La marche est un mécanisme complexe impliquant l’élaboration de trajectoires dans des milieux divers et variés et la réalisation des mouvements segmentaires qui permettent de les parcourir. Elle est alors dépendante de l’environnement, des obstacles et autres individus qui le peuplent mais également des capacités physiques du corps humain. De part cette complexité, l’étude de la marche est généralement compartimentée en deux niveaux : la génération de trajectoires locomotrices d’une part et les mouvements des membres d’autre part. Ce travail vise à proposer un processus complet d’analyse de la marche, en s’intéressant au lien unissant les trajectoires locomotrices aux mouvements segmentaires. Dans un premier temps nous nous intéressons à la génération de trajectoires. Plus particulièrement, nous nous focalisons sur une situation de croisement entre deux piétons et sur les stratégies mises en place pour éviter la collision. Puis, nous portons notre attention sur la manière dont les endroits de pose de pieds sont influencés par la trajectoire. Cette analyse nous conduit à proposer un modèle de génération d’empreintes de pas. Enfin, nous nous intéressons à la générations des trajectoires articulaires menant au mouvement de marche. Par l’utilisation de la méthode de linéarisation locale nous proposons une nouvelle méthodologie pour la simulation de la marche à partir d’une entrée unique : la prochaine empreinte pas / Walking is a complex mecanism involving trajectories generation in various environments and motion generation in order to follow the path. Then, it is dependent on environment, obstacles and peoples moving around but also on body capabilities. This complexity lead scientits to split walking analysis in two levels : trajectory generation in one hand, and motion generation in the othe hand. This work aim to provide a global walking analysis processus by linking trajectorires and motion generation. First, we explore walking trajectories throw a particular situation : pedestrians crossing. Here we take interest in trajectories and speed adaptations. Then, we sink for the link between trajectory and heelstrike. It lead us to develop a model for heelstrike generation based on trajectory. Finally, we take interest in walking motion simulation. By the use of local linearization, we provide a new methodology for joints joints angles generation

Les patients atteints de sclérose en plaques présentent une majoration de la fatigue perçue et de la fatigabilité. Mais à l’heure actuelle, la fatigabilité chez les patients atteints de sclérose en plaques a été peu étudiée ; son rôle comme facteur limitant des capacités fonctionnelles, ses spécificités par rapport aux sujets sains ou encore sa réponse à des programmes de rééducation restent des questions en suspens. De plus, la fatigabilité a été principalement étudiée lors de contractions isométriques maintenues qui sont peu représentatives des activités de la vie quotidienne des patients, au cours desquelles une part importante des contractions des extenseurs du genou est réalisée en dynamique, en particulier, durant la locomotion.L’objectif de ce travail était de caractériser la fatigue et la fatigabilité des patients atteints de SEP au cours de contractions maximales volontaires isocinétiques concentriques, de connaitre les liens avec les performances locomotrices et d’explorer leurs adaptations à un programme de rééducation combiné. Pour répondre à cet objectif, une évaluation isocinétique associée à une analyse électromyographique lors d’une tâche fatigante de 50 contractions isocinétiques concentriques a été menée.L’originalité de ce travail repose sur l’analyse de la fatigabilité lors d’une tâche concentrique mettant ainsi en évidence le phénomène de tâche dépendance des mécanismes impliqués dans la fatigabilité puisque les résultats vont à l’encontre des précédentes études, réalisées au cours de contractions isométriques, chez les patients atteints de SEP. En effet, nous avons mis en évidence une moindre fatigabilité des patients atteints de SEP par rapport aux sujets sains. La baisse de la performance est expliquée dans les deux populations par une baisse de l’efficacité neuromusculaire sans modification des coactivations. Les résultats ont également souligné l’absence de lien entre la fatigue, la fatigabilité et les performances locomotrices. Par ailleurs, la fatigue est significativement diminuée suite à un programme de rééducation combiné alors que la fatigabilité est augmentée, résultat d’un gain de force à l’état de base sans modification de la force en situation de fatigue. Ce travail est une étape qui met en évidence la nécessité de standardiser les évaluations de la fatigabilité et d’élaborer des protocoles de rééducation visant à diminuer la fatigabilité chez les patients atteints de SEP. / Patients with multiple sclerosis manifest a higher level of perceived fatigue and fatigability. But so far, fatigability in patients with multiple sclerosis has been little studied, its role as a limiting factor of functional abilities, its specificities in comparison with healthy people and also its adaptations to rehabilitation remain unresolved issues. Furthermore, fatigability has been mainly studied during sustained isometric contractions that are unrepresentative of patients’ daily life activities during which a large part of the knee extensor muscles contractions are performed during dynamic contractions, particularly during locomotion. The aim of this study was to characterize fatigue and fatigability of patients with multiple sclerosis during maximal isokinetic concentric voluntary contractions: to explore the relationship with locomotor performance and their adaptations to a rehabilitation combined program. To that aim, an isokinetic assessment associated with an electromyographic analysis was carried out during a fatiguing task of 50 concentric contractions. The originality of this research is based on the analysis of fatigability during concentric contractions that highlights the task dependency of the mechanisms involved in fatigability since the results refute previous studies performed with sustained contractions. Indeed, we showed a lower fatigability in patients with multiple sclerosis compared to healthy subjects. The decrease in performance was explained in the two populations by a decrease of neuromuscular efficiency without change in coactivations. The results highlighted a lack of relationship between fatigue, fatigability and locomotor performance. Furthermore, after a combined rehabilitation program, fatigue was significantly reduced while fatigability was increased, resulting both from a gain of strength in baseline state and a lack of change of strength in fatigued state. This research is a step that highlights the need to standardize fatigability assessments and develop rehabilitation program to reduce fatigability in patients with multiple sclerosis.

À la suite d’une lésion du système nerveux central tel qu’un accident vasculaire cérébral ou une lésion médullaire incomplète un ensemble de symptômes tel que la parésie, l’hyperactivité musculaire et l’hypo-extensibilité des tissus vont perturber l’organisation locomotrice du patient. Depuis quelques années, l’utilisation de méthodes mathématiques permet d’extraire à partir de l’activité électrique des muscles la commande à l’organisation locomotrice du sujet. L’objectif de ce travail de thèse est d’utiliser ces méthodes pour caractériser les spécificités du patient hémiparétique et paraparétique. Une première étude sur le sujet asymptomatique a permis de valider notre méthodologie..La deuxième étude portant sur les patients paraparétiques montre que l’asymétrie de marche est plutôt expliquée par une expression différente des symptômes plutôt qu’une réelle asymétrie provenant de la commande. Pour conclure, la troisième étude portant sur l’effet d’une anesthésie d’un muscle chez le patient hémiparétique a montré que le cerveau était en mesure de modifier la commande locomotrice pour pallier les perturbations induites par cette anesthésie. En conclusion nos travaux soulignent l’intérêt de ces méthodes comme un outil pertinent dans l’évaluation de l’organisation locomotrice chez le patient présentant une lésion du système nerveux central. / Following a central nervous system injury such as a stroke or incomplete spinal cord injury, a set of symptoms such as paresis, muscle hyperactivity and hypo-extensibility will disrupt the patient’s locomotor organization. In recent years, the use of mathematical methods has made it possible to extract, from the electrical muscle activities, the command of the locomotor organization. This thesis aimed at using these methods to characterize the specificities of the post-stroke patient and the patient with incomplete spinal cord injury. The first study of healthy individuals allowed to validate our methodology.The second study in patients with incomplete spinal cord injury showed that gait asymmetry may be explained by a different expression of symptoms rather than a real asymmetry originating from the control. Finally, the third study has investigated the effect of muscle anesthesia on the post-stroke patient. The results showed that the central nervous system was able to adapt locomotor control to compensate for the disturbances induced by this anesthesia. In conclusion, our work underlines the interest of these methods as a relevant tool in the evaluation of locomotor organization in patients with central nervous system lesions.