Thèses et HDR
Thèses et HDR soutenues au sein du laboratoire - 2006-présent
Rôles des propriétés mécaniques et des coordinations musculaires dans l'optimisation de la puissance maximale en pédalage : intérêt d'une approche neuromécanique.
Mots clés : coordinations, neuromusculaire, fatigue, exercice maximal
Direction : F. Hug ; Co-direction : S. Dorel
D'une meilleure compréhension du comportement musculo-tendineux vers l'optimisation de la performance en sprint en cyclisme.
Mots clés : Relation force-vitesse, muscle-tendon, pédalage
Direction : S. Dorel ; Co-direction: A. Nordez
Les relations force-vitesse et puissance-vitesse témoignent des qualités neuromusculaires du coureur cycliste et déterminent en partie ses capacités à performer lors d'une arrivée au sprint. L'optimisation de la production de puissance maximale passe indéniablement par une meilleure compréhension du mouvement de pédalage. En effet, cette tâche multi-segmentaire fait intervenir simultanément des muscles aux propriétés anatomiques et architecturales différentes (i.e. muscles mono et bi-articulaires, agonistes et antagonistes) afin de produire et d'orienter efficacement la force sur la pédale. Ce projet de recherche vise à mieux comprendre les contraintes imposées au système musculo-tendineux du membre inférieur lors de l’exercice maximal de pédalage, dans le but de proposer et tester des pistes innovantes d’amélioration de la performance en sprint en cyclisme sur route. Nous nous intéresserons aux effets de la cadence de pédalage, au positionnement du coureur (assis vs danseuse) et à celui des cales sur les modalités de sollicitation des structures contractiles (i.e. régime de contraction et vitesse de raccourcissement) et des structures élastiques (stockage-restitution d’énergie)
Modulations et adaptations nerveuses associées au régime de contraction excentrique chez des participants sains jeunes et âgés.
Mots clés : Excentrique ; Modulations nerveuses ; Inhibition présynaptique ; Réflexe H; Dommages musculaires
Direction : M. Jubeau ; Co-direction : C. Cornu ; Co-encadrant : Thomas Cattagni
De prime abord, lorsque que l’on réalise une contraction musculaire, celle-ci semble simple et instinctive. Cependant, elle implique le fonctionnement coordonné de plusieurs mécanismes neurophysiologiques et biomécaniques complexes. Ainsi lorsque qu’un groupe musculaire est activé par une résistance supérieure à la force produite, nous observons un allongement du système musculo-tendineux. Ce type de contraction, avec un étirement musculaire, définit le régime de contraction « excentrique » bien connu pour sa capacité à générer des dommages musculaires. Ce régime de contraction semble pertinent pour lutter contre le vieillissement musculaire, notamment en générant une augmentation de la production de force associée à une faible demande énergétique. Face à cette modalité de contraction, le système nerveux central induit des réponses nerveuses uniques, bien distinctes des autres régimes de contraction (isométrique et concentrique). Par conséquent, l’étirement (i.e. particularité de l’excentrique) est détecté par des récepteurs mécaniques situés à l’intérieur de nos muscles appelés fuseaux neuromusculaires, induisant alors une contraction réflexe par l’intermédiaire d’afférences (i.e. Ia, Ib, II), visant à protéger l’intégrité musculaire. Durant de nombreuses années ce réflexe myotatique était défini comme étant une boucle réflexe, médiée exclusivement par des afférences musculaires. Cependant, le fonctionnement de ce réflexe serait en réalité beaucoup plus complexe, régi à la fois par la sensibilité de nos fuseaux neuromusculaires, mais également par de multiples facteurs tels que les mécanismes de l’inhibition présynaptique par l’intermédiaire d’interneurones recevant des ramifications nerveuses de nombreuses afférences (e.g. Ib, récepteurs cutanés, activité agoniste et antagoniste) et pour finir par des innervations provenant du cortex moteur. Toutefois, ces modulations spécifiques liées à l’excentrique seraient majoritairement conditionnées par des modulations de l’inhibition présynaptique. Malheureusement à ce jour, cette hypothèse reste encore à confirmer chez de participants sains jeunes, mais aussi âgés. L’objectif de ce travail de thèse sera dans un premier temps de caractériser l’influence du régime de contraction excentrique sur les mécanismes de l’inhibition présynaptique chez des participants sains jeunes et âgés. Pour cela, nous utiliserons des techniques de stimulations nerveuses spécifiques (i.e. réflexes H conditionnés et répétés dans des intervalles de temps différents) durant des contractions (i.e. excentriques, isométriques et concentriques) afin d’apprécier les ajustements présynaptiques. Ensuite, nous évaluerons l’influence que peut avoir la longueur musculaire sur ces mêmes mécanismes. Enfin, nous terminerons par identifier le lien qu’il peut exister entre les adaptations nerveuses à l’excentrique et l’apparition des dommages musculaires chez des individus sains jeunes et âgées .
Caractérisation in vivo des propriétés viscoélastiques du plancher pelvien de la femme au cours de la grossesse.
Mots clés : élastographie, accouchement, plancher pelvien, grossesse
Direction : A. Nordez; Co-direction: X. Fritel et F. Pierre
Les troubles périnéaux sont principalement représentés par les déchirures périnéales graves, les incontinences urinaires urinaire et anales, les troubles de la sexualité. L’origine de ces pathologies est très souvent associée au traumatisme du plancher pelvien de la femme au moment de l’accouchement par les voies naturelles. Des données récentes met
tent en évidence qu’il existe une notion de susceptibilité individuelle vis-à-vis du risque de survenue du traumatisme périnéal et de ses conséquences. Cette susceptibilité individuelle dépendrait, notamment, des caractéristiques biomécaniques du plancher pelvien de la femme. L’objet de ce travail est d’utiliser la technique d’élastographie par onde de cisaillement pour étudier les propriétés viscoélastiques du plancher pelvien de la femme et leurs variations au cours de la grossesse. Nous étudierons si les muscles du plancher pelvien ont un comportement biomécanique différent des muscles périphériques (membres supérieurs et inférieurs) et nous rechercherons s’il existe une association entre ces caractéristiques biomécaniques et le mode d’accouchement ainsi que le risque de traumatisme périnéal important. Les objectifs pratiques sont : améliorer nos capacités de prédiction du mode d’accouchement et du traumatisme périnéal grave, de pouvoir proposer aux femmes enceinte une évaluation individualisée de ce risque et ainsi de leur proposer une décision personnalisée du mode d’accouchement.
Modélisation biomécanique du point de couture.
Mots clés : modèle biomécanique, membre supérieur, troubles-musculo-squelettiques
Direction : A. Nordez; Co-direction: J. Rossy et F. Hug
Un geste précis tel que le point-main en couture, se caractérise par sa complexité technique, sa précision et la souplesse du poignet qu’il exige.
L’objectif est de créer un modèle biomécanique du geste du « point de couture main » réalisé par des experts pour pérenniser le savoir-faire et prévenir des blessures.
Afin de répondre à cet objectif, trois étapes sont nécessaires à notre raisonnement : une analyse cinématique, une analyse de la géométrie musculo-articulaire et une analyse des coordinations musculaires.
Toutes ces étapes participent à la création et la précision du modèle biomécanique permettant de quantifier précisément les sollicitations biomécaniques et physiologiques mises en jeu lors de la réalisation du point-main en fonction du niveau d’expertise.
Le rôle des coordinations musculaires dans le développement des troubles musculo-squelettiques.
Mots clés : troubles musculo-squelettiques, coordinations musculaires, tendinopathie d'Achille.
Direction : F. Hug; Co-encadrements: L. Lacourpaille et T. Dick.
Les troubles musculo-squelettiques sont considérablement répandus, ce qui affecte significativement la qualité de vie de la population mondiale. Parmi ces troubles, la tendinopathie
d’Achille pose particulièrement problème car sa prévention et son traitement demeurent inefficaces. Des études récentes suggèrent que des déséquilibres de forces au sein des muscles s’insérant sur le tendon d’Achille seraient l’un des facteurs à l’origine de cette pathologie. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre la genèse et le développement de la tendinopathie d’Achille afin d’optimiser, à terme, son identification et son traitement. Dans un premier temps, nous comparerons les coordinations musculaires de personnes saines et symptomatiques dans des tâches dynamiques telles que la marche et la course. Nous observerons ensuite l’évolution des coordinations musculaires au cours d’un protocole thérapeutique et le lien que ces coordinations entretiennent avec les paramètres cliniques. Enfin, nous analyserons la survenue des tendinopathies d’Achille dans un groupe de coureurs préparant le marathon qui constitue une population à risque. Lors de ces différentes études, l’estimation des forces mises en jeu et donc des contraintes biomécaniques appliquées sur le système musculo-squelettique sera réalisée de manière innovante grâce à un modèle biomécanique nécessitant des mesures IRM, échographiques et électromyographiques. Fatigabilité neuromusculaire et capacités fonctionnelles de patientes atteintes de cancer du sein : mécanismes et prédiction de l'apparition de fatigue liée au cancer.
Mots clés : fatigue ; cancer ; neuromusculaire.
Direction : A. Rahmani; Co-direction: B. Morel-Prieur
La fatigue liée au cancer est un des effets secondaires les plus communs et éprouvants de la maladie et des traitements associés. Cette fatigue perturbe non seulement la qualité
de vie des patients au moment de la maladie, mais pour un grand nombre d’entre eux les répercussions s’étendent jusqu’à plusieurs mois ou années après la rémission. Malgré ses effets délétères, la fatigue liée au cancer est encore aujourd’hui très peu prise en charge. Chercheurs et cliniciens ont identifié deux principaux paramètres qui limitent les progrès sur ce sujet : l’absence de consensus sur les méthodes d’évaluation de la fatigue et une mauvaise compréhension de ses mécanismes sous-jacents. Bien que de multiples facteurs physiologiques et comportementaux aient pu être associés au développement et à la persistance de cette fatigue, les méthodologies des études réalisées jusqu’à présent ne permettent pas clairement d’identifier des causes ou des processus. La nature multifactorielle du phénomène étudié laisse présager des interactions complexes et systémiques entre des dimensions biologiques, psychologiques et sociales. Ce projet vise à déterminer des paramètres objectifs de la fatigabilité des patients atteints de cancer au moyen de méthodes neurophysiologiques et d’évaluation des capacités fonctionnelles. Le second objectif sera de participer à la validation expérimentale d’un modèle biopsychosocial du développement et de la persistance de la fatigue liée au cancer. Chaque session expérimentale comportera un test d’Astrand-Rhyming, une mesure de fatigabilité neuromusculaire des muscles fléchisseurs plantaires de la cheville ainsi que des mesures de contrôle postural. L’activité physique spontanée, le sommeil ainsi que la variabilité cardiaque seront enregistrés pendant la semaine suivant l’expérimentation. Les participants répondront également à des questionnaires évaluant notamment leur qualité de vie et la fatigue liée au cancer .
Caractérisation physiopathologique de la fonction neuromusculaire d'une population à comorbidités multiples souffrant d'insuffisance rénale chronique avancée, pour l'implémentation d'un programme d'activité physique adaptée.
Mots clés : Fatigabilité, maladie rénale chronique, physiopathologie.
Direction : S. Durand; Co-direction: B. Beaune
Les reins ont un rôle déterminant dans la gestion de l'équilibre physiologique interne en servant schématiquement de filtre au sang. La santé des reins est donc d'une importance vitale et une perte de capacité de filtration entraîne un bouleversement systémiqu 
Ainsi, le but de ce projet est de définir les caractéristiques mesurables de la fatigue neuromusculaire ainsi que sa prévalence chez les patients avec une insuffisance rénale chronique avancée par rapport à une population contrôle pour définir dans un temps futur, une prise en charge adaptée en terme d'activité physique.
Compréhension de la distribution de la commande nerveuse entre muscles synergistes durant des tâches mono-articulaires.
Mots clés : commande nerveuse, coordinations musculaires, muscles synergistes.
Direction : F. Hug; Co-direction: L. Lacourpaille et K. Tucker
La force produite par un muscle résulte de la combinaison de la commande nerveuse qu'il reçoit et de plusieurs caractéristiques biomécaniques. Lorsque de multiples muscles agissent
sur une même articulation, la nature de la relation entre la distribution de la commande nerveuse entre ces muscles synergistes et leurs caractéristiques biomécaniques est mal connue. Cette question est fondamentale pour comprendre comment le système nerveux coordonne l'activation des muscles synergistes, ce qui est nécessaire pour comprendre le contrôle de presque toutes les articulations du corps. L'objectif de ce travail de thèse est de comprendre comment la commande motrice est distribuée entre muscles synergistes afin de produire des tâches motrices simples et de déterminer si cette distribution de la commande motrice peut être modifiée de manière aigüe ou chronique. Nous étudierons si la distribution d'activation entre muscles synergistes estimée par de l'électromyographie de surface représente parfaitement ou non la distribution de la commande nerveuse. Nous déterminerons jusqu'à quel point la distribution de la commande motrice entre muscles synergistes peut être modifiée transitoirement par une action volontaire ou par des modifications des retours sensoriels d'une muscle. Enfin nous investiguerons si la distribution de la commande nerveuse entre muscles synergistes s'adapte à des modifications de la capacité de production de force relative entre ces muscles. Ces études seront réalisées en utilisant des électromyographies de hautes densités qui sont la mesure de l'activité myoélectrique en utilisant des matrices de 64 électrodes ou plus.
Evaluation de l'impact des traitements de chimiothérapie sur la sarcopénie de patients atteints d'hémopathies malignes en vue d'une prise en charge en Activité Physique Adaptée.
Mots clés : hématologie, sarcopénie et Activité Physique Adaptée
Direction : A. Rahmani; Co-direction: K. Le Du et S. Boyas
Ce projet de thèse suit donc la lignée de mes travaux préliminaires réalisés en master ainsi qu'une étroite collaboration avec la clinique Victor Hugo/Centre Jean Bernard, dans le but d'étudier la prévalence de la sarcopénie, d'en proposer un outil d'évaluation en routine clinique et d'évaluer le bénéfice d'un programme d'Activité Physique Adaptée chez les patients sarcopéniques traités pour une hémopathie maligne.
Exploration podologique chez des patients BPCO en stage de réhabilitation respiratoire.
Mots clés : podologie, BPCO, marche, réhabilitation respiratoire.
Direction : M. Jubeau; Co-direction: A. Chambellan
La Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est définie par une obturation permanente et progressive des voies aériennes. Nous pouvons envisager une augmentation de cette maladie chronique au cours des prochaines années du fait de l’augmentation du tabagisme mais aussi du vieillissement de la population. L’incidence de la BPCO est évaluée à 7,5% chez les personnes de plus de 40 ans. Quelque soit le stade de la maladie, la première étape du traitement passe par l’arrêt du tabac et par la prescription de médicaments bronchodilatateurs par voie orale en inhalation. La stratégie thérapeutique est complétée par un deuxième axe reposant sur la mise en place d’un programme de réhabilitation respiratoire (RR). Cette prise en charge pluriprofessionnelle repose sur l’éducation thérapeutique et le réentraînement à l’exercice. Une activité de marche quotidienne est, in fine, un objectif à atteindre pour chaque patient atteint d’une BPCO.
Le pied étant l’effecteur essentiel de la locomotion, cette thèse se propose d’explorer le versant podologique et son retentissement fonctionnel (marche, équilibre) dans une filière de réhabilitation respiratoire BPCO. Nous évaluerons tout d’abord l’impact des troubles podologiques sur la vie quotidienne de patients atteints de BPCO. Puis, l’apport d’un bilan podologique aux examens médicaux routiniers, nous permettra d’étudier, notamment, les caractéristiques morpho-fonctionnelles des pieds et la distribution des pressions plantaires en dynamique (baropodométrie). Enfin, une dernière étude visera à mesurer si une prise en charge podologique adaptée optimise les résultats attendus au sein d’un programme de réhabilitation respiratoire (Effets sur les affections fonctionnelles douloureuses, gain sur le périmètre et la vitesse de marche et optimisation de l’équilibre stato-dynamique podal).
Caractérisation de la relation force-longueur à différentes vitesses de mouvement et étude de son influence sur la relation force-vitesse et sur la performance en saut vertical.
Mots clés : biomécanique, force-vitesse, force-longueur, neuromusculaire
Direction : N. Peyrot; Co-direction: A. Rahmani et S. Boyas
La performance lors de mouvements explosifs est déterminée par la capacité du système neuromusculaire à produire un travail mécanique élevé. La capacité de production de force lors 
Ce projet de thèse vise à proposer un modèle tridimensionnel force-vitesse-longueur établi lors d’un mouvement pluri-articulaire proche de la performance sportive tel que le saut vertical. Notre premier objectif sera de caractériser les relations force-vitesse-longueur de la hanche, du genou et de la cheville.
Notre second objectif sera de modéliser la relation force-vitesse-longueur en squat et de déterminer son impact sur les paramètres mécaniques et sur la performance en saut vertical. Enfin, notre troisième objectif sera d'étudier l'impact de la modification de la relation force-longueur sur les paramètres mécaniques et la performance en saut vertical.
Ces travaux seront réalisés en vue de proposer des stratégies innovantes d'amélioration de la performance lors de mouvements explosifs dans les domaines du sport et de la santé.
Troubles de la conscience du corps dans le trouble de stress post-traumatique : de la compréhension à la thérapeutique, une approche intégrative.
Le trouble de stress post-traumatique (TSPT) est une pathologie psychiatrique fréquente et invalidante. Cette pathologie est définie par la persistance de symptômes de
répétition et des mécanismes d'évitement ayant débutés un mois après un évènement traumatique. Des altérations de la conscience de soi sont également décrites, incluant des altérations du sens de l’agentivité et du sens de propriété du corps. Pour la première fois, nous souhaitons étudier les altérations de la conscience du corps qui caractérisent le TSPT, en fonction du sous-type dissociatif, par l’utilisation innovante de l’illusion de la main en caoutchouc dynamique (RHI). De plus, des atteintes spécifiques de la stabilité posturale et de l’immobilité tonique sont deux phénomènes observés dans le TSPT. Faisant l’hypothèse originale que ces phénomènes sont le reflet clinique d’altérations de la conscience du corps propres aux TSPT, nous souhaitons intégrer ces évaluations aux mesures neuropsychologiques de la RHI. La stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) est une nouvelle piste thérapeutique pour traiter le TSPT. Pour la première fois, nous souhaitons explorer les effets de la tDCS sur la reconnaissance de soi dans une approche thérapeutique innovante.
Un programme de renforcement pré-opératoire est-il pertinent avant une reconstruction du ligament croisé antérieur de type Droit Interne - Demi Tendineux (DIDT) ?
À ce jour, la place de la rééducation post-opératoire des suites d’une rupture des ligaments croisés n’est plus à démontrer. Si des critères sur le retour à la participation aux activités physiques et sportives sont établis, 33% des patient opérés ne retrouvent pas le même niveau de pratique. Cette observation peut s’expliquer par une altération de l’amplitude articulaire, du volume musculaire, de la force, ou encore d’une appréhension à l’exercice. Cependant, les effets de la rééducation pre-opératoire restent moins circonscrits. Si le recours à cette dernière est fréquente pour certaines pathologies (e.g. rééducation pré-opératoire à une lobectomie pulmonaire, ou à une mise en place d’une prothèse totale de genou), elle reste confidentielle dans le cadre d’une ligamentoplastie de genou. Pourtant, elle pourrait s’avérer bénéfique à long terme (récupération post-opératoire).
Nous émettons l’hypothèse qu’un entraînement pre-opératoire permettrait i) d’améliorer la qualité structurelle et fonctionnelle des tendons prélevés lors de la ligamentoplastie, ii) améliorer la récupération des capacités durant la phase de rééducation post-opératoire et iii) réduire le risque de re-rupture. L’intensité, le volume d’entrainement musculaire défini par la charge, le nombre de répétitions et séries permettant de générer des adaptations indispensables au succès de la rééducation pre-opératoire sera le centre de nos préoccupations. Ce travail de recherche permettra de développer l’utilisation du renforcement musculaire en kinésithérapie afin d’améliorer les qualités musculaires et tendineuses nécessaires aux patients en rééducation, en particulier en le mettant en place en anticipation de la chirurgie prévue.
Le travail à la main dans l'entraînement des chevaux : de l'analyse des pratiques expertes au développement de dispositifs de formation innovants.
Mots clés : enaction; psychologie phénoménologique empirique; sauts d'école, cheval
Direction : J. Saury; Co-direction: B. Huet
Cette thèse vise à étudier, à travers une analyse empirique, le travail des écuyers experts et les interactions qu'ils ont avec les chevaux, ainsi qu'à développer une ingénierie de formation à destination des
écuyers et cadres sportifs à travers une approche technologique.
L'axe de recherche sur lequel cette étude s'appuie est la coordination des systèmes vivants avec leur environnement. Nous allons donc étudier un écuyer et un cheval dans une situation d'entraînement en prenant en compte l'environnement qu'ils partagent tous les deux. Nous allons nous baser sur de la psychologie phénoménologique empirique qui prend en compte la dynamique de l'activité et les dimensions significatives de celle-ci pour les acteurs.
Les situations étudiées porteront sur l'entraînement des chevaux aux sauts d'école. Les dimensions sensorimotrices, l'histoire de la relation vécue entre l'écuyer et le cheval et le contexte environnemental de la situation de travail qui les réunit sont les éléments essentiels à prendre en compte pour analyser l'engagement des différents acteurs dans une situation d'entraînement. L'approfondissement des connaissances de l'interaction entre le cheval et l'écuyer ainsi qu'une analyse des attentes des écuyers en termes de « besoin de formation », permettront de développer des ressources de formation innovantes et d'enrichir le cursus de formation au sein de la filière équestre, en particulier pour le travail des sauts d'école. Cette étude s'appuie sur une approche enactive de la cognition et se base sur la méthodologie du programme de recherche du cours d'action (Theureau, 2006).
L'adaptation au stress en contexte de performance sportive : Etude des mécanismes intrapersonnels et interpersonnels.
Mots clés : performance sportive, adaptation au stress, interactions au sein d'une équipe.
Direction : J. Saury; Co-direction: J. Doron
Le sport de haut-niveau confronte les athlètes à une forte concurrence sur le plan social, physique et mental. Ils sont en permanence en train de s’adapter à l’entraînement, en
compétition, à la vie en général. Le coping est un processus fondamental d’adaptation au stress et renvoie à la capacité de l’individu à réguler ses pensées, ses émotions, ses comportements. Le développement de cette capacité est central pour optimiser la performance et la préparation aux échéances majeures.
L’entraînement et la compétition relève d’une « histoire collective » et d’un contexte social. Les interactions entre individus conduisent à une propagation des états de stress entre les membres d’une équipe. Mais malgré beaucoup de travaux sur la dimension intrapersonnelle, individuelle, de la gestion du stress, peu de travaux se sont intéressés à la dimension interpersonnelle, collective. Ce projet vise à prendre en compte les deux niveaux d’analyse pour comprendre comment les individus interagissent au sein d’une équipe face au stress et dans quelle mesure les processus d’adaptation au stress sont partagés.