Le projet médico-postural : Congrès - Conférences - Colloques

La déformation d’un matériau élastique sous l’effet d’une force peut être traduite en signal électrique proportionnel à ladite force grâce à  des jauges d’extensomètrie placées et collées sur le lieu de son expression optimale. Le capteur palmaire (fig.1) est une capsule étanche dont le couvercle forme une membrane encastrée en matériau non corrosif. Sa déformation sous l’effet de la pression hydrodynamique est transcrite en signal électrique par 4 jauges de contrainte connectées pour former un pont de Wheatstone. Le circuit est enduit d’un vernis assurant protection et étanchéité.
Le capteur digital est composé d’une lame flexible prise en étau sur une extrémité et laissée libre sur l’autre extrémité. L’exercice des forces sur cette extrémité entraîne la flexion de la lame qui est traduite en signal électrique là aussi, par 4 jauges de contrainte. L’ensemble est recouvert d’un produit d’étanchéité (fig. 2 et 3)

Les ponts de jauges des capteurs sont connectés aux entrées d’une interface électronique à l’intérieur d’un boîtier étanche et déporté sur l’avant bras de la nageuse. L’interface est chargée d’amplifier le signal de force, de le numériser à la cadence de 20 Hz et de l’émettre vers le bateau d’assistance et de logistique. L’émission et la réception s’effectuent selon le protocole ZigBee®. La portée théorique à vue de l’émetteur est de 10km. Les accumulateurs de 3,3 volts autorisent une autonomie de 3 heures, suffisante pour une phase relais de nage.

Dans une séquence d’enregistrement, SWIMMEX® permet la sélection du nageur, du type de capteur, le monitoring, la validation et l’enregistrement avec possibilité de pause et de reprise. Tous les événements sont datés (figure 4)

En attendant le dépouillement complet de la masse des données engrangées, nous ne donnerons ici qu'une impression d'ensemble sur la base d'une analyse plutôt qualitative. L'observation des signaux de force, au cours d'une séquence de nage à genoux nous permet de caractériser un cycle de nage avec sa période, ses phases de traction et de propulsion, sa composition spectrale, sa vitesse, son accélération, ses extremums et ses singularités. (fig.5).

Les trois nageuses ont adopté la même tactique de début de nage dans cette course, probablement pour des considérations d'économie d'énergie, de gestion du travail et d'ergonomie s'agissant de la posture choisie sur la planche. Elles commencent en position allongée. Puis, durant la course, elles alternent position allongée et position à genoux. Ces modes de nage, qui se distinguent par des mouvements de bras différents, exhibent des signaux de force d'amplitude, de fréquence, et de cycles travail/repos différents (fig. 8).

Fig.8 Ces 2 échantillons de 50 sec. montrent que les cycles de nage sont produits en salve de travail de durée Tt, d'amplitude moyenne Am et de période de repos Tr. La comparaison "posture allongée" (fig.a), vs "posture à genoux" (fig.b) montre : i) Tta > Ttb ; ii) AmaTr, alors qu'en b, Tt

L'observation du tracé d'une période du signal de force, met en évidence des points qui marquent le début et fin des différentes phases comme : le point d'attaque dans l'eau, les phases de traction et de propulsion, les extremums, etc. Des algorithmes basés sur l'étude de la dérivée première et seconde nous ont permis d'exhiber les maximums de vitesse (fig. 9a en rouge) et d'accélération (en bleu). La transformée de Fourier (fig. 9b) du signal de force dans les deux conditions posturales des nageuses montre un pic d'amplitude de 0,66 Hz dans un échantillon de nage "alternée"» et un pic de 0,87 Hz dans un autre échantillon de nage "parallèle" (non montré). La composante lente rend compte de la périodicité travail/repos.

Fig. 9 figure a, on a reporté, le profil de poussée, sa vitesse et son accélération. L'observation des signaux de vitesse et d'accélération permet d'accéder aux différents épisodes de l'évolution de la force propulsive. La FFT d'un échantillon de nage alternée (figure b), exhibe 2 pics, le premier pour le cycle travail/repos, le second, de 0,66 Hz pour le cycle du signal de force enregistré sur un bras. Dans ce cas, la fréquence à considérer serait double par le fait de l'alternance des bras i.e 1,32 Hz. Au total, la fréquence des épisodes motrices en alterné est plus grande que celle en parallèle, mais avec une amplitude plus faible.