Analyse tri-dimensionnelle de la gestion des mouvements vrillés en gymnastique : la simulation : vers un outil de formation des entraîneurs en activités acrobatiques

par Arnaud Decatoire

Thèse de doctorat en Biomécanique, bio-ingénierie

Sous la direction de Olivier Bonneau, Alain Junqua et de Jacques Duboy.

Soutenue en 2004

à Poitiers , dans le cadre de École doctorale des sciences pour l'ingénieur et aéronautique - SPI&A (Poitiers) , en partenariat avec Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (autre partenaire) .

mots clés

• Systèmes mécaniques articulés
• Simulation par ordinateur
• Mécanique humaine
• Logiciels -- Validation

Résumé

La compréhension de la gestion des mouvements aériens lors d'acrobaties complexes en gymnastique est abordée à partir d'une analyse mécanique. Une méthode d'analyse cinématographique 3D ainsi qu'un algorithme de simulation du mouvement aérien sont développés, présentés et validés à l'aide de saltos vrillés. Le concept de transfert de moment cinétique est clarifié ; sa mesure nous amène à émettre une hypothèse relative aux difficultés de gymnastes débutants, réalisant une fausse vrille. L'évaluation originale de la part relative de la vrille de contact, de la vrille aérienne et de la vrille du chat dans un salto vrillé est proposée. Le rôle tenu par les membres supérieurs est abordé en modifiant la gestuelle d'origine du gymnaste en phase aérienne ; l'efficacité du retard dans l'adduction d'un membre supérieur nécessaire au déclenchement de la vrille dans un salto est évaluée dans plusieurs cas de figure. La comparaison des efforts articulaires calculés en dynamique inverse s'exerçant aux épaules, lors d'un salto vrillé et lors de la même gestuelle réalisée à l'arrêt, amène des éléments de réflexion relatifs à l'apprentissage de tels mouvements.

Titre traduit

3d mechanical analysis of twisting movements management in gymnastics : simulation : a teaching tool for the education of acrobatic activity's trainers

Résumé

The purpose is the understanding of the aerial movement's management during complex acrobatics in gymnastics using a mechanical analysis. A three-dimensional cinematographic analysis method and a simulation algorithm of aerial movement are developed, presented and validated using twisting somersaults. The concept of angular momentum transfert is clarified; its measure leads us to express an hypothesis concerning the difficulties of the beginner who perform a false twist. An original evaluation quantitative method of the contact, aerial and cat twist contributions in a twisting somersault are proposed. The upper limbs' action in the twist creation is analysed by changing the original coordination during the aerial phase. The effectiveness of the upper limbs' delaying adduction, which create twists is evaluated by considering several cases. The shoulder joint torques are calculated using inverse dynamic's method during a twisting somersault and compared with the ones obtained during the realization of same coordination without somersault. It leads reflexion elements relating to the training of these kind of movements.