Soutenance de thèse de LUCOT Quentin

Résumé de la thèse

La course à pied connaît un essor depuis les années 1970, désormais portée par l'usage massif d'objets connectés pour le suivi de l'entraînement mais présente une forte incidence de blessures. En effet, la course à pied impose une sollicitation répétée sur un grand nombre de cycles exposant le sportif à un risque de blessures important, atteignant jusqu'à 12 blessures pour 1000h de course. Les blessures se situent principalement au genou (dans 28% des cas), au segment pied/cheville (26%) et à la jambe (16%). Même si la prise en charge des pathologies du coureur a connu de nets progrès ces dernières années, le taux de récidive reste particulièrement élevé jusqu'à 70% des cas. Ces constats motivent le développement d'outils capables d'estimer en temps réel des indicateurs de performance et des marqueurs biomécaniques liés au risque de blessure, en conditions écologiques.
Le dispositif développé repose sur un concept de chaussures de running connectées qui permette de limiter l'exposition du coureur aux risques lésionnels et optimiser l'efficacité de ses séances d'entrainement en offrant une analyse en temps réel de ses paramètres biomécaniques. Les chaussures Wizwedge intègrent un dispositif amovible (le wedge) situé sous le talon, d'un volume suffisant pour accueillir une centrale inertielle embarquée, intégrée via un élément imprimé en 3D. L'information inaccessible in situ est enrichie par un modèle éléments finis personnalisable du segment pied-cheville.
Ces travaux s'organisent en trois volets. Le premier formalise les exigences fonctionnelles et la stratégie d'intégration du capteur au sein de la chaussure en utilisant l'impression 3D. Le deuxième volet présente l'algorithme d'analyse de la cinématique et l'extraction de paramètres biomécaniques essentiels dans la prédiction du risque de blessure, de la performance et de la fatigue. Une nouvelle méthode de segmentation de la locomotion humaine représentatif des conditions écologiques a été créée et est basée sur des réseaux récurrents. Le troisième met en œuvre un exemple clinique d'usage du capteur virtuel : le modèle éléments finis est alimenté pour estimer des indicateurs internes et guider une optimisation numérique selon des objectifs mécaniques complémentaires comme la restitution d'énergie, ou la réduction de contraintes locales.
L'ensemble constitue une preuve de faisabilité d'un outil terrain : un capteur inertiel intégré dans une semelle modulable et adaptable, permet d'extraire des paramètres spatio-temporels, cinétiques et cinématiques tandis que la simulation éléments finis apporte une lecture complémentaire, ouvrant la voie à des algorithmes prédictifs.