle du cm au cours du mouvement et le mouvement lui meme.


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