Les travaux entrepris dans cette thèse sont relatifs à l'analyse biomécanique et à la simulation du mouvement de propulsion d'un fauteuil roulant à mains courantes. Ils ont pour objectif la prévention des troubles musculosquelettiques du membre supérieur. Pour cela, nous proposons des indices permettant une quantification objective du risque de développer une pathologie du membre supérieur en lien avec la propulsion du fauteuil. Ainsi, dans le premier chapitre, nous présentons le fauteuil roulant, l'anatomie et les pathologies du membre supérieur et le lien entre ces dernières et le geste de propulsion. Dans le second chapitre, nous détaillons les paramètres biomécaniques du mouvement et justifions la construction de nos indices de risque de troubles musculosquelettiques des trois articulations et du membre supérieur dans son ensemble. Nous indiquons également quels sont les outils nécessaires à l'évaluation du geste de propulsion. Le troisième chapitre expose le protocole expérimental, ses objectifs et les résultats obtenus. Ainsi, les assises hautes et plutôt avancées réduisent les valeurs extrêmes et les amplitudes des trois articulations du membre supérieur ainsi que les activations musculaires des principaux muscles impliqués dans la propulsion. Elles diminuent également le risque de troubles musculosquelettiques évalué par les indices présentés au chapitre précédent. Cependant, ces réglages sont à l'opposé de ceux considérés comme efficaces : assises basses et reculées. Lors du réglage du fauteuil, il faut donc faire un compromis entre efficacité et risque de pathologies. Enfin, le quatrième chapitre présente un modèle de cinématique inverse permettant la simulation et l'évaluation du geste de propulsion d'un fauteuil à mains courantes. Ce dernier permet de tester une multitude de configurations, ce qui est inconcevable lors d'une étude in-vivo, et ainsi de proposer un réglage fin du fauteuil. Pour conclure, nos travaux utilisent des connaissances issues de la biomécanique et de l'ergonomie et proposent une première quantification du risque de troubles musculosquelettiques afin d'aider au choix et au réglage du fauteuil avec comme perspective la prévention de ces derniers. Ainsi, sur la base d'un simple test cinématique, l'interface que nous avons développée permet dévaluer le geste de propulsion et les risques de TMS qui en découlent. Elle permet également de simuler le geste pour une infinité de configurations du fauteuil et ainsi de conseiller objectivement l'utilisateur lors du choix et du réglage de son fauteuil. Enfin, dans le cadre de programmes de réhabilitation, l'utilisation de nos indices de risques de TMS permettrait l'évaluation du geste de propulsion lors des phases d'apprentissage. En effet, la visualisation, des gestes et des risques qui leur sont associés, aiderait les équipes médicales à transmettre aux nouveaux utilisateurs de fauteuil les connaissances nécessaires à la réalisation du geste de propulsion le moins traumatisant.

Entre 2006 et 2011, 44 430 amputations du membre inférieur (MI) ont été réalisées au Canada, dont un tiers au niveau trans-tibial à la suite d'affections vasculaires (90%) et traumatiques (6%). Pour les individus amputés trans-tibiaux (iATT) un des enjeux de la réadaptation est la mise en place de prothèse. Cependant, l'utilisation d'une prothèse augmente la prévalence de troubles secondaires tels que l'arthrose, les lombalgies, et les ré-amputations. L'apparition de ces troubles secondaires est associée à une augmentation des contraintes articulaires et à une asymétrie lors des tâches fonctionnelles (marche, montée/descente d'escaliers, lever de chaise). L'évaluation de ces tâches fonctionnelles en clinique est importante, car elles sont en lien avec l'indépendance. Cependant ces évaluations se limitent actuellement à la capacité à réaliser ces tâches et non à quantifier les stratégies compensatoires. Une évaluation biomécanique (cinématique et cinétique tridimensionnelles du corps entier) permettrait de quantifier ces stratégies compensatoires afin de mieux comprendre les liens avec les troubles secondaires. L'objectif général de cette thèse était donc d'analyser les stratégies compensatoires tridimensionnelles du corps entier lors de l'exécution de tâches fonctionnelles auprès des individus amputés trans-tibiaux. Dans un premier temps, une revue de littérature, effectuée jusqu'à mai 2020, sur 17 articles a permis d'identifier les stratégies compensatoires lors du lever de chaise et de la montée d'escalier, ainsi que les limites des études actuelles. Parmi les limites, il ressort de cela que les iATT inclus dans les études sont majoritairement traumatiques et plus jeunes que les données épidémiologiques de la population générale. Cela pourrait être dû à des critères d'inclusion qui entraine un recrutement d'individus avec un niveau fonctionnel élevé. Ensuite, en ce qui concerne les variables cinématiques et cinétiques utilisées, il ressort que le tronc a peu été évalué lors de la montée d'escalier et que lors du lever de chaise l'analyse des membres inférieurs se limite à l'asymétrie dans le plan sagittal. À la suite de ces constatations, il a été décidé de valider une rampe instrumentée afin de pouvoir inclure des iATT avec un niveau fonctionnel moins élevé qui nécessitent l'aide d'une rampe pour la montée d'escalier. De plus, l'avantage d'une rampe instrumentée était de donner un retour direct sur son utilisation. Enfin, les tâches fonctionnelles de lever chaise et de montée d'escalier ont été analysées par la cinétique du tronc et des membres inférieurs dans les plans sagittal et frontal. Ces analyses du corps entier dans ces deux plans ont permis de mieux comprendre les stratégies compensatoires du tronc et des membres inférieurs et le lien avec les troubles secondaires reconnus dans la littérature, notamment grâce aux analyses dans le plan frontal. En effet, si certaines stratégies compensatoires peuvent varier entre les deux tâches, l'augmentation du moment d'adduction du genou, variable considérée comme prédictive de l'apparition de l'arthrose de genou, est quant à elle présente dans les deux. / Between 2006 and 2011, 44,430 lower limb amputations were performed in Canada, a third of which at the trans-tibial level following vascular (90%) and traumatic (6%) conditions. For individuals with a trans-tibial amputation (iTTA), one of the challenges of rehabilitation is the fitting of a prosthesis. However, the use of a prosthesis increases the prevalence of secondary conditions such as osteoarthritis, low back pain, and re-amputation. The appearance of these secondary conditions is associated with an increase in joint stress and asymmetry during functional tasks (i.e., walking, stair ascent/descent, sit-to-stand). The evaluation of these functional tasks in clinical settings is important because they are related to independence. However, these evaluations are limited by the ability to perform these tasks and not to quantify the compensatory strategies. A biomechanical evaluation (three-dimensional kinetics and kinetics of the whole body) would allow us to quantify these compensatory strategies in order to better understand their links with secondary conditions. Therefore, the main objective of this thesis was to analyze the three-dimensional full-body compensatory strategies during functional tasks in iTTA. First, a literature review, up to May 2020, on 17 articles identified compensatory strategies during sit-to-stand and stair ascent, as well as the limitations of current studies. Among these limitations, it appears that the iATT included in the studies are predominantly traumatic and younger than the epidemiological data about the general population. This could be due to inclusion criteria which resulted in the recruitment of individuals with a highly functional level. Then, with regards to the kinematic and kinetic variables used, it appears that the trunk was rarely evaluated during stair ascent and that during sit-to-stand the analysis of the lower limbs is limited to the asymmetry in the sagittal plane. As a result of these observations, it was decided to validate an instrumented handrail to allow the inclusion of iATT with a lower functional level who require the aid of a handrail for stair ascent. In addition, the instrumented handrail gave direct measures of its use. Finally, the functional tasks of sit-to-stand and stair ascent were analyzed with respect to the kinetics of the trunk and lower limbs in the sagittal and frontal planes. These analyses of the whole body in these two planes made it possible to better understand the compensatory strategies of the trunk and the lower limbs and their link with the secondary conditions recognized in the literature, in particular due to the analyses in the frontal plane. Indeed, even if some compensatory strategies differ between the two tasks, increased knee adduction moments, which is considered be a predictor of knee osteoarthritis progression, was present in both.