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RÉSUMÉ
L’objectif de cet article est d’étudier la technique de propulsion et les aspects ergonomiques des réglages du fauteuil roulant à manivelles également appelé handbike (HB). La propulsion en HB apparaît plus efficace et moins contraignante que la propulsion en fauteuil roulant à mains courantes. L’exploitation de données recueillies a permis de réaliser un modèle cinématique inverse et de simuler la propulsion en HB de façon à pouvoir tester plusieurs positions des manivelles dans l’espace. En conclusion, l’étude biomécanique de la propulsion en HB contribue à la compréhension du pattern spécifique de ce mouvement et au choix des réglages ergonomiques par les utilisateurs de ce mode de locomotion.
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Arnaud FAUPIN : Maitre de Conférences, Habilitation à Diriger des Recherches Impact de l’Activité Physique sur la Santé (IAPS), EA 6312, 83957 La Garde, France
INTRODUCTION
Si le fauteuil roulant à mains-courantes est le plus répandu et le plus étudié, des alternatives à ce mode de propulsion existent. Parmi celles-ci, les fauteuils à propulsion à manivelles que l’on appelle handbike (HB) (ou encore handcycle) se sont développés depuis une trentaine d’années. Le HB est aujourd’hui largement utilisé dans les programmes de rééducation des personnes à mobilité réduite et dans le domaine du parasport (discipline paralympique depuis 2004).
Parallèlement à son développement, la propulsion en HB est devenue un thème de recherche en pleine expansion. La récente profusion de la littérature scientifique ainsi que les derniers congrès internationaux relatifs à la mobilité des personnes en fauteuil roulant lui étant en partie consacrés, en témoignent. Cependant, les études se limitent généralement à une analyse des paramètres physiologiques et ne permettent pas de répondre avec précision aux questions relatives à l’analyse biomécanique du geste propulsif des « handbikers ».
Or pour améliorer l’entraînement et limiter les risques traumatiques liés à la propulsion en HB, une analyse biomécanique de ce mode de propulsion est indispensable. Plusieurs possibilités existent. La première consiste à analyser les gestes effectués par des sujets à l’aide de systèmes d’analyse du mouvement. La seconde consiste à simuler le mouvement. Cette seconde possibilité permet en effet de tester diverses hypothèses qui ne peuvent pas forcément l’être dans la réalité. Dans cet article, l’une et l’autre de ces techniques ont été utilisées en fonction des objectifs.
L’objectif général de cet article est d’étudier la technique de propulsion et les aspects ergonomiques des réglages du HB (en adéquation avec son utilisateur) afin d’améliorer la performance et de réduire les facteurs de risques de blessure liés à ce mode de propulsion.
Domaine : Technique d’analyse du mouvement
Degré de diffusion de la technologie : Croissance
Technologies impliquées : Biomédical
Domaines d’application : Parasport
Principaux acteurs français :
Laboratoires : Impact de l’Activité Physique sur la Santé (IAPS), EA 6312, 83957 La Garde, France
Fédérations : Fédération Française Handisport. 42, rue Louis Lumière, 75020 Paris
Autres acteurs dans le monde : International Paralympic Committee
Contact : https://www.paralympic.org/
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Modélisation et simulation
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2. Position ergonomique du sujet dans le HB et mode de propulsion
2.1 Objectifs et méthode
Cette section a pour objectif d’étudier les effets du mode de propulsion synchrone versus asynchrone et du type de HB [MED 8 255]sur certains paramètres cinétiques et cinématiques en condition sous maximale et à cadence imposée. Sur des considérations ergonomiques et théoriques, Van Breukelen a proposé une classification des différents HB existants sur le marché. Il a dissocié – en fonction de certains réglages – les handbikes à propulsion à bras (AP soit « Arm Power ») et les handbikes dont la propulsion combine l’action des bras et du tronc (ATP soit « Arm Trunk Power »). Nous tenterons de déterminer quel est le mode de propulsion le plus efficace et le moins contraignant d’un point de vue musculo-articulaire. Il s’agira également d’analyser les paramètres intracycles de la propulsion en HB afin de mieux comprendre le pattern biomécanique de ce mouvement.
Deux facteurs de réglages différents ont été testés (figure 4). Le premier se réfère au réglage des manivelles en mode synchrone et asynchrone. Le second renvoie à la position du sujet dans le HB : propulsion de type « Arm Power » (AP) et « Arm Trunk Power » (ATP) (comprenant...
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Position ergonomique du sujet dans le HB et mode de propulsion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COOPER (R.A.), DIGIOVINE (C.P.), -BONINGER (M.L.), SHIMADA (S.D.), -ROBERTSON (R.N.) - Frequency Analysis of 3-Dimensional Pushrim Forces and Moments for Manual Wheelchair Propulsion. - Automedica, 16, 355-65 (1998).
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(2) - FAUPIN (A.), GORCE (P.), MEYER (C.) - The effect of propulsion type and mode on handcycling biomechanics in able-bodied subjects. - Journal of Rehabilitation Research and Development, 48(9), 1049-1060 (2011).
-
(3) - FAUPIN (A.), GORCE (P.) - The effects of crank adjustments on handbike propulsion: a kinematic model approach. - International Journal of Industrial Ergonomics, 38, 577-83 (2008).
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(4) - KOREIN (J.U.) - A Geometric Investigation of Reach, Ph.D. Thesis. - University of Pennsylvania. ACM Distinguished Dissertation, Cambridge, The MIT Press. Mass. (1985).
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(5) - LU (T.W.), O’CONNOR (J.J.) - Bone position estimation from skin marker co-ordinates using global optimisation with joint constraints. - J. Biomech., 32, 129-34 (1999).
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