Identification de la cinématique de la colonne vertébrale sur la base des centrales inertielles IMU

(fre) La marche, bien qu’étant un mouvement faisant partie de notre quotidien, demeure un phénomène complexe qui peut être perturbé par plusieurs types de troubles. La colonne vertébrale a par ailleurs un impact non négligeable sur la cinématique de ce mouvement, et un patient atteint de scoliose subira inévitablement une altération au niveau de ses déplacements. C’est pour cette raison que les laboratoires de marche ont vu le jour et visent à analyser différents troubles locomoteurs afin d’optimiser les solutions thérapeutiques. Ce travail a pour but d’étudier la cinématique et la dynamique de la colonne vertébrale à l’aide d’un modèle multicorps et de centrales inertielles IMU –Inertial Measurement Units–. Composés d’accéléromètres, gyroscopes et de magnétomètres, ces capteurs constituent une solution alternative et plus pratique que le dispositif mis en place en laboratoire de marche. Leur fiabilité en terme de précision ainsi que leurs limitations seront exposées dans ce mémoire. Des pistes d’amélioration seront également proposées vis-à-vis de leur utilisation avec un modèle multicorps dans le cadre de l’analyse de la marche.

(eng) Although gait is a movement part of our everyday life, it is a complex phenomenon which can be perturbated by several types of disorders. Besides, the vertebral column has a non negligible impact on the kinematics of this movement, and a scoliotic patient will inevitably suffer from displacement alterations. This is the reason why gait analysis laboratories have emerged, and aim to study locomotor disorders in order to optimize therapeutic solutions. The purpose of the present work is to analyze the kinematics and dynamics of the vertebral column with the help of a multibody model combined with inertial motion sensors. Also called IMU –Inertial Measurement Units–, they are composed of accelerometers, gyroscopes and magnetometers. Those sensors constitute a more practical alternative than the existing gait laboratories facilities. Their reliability in terms of precision as well as their limitations will be exposed throughout this report. Guiding lines for improvement will also be proposed regarding their use with a multibody model for gait analysis.