La variabilité du mouvement serait apparemment essentielle au système locomoteur pour l'apprentissage de nouvelles tâches motrices, l'adaptation du mouvement à l'environnement et la réduction des stress localisés responsables des blessures par sollicitation abusive.La présente recherche fournie des données expérimentales inédites qui appuient cette dernière fonction dans un sport hautement répétitif : le cyclisme. Vingt-cinq cyclistes ont pédalé sur la route munis de pédales automatiques LOOK(TM) mesurant le flottement angulaire. Cette liberté de mouvement permet une rotation de 9À (normale à la pédale) entre le pied et le corps de la pédale. Un parcours de 20 km était effectué avec un minimum de restriction quant à la cadence et à la puissance développée. Les signaux de flottement bilatéraux ainsi collectés étaient divisés par coup de pédale pour les analyses statistiques. Une oscillation régulière du pied à chaque coup de pédale est observée en accord avec la littérature existante. De plus, entre deux coups de pédale consécutifs, l'orientation du pied change en moyenne de 2.13 « 0.86À (statistiquement différent de 0, p<0.01) sans structure apparente. Ce phénomène de repositionnement qui n'avait jamais été observé ou reporté dans la littérature constitue un exemple de variabilité de mouvement. En cyclisme, des pédales automatiques offrant du flottement favorisent la variabilité de mouvement pourraient contribuer au maintien de l'intégrité du système musculosquelettique. Cette idée doit être soutenue par un modèle tridimensionnel qui considère l'effet du flottement sur une base de temps relativement grande.

Prédire les mouvements du sol "en aveugle", c'est-à-dire générés par un séisme futur, est essentiel pour anticiper les dommages causés aux bâtiments. Cette thèse propose deux nouvelles approches, fondées sur la technique des fonctions de Green empiriques (FGE), pour calculer le mouvement sismique dans un milieu complexe, sur une large gamme de fréquences, et à partir d'un processus de rupture sur la faille réaliste. La première méthode utilise une représentation simple de la source (modèle de "crack"). Dans la seconde, la rupture est décrite par un modèle cinématique complexe en "k-2". De plus, afin de calculer le mouvement sismique basse fréquence, les FGE bruitées en dessous de 1 Hz sont remplacées par des simulations numériques par éléments spectraux 3D.<br />La difficulté principale pour simuler "en aveugle" est le choix des paramètres de la source (chute de contrainte, point de nucléation,...), mal contraints, et qu'il faudra pourtant estimer a priori. Ce choix contrôle le niveau médian et la variabilité du mouvement sismique. La première solution testée consiste à déterminer directement les lois de distribution de ces paramètres à partir des résultats issus de l'inversion cinématique. Afin de garantir que les niveaux simulés sont réalistes, nous proposons dans un second temps de calibrer les simulations par FGE en un site de référence au rocher en utilisant un modèle de prédiction empirique.<br />Les différentes méthodes sont appliquées pour simuler dans le bassin grenoblois un séisme de magnitude 5.5 à 15 km. La comparaison aux normes EC8 montre que les spectres réglementaires sont dépassés en certains points du bassin sédimentaire, à 0.3 Hz et autour de 0.2 Hz.

La topographie de la surface peut générer une amplification du mouvement du sol sous sollicitation sismique. La prédiction du coefficient d'amplification topographique par stratégie numérique donne de bons résultats qualitatifs mais les coefficients simulés sous-estiment les coefficients observés. Cette thèse propose une méthodologie pour caractériser objectivement l'effet de site topographique. Nous identifions plusieurs facteurs à l'origine de la disparité entre coefficients simulés et observés. (1) Les hypothèses des méthodes employées pour estimer le coefficient d'amplification sont difficilement vérifiables en milieu montagneux notamment la notion de site de référence. Nous proposons d'utiliser une approche statistique des rapports spectraux dont les hypothèses sont vérifiées lorsqu'elle est appliquée sur des reliefs. (2) L'usage de la 3D permet de représenter la complexité tridimensionnelle du relief. Les amplifications calculées sur ces modèles 3D sont ponctuellement plus élevées que sur les modèles 2D. (3) La distribution spatiale et fréquentielle de l'amplification topographique dépend de la configuration de la source par rapport au massif. Il est nécessaire de modéliser toutes les sources potentielles au site étudié pour définir la probabilité d'occurrence de l'effet de site topographique. (4) La structure interne du massif peut aggraver l'amplification sommitale. Nous abordons l'imagerie du massif par une expérience in-situ et proposons un protocole adapté aux dimensions du site étudié. Les outils géophysiques doivent permettre d'élaborer des modèles à une résolution suffisamment élevée pour simuler les effets indissociables de la géologie et de la topographie.