Les travaux portant sur l’imagerie motrice (IM) ont montré l’identité des processus de production réelle et de représentation mentale du mouvement. Diverses voies expérimentales incluant la chronométrie mentale, les indices physiologiques (dont ceux issus de la neuroimagerie) ont été utilisées pour montrer que la représentation mentale de l’action repose sur les mêmes mécanismes que la préparation motrice et agirait sur la plasticité cérébrale. Le rôle de l’IM dans l’amélioration et l’apprentissage du mouvement, la récupération motrice après une lésion des effecteurs musculo-articulaires a été démontré chez le sujet sain. L’entraînement mental pourrait donc être intégré dans les protocoles thérapeutiques suite à une lésion centrale ou périphérique. Si plusieurs expériences ont montré son efficacité lorsqu’il est pratiqué après un accident vasculaire cérébral, aucune étude n’a porté sur son rôle dans la réadaptation fonctionnelle du patient médullo-lésé. L’hypothèse est que l’entraînement par IM associé à la rééducation classique peut facilement être intégrer dans les protocoles de réadaptation de ces patients et favoriserait la récupération et l’amélioration de la préhension chez les patients tétraplégiques / The mental representation of movement may help motor functions recovery after central or peripheral stroke. There is now ample evidence that motor performance and learning ma benefit from mental rehearsal in healthy subjects. However, whether the ability to perform motor imagery is preserved after spinal cord injury, the effectiveness of mental rehearsal on prehension rehabilitation has to be questioned. The review of relevant literature about motor imagery and rehabilitation show that integrating mental practice into the rehabilitation process may be a reliable tool. Traditional stroke rehabilitation therapies are usually based upon actual movement aimed at improving motor functions. However, this may be limited by muscle spasticity, muscle weakness, or persistent deficit in movement coordination. As motor imagery and actual movement share the same neural substrate, mental rehearsal may serve motor rehabilitation by involving cerebral plasticity and thus facilitating recovery. More specifically, it will be useful to elaborate guideline of mental practice in rehabilitation. Additional clinical issues, including brain mapping studies, need to be performed

Chaque personne est susceptible de vivre un accident entraînant un profond changement de son corps. Cette situation redoutée n'arrive pas toujours qu'aux autres. Parmi les personnes qui ne sortent pas indemnes de leur accident, certaines sont touchées par une déficience motrice irréversible, qui peut prendre la forme d'une paralysie ou d'une amputation d'un ou plusieurs membres de leur corps. Ces personnes font alors l'expérience du handicap moteur. Cette expérience déstabilisante ne peut être réduite à sa seule dimension corporelle. Elle implique, pour l'individu, de devoir composer avec une prise en charge institutionnelle (à l'hôpital, puis dans un centre ou une unité de rééducation et de réadaptation, pendant plusieurs mois, voire années), de reformuler son existence, ainsi que de reconstruire sa relation conjugale. Guère étudiée dans le champ de la sociologie du couple ou de la sociologie du handicap, la dimension conjugale de l'expérience du handicap moteur permet de saisir à la fois la dynamique de la relation conjugale et la capacité de cette relation à atténuer une épreuve durable et déstabilisante pour l'individu ayant une déficience motrice. À partir d'entretiens menés auprès de femmes et d'hommes confrontés à une déficience motrice (hémiplégie, paraplégie, tétraplégie, amputation) depuis quelques années, cette thèse se propose, d'une part, d'analyser les façons dont ces individus (re)construisent leur expérience du handicap moteur avec leur conjoint et, d'autre part, de saisir les conséquences de l'apparition de la déficience motrice sur leur relation conjugale. / Each person is likely to live an accident involving a deep change of her body. This dreaded situation does not always arrive only at the others. Among the people who do not leave unscathed of their accident, some are touched by an irreversible motor deficiency, which can take the form of a paralysis or an amputation of one or more members of their body. These people make the experiment of the motor disability. This destabilizing experiment cannot be reduced with its only body dimension. It implies, for the individual, to have to compose with an institutional period (at the hospital, then in a center or a unit of rehabilitation and readjustment, during several months, even years), to reformulate his existence, like rebuilding his marital relation. Hardly studied in the field of the sociology of the couple or the sociology of the disability, the marital dimension of the experiment of the motor disability makes it possible to seize at the same time the dynamics of the marital relation and the capacity of this relation to attenuate a durable and destabilizing test for the individual having a motor deficiency. Starting from interviews carried out near women and men confronted with a motor deficiency (hemiplegia, paraplegia, tetraplegia, amputation) for a few years, this thesis has proposed, on the one hand, to analyze the ways in which these individuals (re)build their experiment of the motor disability with their spouse and, on the other hand, of seizing the consequences of the appearance of motor deficiency on their marital relation.

Cette thèse s’adresse à la problématique de contrôle/commande et d'observation des exosquelettes du membre supérieur pour l’assistance à la mobilité des personnes qui souffrent d'un déficit moteur, caractérisé par une perte totale ou partielle des capacités motrices. Le robot utilisé pour les validations est conçu par RB3D dans le but des travaux de recherches sur les lois de commandes pour la rééducation du membre supérieur au sien du Laboratoire LISSI (Laboratoire Images, Signaux et Systèmes Intelligents) de l’UPEC, appelé ULEL (Upper Limb Exoskeleton of LISSI).Deux approches de commande d'exosquelettes pour la rééducation fonctionnelle du membre supérieur ont été proposées. La première commande est conçue sur la base d’un estimateur en-ligne des paramètres dynamiques. Cette méthode d'adaptation permet d'améliorer les performances de contrôle de ce système, et de compenser les erreurs paramétriques dues au couplage de l'exosquelette avec le membre humain.La deuxième contribution consiste en une stratégie de commande robuste basée sur les modes glissants. Cette stratégie non-linéaire, garantie la convergence des erreurs de poursuite vers zéro en temps fini lorsque le régime de glissement est atteint. Ce type de commande est connu par sa robustesse vis-à-vis les variations paramétriques et les perturbations externes. L'efficacité de la méthode proposée est démontrée expérimentalement pour le mode de rééducation passif.Dans la dernière partie de la thèse, un observateur en mode glissant d'ordre supérieur est proposé pour estimer les couples d'interactions homme-exosquelette. L'observateur proposé est capable d'estimer les efforts au niveau de l'interface d'interaction entre l'exosquelette et le membre humain, en utilisant les mesures de position et l'entrée de commande. Les résultats obtenus montrent l’efficacité des solutions proposées sur l’exosquelette ULEL. / This thesis addresses the problem of control of an upper limb exoskeleton for mobility assistance of people who suffer from a motor deficit, characterized by a total or partial loss of motor skills. The robot used is designed by RB3D for the purpose of research work on the control laws for the rehabilitation of the upper limb at LISSI Laboratory (Laboratory Images, Signals and Intelligent Systems) of the UPEC university; this exoskeleton is called ULEL (Upper Limb Exoskeleton of LISSI).Two approaches to control exoskeletons for functional rehabilitation of the upper limb have been proposed. The first control is based on an online estimator of dynamic parameters. This adaptation method makes it possible to improve the control performance of this system, and to compensate for parametric errors due to coupling the exoskeleton with the human limb.The second contribution consists of a robust control strategy based on sliding modes. This nonlinear strategy guarantees the convergence of tracking errors to zero in finite time when the sliding mode is reached. This type of control is known by its robustness with respect to parametric variations and external disturbances. The effectiveness of the proposed method is experimentally demonstrated for the passive rehabilitation mode.Finally, in the last part of this thesis, a higher order sliding mode observer is proposed to estimate interactions torques of the human-exoskeleton system. The proposed observer is able to estimate the forces at the interaction interface between the exoskeleton and the human limb, using the position measurements and the control input. The obtained results show the effectiveness of the proposed solutions using the exoskeleton ULEL.

La stimulation électrique fonctionnelle (SEF) est une des techniques utilisées pour la rééducation ou la suppléance fonctionnelle de déficiences motrices. Un stimulateur génère des impulsions électriques qui induisent des contractions des muscles paralysés, au travers des unités motrices toujours intactes. Aujourd'hui, les systèmes fonctionnant en boucle ouverte sont majoritairement utilisés. Ils permettent aux chercheurs d'évaluer hors-ligne de la SEF. Cependant, leur réglage reste basé sur un cycle essai-erreur ce qui est loin de simplifier la mise en œuvre de systèmes en boucle fermée. Dans cette thèse, nous proposons une méthode de prédiction en temps-réel du couple en fonction de l'EMG conduisant à une nouvelle modalité de contrôle de l'activation musculaire sous SEF. L'EMG évoquée (eEMG) donne une image de l'effet de la SEF sur l'activité musculaire et est ainsi impliquée à la fois dans l'estimation du couple en temps réel et le contrôle. Le couple articulaire peut être estimé par l'eEMG en utilisant un filtre de Kalman et un modèle NARX - RNN. Le facteur d'oubli du filtre de Kalman doit être soigneuse-ment choisi de même que les réglages du schéma de calcul. C'est une limitation en particulier quand lorsque qu'il n'y a aucune connaissance a priori sur la force générée par le sujet sous SEF. La méthode proposée NARX-RNN n'a pas ce défaut et offre de meilleures performances que le filtre de Kalman. L'estimation du couple basée eEMG est donc utilisée hors-ligne et en-ligne en temps réel. Les performances comparées des algorithmes ont été effectues sur sujets sains et sujets blessés médullaires. Par ailleurs, le système temps-réel de contrôle de l'activation musculaire basé EMG a été développé sur la technologie sans fil Vivaltis. Enfin, afin de proposer un contrôle de plusieurs muscles, le concept de synergie a été utilisée pour estimer les activations musculaires cibles à partir d'un couple articulaire désiré. Les niveaux de synergie moyenne ont été utilisés pour valider l'extraction d'activation sur le sujet non inclus dans le calcul de la moyenne. L'erreur d'estimation est de 9.3% sur l'ensemble des sujets. Ces résultats vont dans le sens d'un contrôle d'une neuroprothèse basé synergie. En effet la combinaison des eux contributions de la thèse ouvre des perspectives nouvelles de modalité de contrôle de la SEF. / Functional electrical stimulation (FES) is one of existing rehabilitationtechniques to restore lost motor functions for motor-impaired subjects. Thestimulator generates electrical pulses to drive artificial contractions of theparalysed muscles, through activating intact motor units. Currently open-loopFES system is the most frequently used. The data acquired from the open-loop FESwould help researchers to make off-line analysis for evaluating performance ofFES systems. However, it should go through a trial and error manner, which isfar from facilitating a implementation of real-time closed-loop FES system.In this thesis, we propose and develop a method for real-time EMG-feedback torqueprediction and muscle activation control toward new modality in FES.The evoked electromyography (eEMG) which can reflect electrical muscleactivities under FES, is involved in both offline and real-time FES-inducedtorque estimation and muscle control systems. FES-induced joint torque can beestimated/predicted with eEMG by employing both Kalman filter and NonlinearAuto-Regressive with Exogenous (NARX) type recurrent neural network (RNN). Theforgetting factor of Kalman filter should be properly selected in advance andalso with proper computational settings. It is a limitation for some casesespecially when we do not have prior knowledge of new subject regarding expectedmuscle response intensity induced by FES. The proposed NARX-RNN does not sufferfrom such computational setting problems and also shows better estimation/prediction performances than that of Kalman filter.Evoked EMG based torque estimator is exploited from off-line situation toonline real-time system. Recursive Kalman filter and NARX-RNN are implementedfor real-time torque estimation/prediction with evoked EMG. The performance wasverified both in able-bodied and spinal cord injured subjects. Furthermore, real-time EMG-feedback muscle activation control in FES system is developed togetherwith wireless Vivaltis stimulator for specifying directly muscle activationinstead of conventionally specifying stimulation pattern.Toward natural multiple muscles control with multi-channel FES, muscle synergyconcept was introduced for inverse estimation of muscle activations from desiredjoint moment. The averaged synergy ratio was applied for muscle activationestimation with leave-one-out cross validation manner, which resulted in 9.3%estimation error over all the subjects. This result supports the common musclesynergy-based neuroprosthetics control concept. By combining this inverse estimation of muscle activations together with real-time EMG-feedback muscle activation control, it would open a new modality toward muscle synergy-basedmulti-muscle activation control in FES.

Les forces musculaires appliquées à l’os entraînent des contraintes produisant un effet ostéogénique. Cet aspect est à ce jour très mal connu. L’électromyostimulation est une alternative aux contractions musculaires volontaires et permet de mieux de contrôler les paramètres de l’effort. Après un rappel sur le tissu osseux et l’ostéoporose, la revue de littérature effectuée dans le cadre de cette thèse permet de cerner les aspects fondamentaux liés à l’application de la stimulation électrique. Deux axes de recherche sont proposés :Pour le Modèle animal 4 thématiques sont étudiées : 1-Identification des points moteursdu membre pelvien du rat, et mise en place d’un protocole de stimulation électrique.2-Evaluation in vivo des contraintes appliquées à l’os par stimulation électrique. 3-Evaluation de l’effet d’un mois de stimulation électrique sur la force et l’endurance musculaire.4-Détermination de l’effet d’un mois de stimulation électrique sur les caractéristiques mécaniques de l’os in vitro. L’application à l’homme concerne deux aspects de la mise en oeuvre d’une stimulation électrique : 1 l’évaluation de l’Influence de la fréquence de stimulation électrique sur la force et la fatigue musculaire.2- la caractérisation d’un protocole de stimulation électrique pour le renforcement musculaire et la prévention de l’ostéoporose.Les résultats obtenus montrent que la stimulation électrique musculaire sous les conditions d’application définies peut avoir un effet ostéogénique. La transposition de ces résultats à l’homme reste à faire cependant les protocoles de stimulation pouvant être utilisés ont été précisés. Cette technique thérapeutique préventive, non invasive pouvant être appliquée à des sujets vieillissant ou à mobilité réduite devrait permettre de minimiser l’ostéoporose. / The muscular strengths applied to the bone pull(entail) constraints producing an ostéogénique effect. This aspect is this day very badly known. The électromyostimulation is an alternative in the voluntary muscular contractions and allows of better to check(control) the parameters of the effort. After a reminder(abseiling) on the bone tissue and the osteoporosis, the magazine(review) of literature made within the framework of this thesis allows to encircle the fundamental aspects bound(connected) with care of the electric stimulation. Two areas of research are proposed:pour the animal model 4 themes are studied: 1 - identification of the driving points of the pelvien member(limb) of the raz, and organized by a protocol of stimulation in vivo électrique.2-evaluations of the constraints applied to the bone by electric stimulation. 3 - evaluations of the effect of a month of electric stimulation on the strength and the stamina musculaire.4-Détermination of the effect of a month of electric stimulation on the mechanical characteristics of the in vitro bone. The application to the man concerns two aspects of the implementation of an electric stimulation: 1 the evaluation of the Influence of the frequency of electric stimulation on the strength and the muscular 2-fatigue the characterization of a protocol of electric stimulation for the muscular intensification and the prevention of the osteoporosis. The obtained results(profits) show that the muscular electric stimulation under the defined conditions of application can have an ostéogénique effect. The transposition of these results(profits) to the man remains to make however the protocols of stimulation being able to be used were specified. This preventive, not invasive therapeutic technique which can be applied to aging subjects or to reduced mobility should allow to minimize the osteoporosis.

De par son caractère multifactoriel, la lombalgie chronique (LC) reste difficile à définir et ce malgré le nombre important de travaux scientifiques qui y sont consacrés. Son traitement est complexe et a généré le développement de nombreuses approches thérapeutiques dont une option moderne est la prise en charge pluridisciplinaire (PECP). <br />Ce travail de thèse a été réalisé en collaboration avec le Réseau Nord-Pas de Calais du Dos (RENODOS). Les médecins de ce réseau ont mené une réflexion collective sur la faisabilité d'une harmonisation des prises en charge qu'ils proposent et la standardisation des méthodes d'évaluation des patients lombalgiques chroniques.<br />L'objectif principal de ce travail a été d'expérimenter l'applicabilité d'un protocole d'évaluation standardisé au sein du RENODOS à travers l'étude de l'efficacité d'une PECP harmonisée. Il s'agissait également de mettre en exergue l'apport d'une organisation en réseau pour le traitement de la LC. <br />Une première étude a démontré qu'il était possible d'instaurer un langage commun pour l'évaluation du patient lombalgique chronique. Une seconde a quant à elle mis en évidence que les PECP proposées dans les différents centres du réseau se révélaient efficaces et qu'un fonctionnement en réseau apportait une dynamique supplémentaire au bénéfice du patient. <br />Enfin, ce travail présente des perspectives relatives à l'évolution du fonctionnement et à la poursuite de la démarche qualité du réseau.

La marche est pour l'homme son mode de locomotion le plus usuel. Pour un sujet sain, il s'agit d'une action simple qu'il exécute sans être obligé d'y penser. Cependant, la survenue d'une pathologie peut venir la perturber et augmenter son coût énergétique. L'autonomie diminue, ce qui risque de rendre dépendant l'individu dans ses activités quotidiennes. Afin de lutter contre, la rééducation de la marche doit prendre en compte les causes de ses perturbations. Or, il est difficile d'isoler le rôle de chacun des paramètres interdépendants qui composent la marche. L'objectif de ces travaux est donc de proposer une boucle complète allant de l'analyse à la simulation de la marche pathologique en passant par sa modélisation. L'intérêt est de disposer d'un outil capable de déterminer les facteurs discriminants de l'altération de la marche. Premièrement, le développement de nouveaux outils génériques d'analyse nous aide à mieux comprendre le mouvement étudié et ceci uniquement à partir de données cinématiques, en particulier acquises lors d'une marche sur tapis roulant. La deuxième étape se focalise sur la modélisation d'une marche particulière, celle des sujets hémiplégiques. La cinématique inverse permet de définir une tâche principale liée au mouvement ainsi qu'une tâche secondaire capable de tenir compte de la pathologie du sujet. Finalement, la marche hémiplégique est reproduite grâce à la méthode de simulation choisie. L'approche se base sur des entrées simples à acquérir et permet de tester des hypothèses de rééducation à travers le travail mécanique. La finalité de ce travail est donc de fournir aux thérapeutes un outil simple d'évaluation des hypothèses de rééducation de la marche à partir de son coût énergétique

L'objectif de ce travail de recherche consistait à utiliser la réalité virtuelle (simulateur de conduite) afin d'améliorer les capacités attentionnelles de personnes présentant une baisse d'efficience de ces aptitudes (en lien avec l'âge ou la survenue d'un traumatisme crânien) pouvant se répercuter sur la conduite automobile. En référence au modèle de l'attention de Van Zomeren et Brouwer (1994), quatre processus attentionnels (alerte phasique, vigilance, attention sélective et attention divisée) ont été entraînés sur simulateur de conduite lors d'un programme comprenant 9 sessions d'une heure. Un groupe contrôle a effectué un training plus conventionnel sur ordinateur. Les performances des participants (10 patients traumatisés crâniens et 16 personnes âgées de plus de 65 ans) ont été évaluées avant et après le training à partir de trois mesures : une évaluation neuropsychologique, une évaluation sur simulateur de conduite et une évaluation sur route réelle. Le bénéfice de l'entraînement sur les performances aux tests neuropsychologiques s'est avéré limité pour les deux groupes. Concernant l'évaluation sur simulateur, les résultats ont révélé une amélioration des performances plus importante pour les participants entraînés sur simulateur. En revanche, les participants ayant bénéficié du training sur ordinateur ont davantage progressé que ceux entraînés sur simulateur lors de l'évaluation sur route réelle. Les résultats ont été discutés en termes d'approche rééducative et d'automatisation des processus attentionnels. Ce travail permet de conclure quant à la nécessité de poursuivre et d'approfondir les recherches sur la réalité virtuelle et le transfert de l'apprentissage en situation de vie quotidienne.

Chaque personne est susceptible de vivre un accident entraînant un profond changement de son corps. Cette situation redoutée n'arrive pas toujours qu'aux autres. Parmi les personnes qui ne sortent pas indemnes de leur accident, certaines sont touchées par une déficience motrice irréversible, qui peut prendre la forme d'une paralysie ou d'une amputation d'un ou plusieurs membres de leur corps. Ces personnes font alors l'expérience du handicap moteur. Cette expérience déstabilisante ne peut être réduite à sa seule dimension corporelle. Elle implique, pour l'individu, de devoir composer avec une prise en charge institutionnelle (à l'hôpital, puis dans un centre ou une unité de rééducation et de réadaptation, pendant plusieurs mois, voire années), de reformuler son existence, ainsi que de reconstruire sa relation conjugale. Guère étudiée dans le champ de la sociologie du couple ou de la sociologie du handicap, la dimension conjugale de l'expérience du handicap moteur permet de saisir à la fois la dynamique de la relation conjugale et la capacité de cette relation à atténuer une épreuve durable et déstabilisante pour l'individu ayant une déficience motrice. À partir d'entretiens menés auprès de femmes et d'hommes confrontés à une déficience motrice (hémiplégie, paraplégie, tétraplégie, amputation) depuis quelques années, cette thèse se propose, d'une part, d'analyser les façons dont ces individus (re)construisent leur expérience du handicap moteur avec leur conjoint et, d'autre part, de saisir les conséquences de l'apparition de la déficience motrice sur leur relation conjugale. / Each person is likely to live an accident involving a deep change of her body. This dreaded situation does not always arrive only at the others. Among the people who do not leave unscathed of their accident, some are touched by an irreversible motor deficiency, which can take the form of a paralysis or an amputation of one or more members of their body. These people make the experiment of the motor disability. This destabilizing experiment cannot be reduced with its only body dimension. It implies, for the individual, to have to compose with an institutional period (at the hospital, then in a center or a unit of rehabilitation and readjustment, during several months, even years), to reformulate his existence, like rebuilding his marital relation. Hardly studied in the field of the sociology of the couple or the sociology of the disability, the marital dimension of the experiment of the motor disability makes it possible to seize at the same time the dynamics of the marital relation and the capacity of this relation to attenuate a durable and destabilizing test for the individual having a motor deficiency. Starting from interviews carried out near women and men confronted with a motor deficiency (hemiplegia, paraplegia, tetraplegia, amputation) for a few years, this thesis has proposed, on the one hand, to analyze the ways in which these individuals (re)build their experiment of the motor disability with their spouse and, on the other hand, of seizing the consequences of the appearance of motor deficiency on their marital relation.

Quels sont les postulats de l'éducation? Il y en a plusieurs, le plus important étant celui du changement, c'est-à-dire celui qui pose que l'individu éduqué est susceptible de changer. Penser les présupposés du changement en éducation tend à engager la réflexion sur le terrain de la métaphysique. Or, la métaphysique semble avoir mauvaise presse en éducation. Il faut donc s'intéresser à la question des postulats afin de comprendre sa nécessité et l'engager légitimement. Il s'agira de comparer différents postulats à l'oeuvre actuellement en éducation, à savoir: l'éducabilité, la perfectibilité et la malléabilité. Par là, nous aurons une idée de ce que peut l'homme. / What is the most important principle of education? Can we think education without supposing that we are able to change? To answer to this question, it's not enough to admit that somebody can change. We must know what kind of changes he is supposed to make. But, this enquiry should say its name. It seems to be a metaphysical question. But, Metaphysics is not a permitted way of studying education. Because of several reasons, we must justify our research,in order to explain why we can but moreover we must precise our conception of change in education. Then we will be able to compare different kind of principles of education, for example: educability, plasticity or perfectibility. Actually, we want to know how much someone can change.