Étude expérimentale de la variabilité posturale intra- et inter- individus pour la prédiction de la posture de conduite

par Jeanne Bulle

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Xuguang Wang.

Soutenue le 15-11-2013

à Lyon 1 , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (laboratoire) et de Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (laboratoire) .

Le président du jury était Laurence Chèze.

Le jury était composé de Giancarlo Caccia Dominioni, Hans-Joachim Wirsching.

Les rapporteurs étaient Samuel Gomes, Philippe Pudlo.


  • Résumé

    Une prédiction réaliste de la posture de conduite est requise tant pour la protection individualisée des conducteurs que pour la conception de véhicules, tout particulièrement lorsque des mannequins numériques (DHM) sont utilisés dans les premières phases de développement. Des plages étendues de réglage du volant et du siège sont disponibles dans les véhicules actuels, offrant aux conducteurs de nombreuses postures de conduite possibles. Ce travail de thèse vise à quantifier la variabilité intra- (i.e. la variabilité posturale pour un même conducteur) et inter-individu (i.e. la variabilité entre différents conducteurs), ainsi qu'à développer un modèle statistique de prédiction de posture de conduite. Les postures de conduite de 34 volontaires représentatifs de la population européenne ont été mesurées sur 5 véhicules différents. En faisant varier les ajustements initiaux du siège et du volant, une variabilité intra-individu de 22 ± 14 mm dans la direction longitudinale (x) et de 16 ± 12 mm dans la direction verticale (z) ont été observées pour la position du siège. En ce qui concerne la position du volant, une variabilité légèrement plus faible a été observée, 20 ± 15 mm en x et 13 ± 9 mm en z. La position du bassin dépend à la fois du type de véhicule et de l'anthropométrie du conducteur. Plus la hauteur d'assise du véhicule est basse, et plus le conducteur est grand, plus le siège est positionné bas et en arrière. Fait intéressant, l'angle du dossier par rapport à la verticale n'est affecté ni par l'anthropométrie du conducteur, ni par le type de véhicule. Un modèle statistique pour la prédiction de la posture de conduite basé sur les données expérimentales est proposé et comparé à d'autres modèles prédictifs existant. Les postures de conduite recueillies expérimentalement sont aussi comparées aux prédictions obtenues avec le mannequin numérique RAMSIS. Si l'on se base sur les valeurs de variabilité intra-individu pour la position des yeux et du bassin comme critère d'évaluation des prédictions de RAMSIS, seulement 16% et 30% des prédictions peuvent être considérées comme correctes. Différentes solutions pour améliorer les prédictions sont proposées

  • Titre traduit

    Experimental investigation on intra- and inter-individual variability in automotive driving postures for their prediction using a digital human model


  • Résumé

    Realistic prediction of driving posture is required for both individualized protection and vehicle packaging especially when a digital human model (DHM) is used in early phase of a vehicle design. A large range of seat and steering wheel adjustments is available in today’s vehicles, offering many possibilities in driving position. The present PhD thesis aims at quantifying intra- (i.e. postural variability for a same driver) and inter-individual (i.e. variability between different drivers) variability and developing a statistical driving posture prediction model. Driving postures of 34 volunteers were recorded on 5 different vehicles, covering a large range of European drivers’ anthropometry and vehicle types. By varying initial adjustments and comparing road and laboratory conditions, we observed an intra-individual variation in the seat position, 22 ± 14 mm in longitudinal (x) direction and 16 ± 12 mm in vertical (z) direction on average. For steering wheel position, slightly smaller variations were also observed, 20 ± 15 mm in x and 13 ± 9 mm in z directions. As expected, hip position was strongly affected by both vehicle and driver’s anthropometry. Drivers sat lower and more backward for a taller driver and a higher seat. Interestingly, torso angle relative to the vertical direction was affected neither by vehicle nor by stature group. A statistical driving posture prediction model based on collected data is proposed and compared with other existing statistical models. Collected driving postures were also compared with the predictions by the digital human software modeling package RAMSIS. If we refer to the range of intra-individual variation in hip and eye locations for assessing RAMSIS predictions, only 30% and 18% of the predictions can be considered as good. Solutions for improving predictions are suggested


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Claude Bernard. Service commun de la documentation. Bibliothèque numérique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.