Titre de l'écran-titre (visionné le 22 janvier 2024) / 2 vidéos en mp4 montrant l'utilisation du bras d'écriture. / Plusieurs personnes vivent avec des incapacités physiques qui les limitent dans la vie de tous les jours. Diverses pathologies neurologiques (accident vasculaire cérébral, lésion médullaire, paralysie cérébrale, etc.) peuvent induire des déficiences, telles que de la faiblesse musculaire ou de la spasticité, pouvant affecter la réalisation des activités quotidiennes des personnes qui en sont atteintes. Ces personnes peuvent avoir besoin d'assistance au quotidien pour effectuer plusieurs mouvements de la vie courante. Des aides techniques peuvent les aider à accomplir ces tâches de manière autonome sans nécessiter l'assistance d'un aidant. Le présent projet se divise en quatre sections : une aide technique et un outil de réadaptation ont été développés pour une utilisation planaire et pour une utilisation à trois dimensions chacun. La version planaire est orientée pour servir d'aide motorisée pour l'écriture manuscrite. En effet, l'écriture à la main apporte de nombreux avantages lors du développement des enfants et peu d'aides techniques sont développées pour aider ceux qui ont des difficultés de dextérité, de contrôle et/ou de coordination. Une aide technique active permettant plusieurs niveaux de progression lors de l'apprentissage est donc un outil supplémentaire très intéressant. Différents algorithmes de contrôle ont été développés pour permettre une progression : 1) le mécanisme bouge de manière automatique pour effectuer une lettre et l'utilisateur se laisse guider, 2) le mécanisme rejoue un mouvement quelconque enregistré par le professionnel de la santé et l'utilisateur se laisse guider, 3) une enveloppe composée de ressorts et d'amortisseurs aide l'utilisateur à progresser dans la bonne direction en repoussant l'effecteur lors de mouvements non désirés, 4) une enveloppe composée de murs virtuels aide l'utilisateur à progresser dans la bonne direction, mais laisse une marge de manœuvre à celui-ci dans la liberté de son mouvement, 5) les mouvements de l'utilisateur sont libres et de l'amortissement est ajouté lorsqu'un mouvement brusque est détecté et 6) les mouvements de l'utilisateur sont libres et des perturbations sont ajoutées pour interférer son contrôle de l'effecteur. De plus, une métrique de fluidité permet de quantifier le mouvement effectué par l'utilisateur et de dire s'il est continu ou saccadé. Cette version d'aide technique peut aussi servir d'aide à la réadaptation. En effet, l'aide technique serait probablement utilisée à un même niveau d'assistance par un utilisateur tandis qu'un autre utilisateur qui l'utilise pour la réadaptation pourrait progresser dans les différents niveaux développés. La version en trois dimensions se veut une reprise de la version planaire, mais en ajoutant une compensation de la gravité à l'effecteur. Ainsi, pour un utilisateur qui a de la difficulté à soutenir le poids de son membre supérieur contre la gravité, le mécanisme peut l'aider à gagner de l'amplitude de mouvements. Les mêmes six algorithmes de progression sont développés sur le support de bras tout comme la métrique de fluidité pour quantifier la qualité du mouvement. Le support de bras peut, tout comme l'aide à l'écriture, être utilisé comme aide technique en utilisant un seul niveau de progression ou être utilisé comme aide pour la réadaptation en effectuant une progression à travers les différents niveaux. Dans le cas des deux mécanismes qui ont chacun deux applications possibles, l'hypothèse est que les algorithmes développés permettent d'aider les utilisateurs potentiels autant comme aide technique au quotidien et que comme outil de réadaptation. Le présent projet se concentre sur le développement mécanique et sur les algorithmes de contrôle, mais de futurs essais avec des utilisateurs potentiels pourraient déterminer si le tout est concluant. Tout au long du processus, des ergothérapeutes et des physiothérapeutes travaillant avec les clientèles cibles ont été rencontrés pour savoir quels étaient leurs perceptions des besoins dans le développement de tels mécanismes. Leurs réponses ont aidé à guider le développement global. / Several people live with physical disabilities that limit them in their everyday life. Various neurological conditions (such as stroke, spinal cord injury, cerebral palsy, etc.) can lead to impairments, such as muscle weakness or spasticity, which can affect the performance of daily activities for those affected. These individuals may require daily assistance to perform several basic life movements. Assistive technologies can help them accomplish these tasks independently, without the need for a caregiver's assistance. The current project is divided into four sections: a flat-plane assistive device and a rehabilitation tool will be developed for both two-dimensional and three-dimensional use, respectively. The flat-plane version is designed to serve as a motorized aid for handwriting. Handwriting offers numerous advantages during child development, but few assistive technologies are developed to help those who have difficulties with dexterity, control, and/or coordination. An active assistive device providing several levels of progression during learning is, therefore, a very interesting additional tool. Different control algorithms have been developed to allow progression: 1) the mechanism moves automatically to form a letter, and the user follows the guidance, 2) the mechanism replays any movement recorded by a healthcare professional, guiding the user, 3) an envelope consisting of springs and dampers assists the user in moving in the right direction, pushing back the effector during undesired movements, 4) an envelope with virtual walls helps the user progress in the correct direction while allowing some freedom of movement, 5) the user's movements are free, and damping is added when a sudden movement is detected, and 6) the user's movements are free, but disturbances are added to interfere with control of the effector. Additionally, a fluidity metric quantifies the user's movement, determining whether it is continuous or jerky. This assistive version can also be used for rehabilitation purposes. While one user may use the assistive device at a consistent level of assistance, another user using it for rehabilitation could progress through the different developed levels. The three-dimensional version is an extension of the flat-plane version, but with the addition of gravity compensation for the effector. This means that for a user who has difficulty supporting the weight of their arm during extension or elevation, the mechanism can help increase the range of motion. The same six progression algorithms are developed for the arm support, along with the fluidity metric to quantify movement quality. Similar to the writing aid, the arm support can be used as a standalone assistive device or as a rehabilitation tool, progressing through the various levels. For both mechanisms, which each have two possible applications, the assumption is that the developed algorithms can assist potential users both as a daily assistive tool and as a rehabilitation aid. The current project focuses on mechanical development and control algorithms, but future trials with potential users will determine if the overall concept is successful. Throughout the process, occupational therapists and physiotherapists working with the target user groups have been approached to understand their needs in developing such mechanisms, and their feedback has guided the overall development.

**Introduction :** Les individus atteints de paralysie cérébrale de type hémiparésie spastique présentent une variété plus importante d'atteintes motrices et sensorielles dans un membre supérieur par rapport à l'autre, ainsi que des déficits de coordination bilatérale. Les atteintes bilatérales se retrouvent dans plusieurs types de tâche, dont notamment des tâches bilatérales asymétriques avec but indépendant et des tâches symétriques avec but commun. Les évaluations de la fonction motrice disponibles se concentrent principalement sur l'évaluation des fonctions de la main la plus affectée, et il existe peu d'évaluations quantitatives de la coordination bilatérale. De plus, la relation entre les atteintes motrices et sensorielles n'a pas été bien caractérisée dans cette population. Au cours des dernières années, des systèmes robotisés permettant d'objectiver les atteintes motrices et sensorielles, ainsi que des évaluations par accélérométrie permettant d'évaluer l'utilisation relative des membres supérieurs dans des contextes réels, ont été utilisés et validés chez les enfants atteints de paralysie cérébrale. Cependant, peu d'études ont été menées chez les adultes atteints de paralysie cérébrale, bien que l'on sache que les fonctions motrices et sensorielles ont tendance à diminuer avec l'âge. **L'objectif de cette thèse** est de décrire les atteintes motrices et sensorielles aux membres supérieurs, ainsi que leur impact sur l'utilisation de la main la plus atteinte dans les activités de la vie quotidienne chez des adultes ayant la paralysie cérébrale. **Méthodologie :** Dix-neuf adultes (34,3 ± 11,5 ans, *Manual Ability Classification Scale* : I= 7, II= 6, III= 6) ayant la paralysie cérébrale ont été recrutés afin de réaliser deux séances d'évaluation composées d'une variété d'évaluations motrices (unilatérales et bilatérales) et sensorielles (discrimination tactile, stéréognosie, proprioception et perception visuelle). Les évaluations effectuées se regroupent en trois catégories, soit des évaluations cliniques, des évaluations robotisées (exosquelette Kinarm) et des évaluations par accélérométrie (Actigraph GT9x). **Résultats** L'étude présentée au Chapitre I a permis d'identifier que les adultes avec la paralysie cérébrale présentaient davantage d'atteintes au niveau de leurs fonctions motrices bilatérales (78,9%) qu'unilatérales (63,2%). Au niveau de leur fonction motrice unilatérale, ils présentent davantage d'atteintes dans leur main la plus atteinte (63,2%), même si près d'un tiers des participants présentent également des atteintes dans leur main la moins atteinte. Ils présentent également des difficultés plus fréquentes à planifier leurs mouvements (52,6%) qu'à les corriger avec rétroaction (31,2%). L'étude présentée au Chapitre II démontre que la méthode de quantification par accélérométrie est une méthode valide afin de quantifier l'utilisation des membres supérieurs chez les adultes ayant la paralysie cérébrale. L'étude présentée dans le Chapitre III a révélé que les adultes atteints de paralysie cérébrale utilisent leur membre supérieur le moins affecté de manière plus importante lors de la réalisation des activités quotidiennes, que ce soit en termes de temps ou d'intensité d'utilisation. Elle a également permis d'identifier que la présence d'atteintes de la fonction motrice bilatérale est associée de façon plus importante à la sous-utilisation du membre supérieur le plus atteint dans les activités du quotidien. La revue systématique présentée au Chapitre IV a permis d'identifier la présence d'une association modérée entre les atteintes de la fonction tactile et de la fonction motrice. Une tendance était également présente au niveau de la proprioception et de la perception visuelle, mais le nombre restreint d'études inclus ne permettaient pas de conclure. L'étude présentée au Chapitre V a permis d'identifier des atteintes importantes au niveau de la stéréognosie (57,9%), de la proprioception (44,4%) et de la perception visuelle (47,4%), alors que la discrimination tactile et la stéréognosie étaient les plus souvent associées aux atteintes motrices. **Conclusions:** Les adultes atteints de paralysie cérébrale présentent des altérations de la fonction motrice bilatérale plus prononcées qu'unilatérale, et ces altérations contribuent de manière significative à l'utilisation asymétrique des membres supérieurs dans la vie quotidienne. La présence de déficits au niveau de la planification des mouvements semble contraindre les adultes atteints de paralysie cérébrale à dépendre davantage de la rétroaction sensorielle pendant les tâches. Cependant, la présence de déficits sensoriels, ne leur permettent pas toujours de compenser les atteintes de planification présentes en utilisant la rétroaction fournie dans l'environnement. / **Introduction:** Individuals with spastic hemiparetic cerebral palsy exhibit greater motor and sensory impairments in one upper extremity compared to the other, along with bilateral coordination impairments. Bilateral impairments are found in several task types, including asymmetrical bilateral tasks with independent goals and symmetrical tasks with common goals. The motor assessments available primarily focus on evaluating the functions of the most affected hand, with few quantitative assessments of bilateral coordination. Moreover, the relationship between motor and sensory impairment have not been well characterized in individuals with cerebral palsy. During the last few years, the robotic devices quantifying motor and sensory impairments, along with accelerometry assessment evaluating the relative utilization of upper extremities during activities of daily living, has been used and validated in children with cerebral palsy. However, few studies have focused on adults with cerebral palsy, despite the known decline in motor and sensory functions with aging. The **aim** of this thesis is to describe upper extremity motor and sensory impairments, along with their impact on the utilization of the more affected arm during activities of daily living in adults with cerebral palsy. **Methods.** Nineteen adults (34.3 ± 11.5 years old, *Manual Ability Classification Scale*: I= 7, II= 6, III= 6) participated in two sessions comprising different motor (unilateral and bilateral) and sensory assessments (tactile discrimination, stereognosis, proprioception and visual perception). The assessments performed fall into three categories, either clinical, robotic (Kinarm exoskeleton) or accelerometry (Actigraph GT9x) assessments. **Results:** The study presented in Chapter I showed that quantification by accelerometry is a valid method for quantifying upper limb utilization in adults with cerebral palsy. The study presented in Chapter II identified that adults with cerebral palsy exhibit more bilateral impairments (78.9%) than unilateral impairments (63.2%). For the unilateral impairments, they show more impairments in their more affected arm (63.2%), although almost a third of participants also show impairments in their less affected arm. They also exhibit more impairments in feedforward control (52.6%) than in feedback control (31.2%). The results presented in Chapter III showed that adults with cerebral palsy utilize their less affected arm more during activities of daily living, both in terms of intensity and duration of use. This study also demonstrated that bilateral motor impairments are more frequently associated with reduced utilization of the more affected arm. The systematic review presented in Chapter IV identified a moderate association between tactile function and motor function. While there was also a trend suggesting an association with proprioception and visual perception, the number of included studies was insufficient to draw definitive conclusions. The study presented in Chapter V identified greater impairments in stereognosis (57.9%, proprioception (44.4%) and visual perception (47.4%) while the tactile discrimination and the stereognosis where more frequently associated with motor impairments. **Conclusions:** Adults with cerebral palsy exhibit more motor bilateral impairments than unilateral impairments, and these impairments contribute significantly to asymmetrical upper extremity utilization during activities of daily living. The presence of impairments in motor planning seems to force adults with cerebral palsy to rely more heavily on sensory feedback provided during tasks. However, the presence of sensory deficits, and their association with motor impairments, do not always allow them to compensate for their planning impairments.