Le milieu des Services à l'automobile est un secteur d'activité important, tant par son nombre d'entreprises que de travailleurs. Au fil des ans, quelques études ont présenté que ce milieu est touché d'une manière importante par les troubles musculo-squelettiques aux membres supérieurs (TMS-MS). Plusieurs auteurs ont établi un lien entre les postures de travail, les outils utilisés et le développement de TMS-MS. Cette étude avait pour objectif d'évaluer des stratégies utilisées lors du boulonnage à la clé à chocs pneumatiques par des mécaniciens d'expérience ayant préalablement été observés par Giguère et al. (2007) lors d'une étude exploratoire portant sur les TMS-MS dans le secteur des Services à l'automobile. Ces stratégies avaient été identifiées en raison de leur potentiel à diminuer les contraintes physiques aux membres supérieurs associées au boulonnage à la clé à chocs pneumatique. Seize sujets ont réalisé cinq manoeuvres de boulonnage, mais les résultats de seulement treize d'entre eux ont été utilisés pour les analyses statistiques multifactorielles. Ces sujets devaient réaliser seize conditions expérimentales qui furent créées à partir de la combinaison de quatre variables indépendantes. Ces variables comportaient: les plans de travail (horizontal et vertical), les positions du coude (en flexion et en extension), les types de saisie (à une main et à deux mains) et les caractéristiques des clés à chocs pneumatiques (modèle lourd et modèle léger). Lors du boulonnage sur le plan horizontal avec le coude fléchi, une rallonge de 45 centimètres a été utilisée pour assurer le dégagement de la tête. Lors du boulonnage des cinq vis, le couple de serrage à atteindre d'au moins 115 Nm était mesuré à l'aide d'un capteur IMADA DL-1M. La demande musculaire a été mesurée avec l'électromyographie (EMG) de surface pour neuf muscles des membres supérieurs. L'évaluation des moments de force externes exercés par les outils au niveau de la prise a aussi été faite. La vidéo a permis d'évaluer le positionnement angulaire des membres supérieurs et les capteurs de force (accéléromètre et couple de serrage) ont servi à établir la durée du boulonnage ainsi que le nombre de coups pour atteindre le couple de serrage final. La perception psychophysique de l'effort associée aux différentes conditions expérimentales a aussi été recueillie pour chacun des sujets. Selon les résultats de l'EMG, l'utilisation d'une rallonge de 45 centimètres qui permettait de boulonner sur le plan horizontal avec le coude fléchi a permis de réduire les pourcentages d'une contraction volontaire maximale de 29 % pour le trapèze supérieur et de 23,6% pour le deltoïde antérieur. Cette baisse suggère la posture et parfois plus importante que l'ajout d'un poids supplémentaire de 800 grammes (poids de la rallonge), pour induire une réduction de la demande musculaire. Les résultats ont aussi démontré que le manque de puissance de la clé à chocs légère entraînait toujours durée de boulonnage plus importante par rapport à celle plus lourde. Il serait intéressant de poursuivre cette étude en tentant d'identifier clairement qu'elles sont les caractéristiques d'une clé à chocs pneumatique qui permettent de réduire les contraintes physiques associées au boulonnage avec cet outil. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Mécanique automobile, Trouble musculo-squelettique au membre supérieur, Ergonomie, Électromyographie, Biomécanique, Couple de serrage, Boulonnage.

Le milieu des Services à l'automobile est un secteur d'activité comportant plusieurs travailleurs manuels. Depuis les dernières années, plusieurs études ont démontré que ce milieu est touché d'une manière importante par les troubles musculo-squelettiques aux membres supérieurs (TMS-MS). Les écrits associés aux peintres de carrosserie automobiles établissent un lien entre la charge statique, les postures de travail, les pistolets utilisés et le développement de TMS-MS. Cette étude avait pour objectif d'évaluer des stratégies utilisées lors de l'application de peinture à l'aide de deux types de pistolets par des peintres d'expérience ayant préalablement été observés par Giguère et al. (2007) lors d'une étude exploratoire portant sur les TMS-MS dans le secteur des Services à l'automobile. Ces stratégies avaient été identifiées en raison de leur potentiel à diminuer les contraintes physiques aux membres supérieurs associées à l'application de peinture pour différents plans, de hauteurs diverses. Dix sujets ont réalisé des manœuvres sur quatre sections différentes (portière basse, portière haute, capot et toit). Ces sujets devaient faire dix-huit conditions expérimentales qui furent créées à partir de la combinaison des variables indépendantes. Ces variables comportaient : la hauteur du plan de travail (standard et modifiée), la posture de travail (accroupie et debout), l'inclinaison de la surface (droit et incliné), le type de pistolets (standard et modifié). Les quatre variables n'ont pas été utilisées pour chacune des sections analysées. Tous les résultats ont été utilisés pour les analyses statistiques multifactorielles. L'activité musculaire a été mesurée avec l'électromyographie (EMG) de surface pour douze muscles du membre supérieur droit. L'évaluation des moments de force externes exercés par le pistolet a été faite. De plus, la vidéo a permis d'évaluer le positionnement angulaire des membres supérieurs pour les articulations de l'épaule et du coude. La perception psychophysique de l'effort associée aux différentes conditions expérimentales a aussi été recueillie pour chacun des sujets. Selon les résultats de l'EMG, l'optimisation de la hauteur de travail a permis de réduire les pourcentages de la contraction volontaire maximale pour le trapèze supérieur et le deltoïde antérieur aux conditions sur la section du toit. Cette baisse suggère que l'élévation du travailleur amène un effet positif sur sa posture, comme le témoigne la demande musculaire. Le muscle fléchisseur de l'épaule, qui est moins raccourci en raison de la baisse de l'angle relatif à l'articulation, déploie alors moins de force pour réaliser le même mouvement. De plus, l'inclinaison de la surface permet aussi de modifier la posture du travailleur. L'angle de 45 degrés à la section du capot permet le rapprochement des segments du travailleur et ainsi réduit le moment de force à l'épaule lors de l'application de peinture. Cette situation abaisse les %CVM des trapèzes supérieurs et deltoïdes antérieurs et les angles relatifs et absolus à l'articulation de l'épaule. Enfin, les résultats ont aussi démontré que l'utilisation du pistolet modifié présentait un effet significatif, mais que l'outil ne permettait pas de réduire de manière importante l'activation des muscles extenseurs et fléchisseurs du poignet. Bien que le centre de gravité de l'outil modifié à été mieux balancé, la déviation au poignet était quand même présente. Il serait intéressant de poursuivre cette étude en tentant de concevoir un type de poignée qui permettrait de réduire les contraintes physiques au poignet associées à la préhension du pistolet sur une surface horizontale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : mécanique automobile, trouble musculo-squelettique au membre supérieur, ergonomie, électromyographie, biomécanique, pistolet à peinture, carrosserie

Il est documenté qu'une posture de travail statique, maintenue pendant de longues périodes, peut être à l'origine de différents symptômes et malaises chez les travailleuses et travailleurs, en particulier au niveau du bas du dos et des membres inférieurs. Traduites par des coûts d'absentéisme, ces réclamations sont très pénibles pour les industries (Webster et coll., 1990). Toutefois, les quelques études disponibles pour comprendre et évaluer une posture de travail, sont davantage biomécaniques et les mécanismes physiologiques reliés au maintien de la posture sont peu connus. De plus, malgré l'importance d'une approche pluridisciplinaire pour l'analyse de la posture, très peu d'études se sont avancées à définir à la fois les avantages et les inconvénients biomécaniques et physiologiques de la posture générale du corps humain. À cet effet, nous avons d'abord recensé et comparé les facteurs de risques au niveau lombaire, reliés au maintien des postures (assis, assis-debout, debout), et évalué leurs applications pour les différents types de lordose (antéversion, neutre, rétroversion). Par la suite, afin de palier en partie au manque de connaissances en physiologie du travail sur le maintien d'une posture, nous avons évalué les effets de ces postures dans des conditions statiques et avec une alternance de déplacements sur les paramètres vasculaires des membres inférieurs. Nous avons, par la suite, vérifié si le travailleur est en mesure de percevoir ces facteurs de risques biomécaniques, au niveau lombaire, et physiologiques, au niveau des membres inférieurs, afin qu'il puisse se retirer d'une situation pouvant lui porter atteinte. Finalement, nous avons rassemblé les avantages et les inconvénients, physiologiques et biomécaniques des postures assis, assis-debout et debout et fait ressortir des critères qui permettront d'évaluer judicieusement ces postures de travail. Les résultats des études, présentés en quatre publications, ont démontré que les sujets ne sont pas en mesure de percevoir les facteurs de risques biomécaniques, au niveau lombaire, et physiologiques, au niveau des membres inférieurs. Ainsi, ces problèmes de perception observés dans notre étude, placent les travailleurs à risques, puisque leurs perceptions sont principalement orientées sur le confort et la dépense énergétique de la posture, ce qui pourrait les inciter à se positionner dans la posture la moins coûteuse en énergie sans pour autant, percevoir les forces de compression au niveau lombaire ou les différences associées à la perfusion au niveau du pied. Ainsi, afin d'éviter les malaises au dos et aux jambes, pouvant être occasionnés par le maintien d'une posture statique pendant de longues périodes, il faudra donc, d'une part, évaluer, indépendamment du type de lordose, l'angle du bassin déterminé par l'angle de l'assise, l'angle des genoux et la présence ou non de support lombaire et s'assurer que la lordose soit le plus près de la posture debout. D'autre part, il faudra s'assurer, selon les premiers résultats obtenus avec le laser doppler transcutané, d'une faible sollicitation des mollets et d'une faible distance pieds/cœur semblable à la posture assise afin de favoriser une perfusion optimale, puis d'entre couper régulièrement la posture statique prolongée au-delà de 20 min par des déplacements à la marche afin d'éviter que les travailleurs se placent dans une condition d'hypoxie au niveau des membres inférieurs susceptible de provoquer une cascade d'événements physiologiques pouvant mener au développement d'œdème et de varices. De plus, les résultats de cette étude ont démontré que, puisqu'une posture de travail peut à la fois contenir des avantages et des inconvénients biomécaniques et physiologiques, les critères d'évaluation d'une posture doivent comporter ces deux champs de connaissance afin d'adapter la posture de travail à la biomécanique et à la physiologie du corps humain. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Postures, statique, lombaire, jambes, douleurs, varices, perception.

L'ostéoporose ménopausique par une accélération du remodelage osseux, conduit à une masse osseuse basse et à des altérations de la microarchitecture, augmentant ainsi le risque de fracture. Les bisphosphonates diminuent l'activité du remodelage osseux en inhibant la résorption osseuse qui conduit à un maintien de la densité minérale osseuse et à une diminution du risque fracturaire. Ce traitement étant la plupart du temps chronique, l'étude de ses effets sur les différents niveaux d'organisation de l'os, du cristal à sa macrostructure, est primordiale. A travers deux études portant sur l'ibandronate et l'alendronate, nous avons montré que leur utilisation préservait la minéralisation osseuse tissulaire. Cependant, une utilisation prolongée (6,4 ans) de l'alendronate, nous a permis de mettre en évidence un mécanisme d'action impliquant des modifications de la structure des cristaux avec un effet sur les propriétés mécaniques locales. Si l'efficacité anti fracturaire de l'alendronate est démontrée après dix ans de traitement, nos résultats suggèrent des altérations de la qualité osseuse à une échelle plus locale

La détermination des paramètres inertiels des différents segments constituants le corps humain est un problème récurrent et très actuel de la biomécanique. Les méthodes classiques déterminent ces paramètres par des équations de régression (modèles de Zatsiorsky, Dempster...) ou en modélisant les segments par des formes géométriques simples (modèles d'Hanavan, de Hatze...). Les techniques d'imagerie permettent également d'obtenir ces paramètres mais ces méthodes sont peu accessibles et très onéreuses. Des problèmes similaires d'estimation des paramètres inertiels se posent pour les robots manipulateurs. Aux méthodes classiques de C.A.O. ou de mesure, les roboticiens ont proposé des méthodes d'identification. Celles-ci consistent à calculer les paramètres inertiels à partir d'un système sur-déterminé dans lequel les paramètres inertiels apparaissent linéairement. La transposition de la méthode d'identification au système polyarticulé que constitue le corps humain nécessite de développer un « modèle de réaction externe » dans lequel la cinématique des segments et les forces externes au système interviennent. En effet, alors que pour les robots manipulateurs les efforts articulaires (entre les segments) sont connus, ils ne peuvent pas être connus directement pour le corps humain et seuls les efforts externes peuvent être mesurés directement (par une plate-forme de forces par exemple). L'originalité de la thèse est de présenter une formulation matricielle des équations du mouvement dans laquelle les efforts externes sont regroupés dans une matrice antisymétrique et les paramètres inertiels sont contenus dans une matrice (3n+1×3n+1) symétrique et définie positive (n est le nombre de segments). Un algorithme de gradient conjugué projeté est ensuite développé afin de déterminer cette matrice. L'algorithme converge vers une matrice symétrique et définie positive à partir de données provenant de la cinématique des segments et des efforts externes.<br />Plusieurs applications de cette méthode ont été réalisées et publiées. Les premières concernent la validation de la méthode d'identification à partir de mouvements simulés obtenus à l'aide du logiciel HuMAnS (INRIA). Cette application a permis de mettre en évidence l'importance de connaître précisément les centres articulaires afin de déterminer les paramètres inertiels. Les autres applications ont été menées in vivo et les paramètres inertiels des segments du membre supérieur ont ainsi été déterminés et comparés à des modélisations classiques. La méthode d'identification permet d'obtenir les paramètres inertiels personnalisés et constitue ainsi une alternative très intéressante aux modélisations classiques particulièrement dans le cas d'études incluant des populations particulières (sportifs « hors normes », obèses, handicapés) pour lesquelles aucun modèle n'est adapté.

Ce manuscrit traite de trois problématiques physiologiques qui mettent en jeu des écoulements de liquide, et parfois des interactions fluide-structure. Nous épurons chaque situation pour en extraire un montage expérimental modèle conservant ses composantes physiques et mécaniques.<br /><br />Les occlusions pulmonaires sont des lentilles de liquides qui peuvent être formées grâce à l'instabilité capillaire dans des tubes. Nous montrons que cette instabilité est affectée, et parfois supprimée, par la gravité, même aux faibles nombres de Bond : seules les plus petites bronchioles sont susceptibles de développer l'instabilité de Plateau-Rayleigh. Les étapes finales de la formation de la lentille liquide font intervenir une singularité spécifique à la géométrie tubulaire, que nous traitons par des modèles en loi d'échelle.<br /><br />L'entropion est un enroulement de la paupière qui provoque un contact indésirable entre les cils et le globe oculaire. Nous étudions l'influence de l'élasticité de la paupière sur l'étalement du fluide lacrymal, grâce à un modèle de type Landau-Levich. Nous examinons ensuite la possibilité du retournement de la paupière lors de la fermeture de l'œil. <br /><br />Un anévrisme de l'aorte abdominale (AAA) est une zone localement dilatée de la plus grosse artère du corps humain. Nous étudions expérimentalement, numériquement et théoriquement la réponse d'un tuyau élastique à un écoulement pulsé comme l'est celui du cœur. Sur l'échelle de temps du cycle cardiaque, nous mettons en lumière deux régimes possibles de déformation en fonction de la sollicitation : la membrane peut soit se dilater de façon synchrone à chaque cycle, soit propager des ondes de déformation. Le seuil de transition est explicité d'une part grâce à un modèle d'ondes élastiques, et d'autre part en considérant le temps nécessaire pour atteindre l'équilibre. Sur des échelles de temps très longues en comparaison du cycle cardiaque, un modèle moyen de type windkessel permet de rendre compte d'un débit critique au delà duquel le tube se dilate et forme un anévrisme . Les expériences numériques permettent de coupler les ondes avec le développement d'un anévrisme, ouvrant des pistes prometteuses en ce qui concerne la localisation préférentielle d'un anévrisme.

La cinématique de l'articulation du genou est complexe. Elle est déterminée par des paramètres géométriques et des paramètres mécaniques. Les paramètres géométriques sont principalement définis par la géométrie des os, des surfaces articulaires et par les insertions des différents tissus mous. Les paramètres mécaniques sont définis par les caractéristiques des tissus mous exprimés par les lois qui relient les distances entre leurs insertions et les efforts qu'ils génèrent. Les muscles, tendons et ligaments sont caractérisés par leur constante de raideur et leur pré-tension à une position donnée de l'articulation du genou : l'extension totale. Cette thèse analyse à l'aide d'un modèle multi-corps rigides le comportement de l'articulation du genou. La première partie de la thèse décrit la constitution du modèle. La seconde partie positionne le modèle dans des conditions aux limites. La troisième partie présente les résultats du modèle et les compare à différentes publications de la bibliographie. La quatrième et dernière partie fait varier les différents paramètres mécaniques et quantifie leur influence sur la cinématique du genou. Une synthèse des résultats permet de mettre en évidence les paramètres les plus influents sur la rotation interne/externe du tibia par rapport au fémur et sur l'avancée/recul du fémur par rapport au tibia pendant le mouvement de flexion du genou.

Les joueurs de tennis sont confrontés à un problème fondamental : comment améliorer la vitesse de leur service tout en limitant le plus possible les risques de pathologies chroniques ? L'objectif de ce travail est d'analyser, d'identifier et de comprendre les facteurs biomécaniques responsables de l'amélioration de la performance et de l'apparition des blessures articulaires chroniques lors de la réalisation du service au tennis. A partir de captures de mouvement en 3D chez des joueurs professionnels, la première étude s'attache à analyser les relations entre les valeurs de moments cinétiques segmentaires et la vitesse de balle au service. Grâce à une approche combinant captures de mouvement en laboratoire et suivi épidémiologique, la seconde étude explore l'influence du niveau d'expertise sur les contraintes articulaires du membre supérieur lors de la réalisation du service et sur l'apparition de blessures articulaires chroniques. La troisième étude identifie des facteurs "pathomécaniques" du service en comparant les mouvements de joueurs "sains" avec ceux de joueurs "blessés". La quatrième étude s'intéresse aux relations pouvant exister entre la vitesse de balle, les contraintes articulaires et le transfert de l'énergie mécanique lors du service. Enfin, la dernière étude porte sur l'influence de la fatigue musculaire sur la biomécanique, les risques de blessures et la performance du service lors d'un match de tennis prolongé. L'ensemble de ce travail démontre qu'il est à la fois possible d'améliorer la performance sportive et de limiter les risques de blessures grâce à la réalisation d'un geste de service "juste" sur le plan biomécanique

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal