Les robots humanoïdes sont en passe d'être commercialisés pour le public à grande échelle, mais pour réussir cet objectif il est nécessaire de rendre ces robots fiables, fonctionnels et sécurisés. Ceci implique de nombreuses améliorations par rapport à de l'état de l'art, pour permettre un produit fini. Un des domaines à améliorer est la commande corps-complet des robots humanoïdes. Les objectifs de cette thèse sont de proposer une architecture de commande permettant de générer des mouvements corps-complet bio-inspirés. L'idée principale étant de s'inspirer de la marche humaine afin de reproduire ces mouvements sur un robot humanoïde. La solution de commande proposée utilise le principe de tâches pour quatre objectifs cinématiques: (i) la pose relative des pieds, (ii) la position du CoM, (iii) l'orientation du buste, et (iv) l'évitement des butées articulaires. La stabilité est renforcée en modifiant la position du CoM désirée à l'aide d'un stabilisateur basé sur la régulation non linéaire du ZMP. L'approche résultante est appelée architecture de commande hybride cinématique/dynamique. Cette approche a été validée expérimentalement sur deux prototypes de robots humanoïdes pour différentes tâches telles que le squat et la marche. / Humanoid robots are a rising trend, and are about to be sold to the public on a large scale, but for this to be possible it is necessary to make them reliable, secure and functional. This implies many improvements over the prior state of the art. A domain of improvement is the full-body control of humanoid robots. The objective of this thesis is to propose a control architecture for generating a bio-inspired full-body control. The main idea is to learn from human walking to replicate these movements on a humanoid robot. The proposed control solution uses the principle of kinematics task for four objectives: (i) the relative pose of the feet, (ii) the position of the Centre de masse (CoM), (iii) the orientation of the upper-body, and (iv) the joints' limits avoidance. Stability is enhanced by modifiying the CoM position by using a stabilizer based on nonlinear regulation of the Zero Moment Point (ZMP). The resulting approach is called hybrid kinematic / dynamic control architecture. This approach has been validated experimentally on two prototypes of humanoid robots for tasks such as squat and walking.

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Le haut Moyen Âge ibérique se caractérise par un changement brutal initié en 711 avec la conquête musulmane du royaume wisigothique. Cet évènement qui bouleversa l’histoire de l’Espagne n’est éclairé que de manière très lacunaire par les sources latines et arabes. Au cours des dernières années, le développement de l’archéologie a néanmoins contribué à une meilleure connaissance de la fin de la monarchie de Tolède et du début d’al-Andalus. Parmi le matériel exhumé, les monnaies sont souvent privilégiées dans les travaux scientifiques et la numismatique bénéficie pour ces périodes d’une bibliographie abondante. Cela permet aujourd’hui une approche plus exhaustive et une meilleure compréhension de leur rôle, de leur utilisation et de leur circulation. Mais les monnaies représentent également un précieux témoignage des difficultés de la fin du royaume wisigothique qui facilitèrent l’entrée et les avancées des troupes arabo-berbères en Hispanie. De même, elles sont les vestiges matériels presqu’exclusifs de la conquête, en particulier pour les régions du Nord du royaume au sujet desquelles les textes se montrent très lacunaires. Enfin, elles furent un outil administratif des Omeyyades au sein d’un émirat dont la centralisation s’accentua avec les réformes réalisées sous ‘Abd al-Raḥmān II (822-852). Cette évolution est perceptible dans la nature même du numéraire employé : alors que les Wisigoths perpétuèrent un monnayage sur le modèle antique en frappant une division du solidus, les musulmans privilégièrent le dirham, rattachant la Péninsule au « monométallisme » argentifère caractéristique du haut Moyen Âge occidental. / The Iberian Early Middle Ages are generally characterized by a rough change began in 711 with the Muslim conquest of the Visigothic kingdom. Latin and Arabic textual sources throw few lights on this event that profoundly marked the history of Spain. During the last years, archaeology’s development contributed to a better knowledge about the last years of Toledo Kingdom and beginning of al-Andalus. Among the exhumed material, coins are generally very used in historical studies and numismatic benefits from a large bibliography for this period. That’s why it allows a more exhaustive approach and a better understanding of their role, utilization and circulation. These coins represent an invaluable evidence of the kingdom’s difficulties before the conquest that make easier the Arabic progress in this territory. They are nearly exclusive traces about the conquest, especially for the North part of the kingdom which is little informed by the sources. Finally, they were an administrative tool for Umayyad in the Emirate’s construction and centralization in effect under ‘Abd al-Raḥmān II (822-852). This evolution could be symbolized by monetary changes: Visigoths perpetuated antique coinage with the emission of parts of solidus, Muslims preferred dirham, bringing the Iberian Area under “monometallic” plate zone characteristic of High Middle Ages Occident.

Ce travail avait pour premier objectif d’analyser la réorganisation du mouvement lors de l’apprentissage d’une habileté motrice complexe, la marche athlétique. Le deuxième objectif était de mieux comprendre le rôle des facteurs métaboliques et de la perception de l’effort sur ce processus.Pour cela, les deux premières études se sont intéressées à l’évolution d’un grand nombre de variables cinématiques avec la pratique. Les participants ont reçu au début de chaque séance de pratique trois consignes (i.e., contraintes biomécaniques) concernant la règlementation et la technique de la marche athlétique. Les résultats de l’étude 1 ont mis en évidence une évolution rapide de la coordination et du contrôle (Newell, 1985) qui semble atteindre un plateau à la quatrième séance de pratique sur les sept réalisées. L’étude 2, qui analyse d’une façon plus approfondie ces quatre premières séances, a indiqué un rôle important des contraintes de la tâche sur la réorganisation du mouvement avec la pratique,réfutant l’existence de principes généraux concernant la maîtrise des degrés de liberté (Bernstein,1967). De plus, l’étude 1 a montré une réduction des valeurs métaboliques et de la perception de l’effort périphérique lors de la pratique, qui corrèlent significativement avec la réorganisation globale du mouvement. Les résultats semblent indiquer un rôle important des informations sensorielles périphériques sur l’adoption de patterns de mouvements plus économiques avec la pratique. L’étude 3a montré que suite aux 7 séances d’apprentissage, les participants adoptent spontanément au test de transition un nouveau comportement, la marche athlétique, entre la marche et la course, et ce pour des raisons non-métaboliques. En conclusion, ce travail propose que la réorganisation du mouvement lors de l’apprentissage de la marche athlétique soit orientée par les contraintes de la tâche d’une part et parla perception de l’effort périphérique d’autre part dans un but d’optimisation métabolique. Toutefois,l’optimisation des facteurs métabolique ne semble pas prioritaire lorsque le système locomoteur doit s’adapter rapidement face à un niveau critique de contrainte. / The first aim of the present work was to investigate movement reorganization with learning a complex motor skill, racewalking. The second aim was to bring more insight into the role of metabolic factors and perceived exertion. To do so, the first two studies analyzed the evolution of a large number of kinematic variables when participants underwent the practice sessions. At the start of each session, three instructions (i.e., biomechanical constraints) concerning the regulations and technique of racewalking were given. The results of the first study put forward a rapid evolution ofcoordination and control (Newell, 1985) that seem to reach a plateau at the fourth session out of seven in total. The second study, that investigated closely these first four sessions, revealed an important role of task constraints on movement reorganization, refuting the existence of general principles concerning the mastery of degrees of freedom (Bernstein, 1967). Furthermore, the first study showed a reduction in metabolic values and peripheral perceived exertion with practice, which were significantly correlated to the global movement reorganization. Overall, the results seem to raise an important role of peripheral sensory information on the adoption of more economical movement patterns with practice. The third study showed that after the seven learning session, participants spontaneously adopted racewalking as a new pattern in the transition test, between walking and running, for non-metabolic reasons. In conclusion, the present work proposes that the movement reorganization accompanying the learning of racewalking is oriented by task constraints on one sideand peripheral perceived exertion on the other aiming for metabolic optimization. Nevertheless, optimization of metabolic factors doesn’t seem a priority when the motor system should quickly adapt to a critical level of constraints.

Ce mémoire est centré sur l'optimisation dynamique de mouvements de systèmes articulés plans travaillant en boucle fermée. L'application visée est l'optimisation de pas de marche de robots bipèdes. La première partie est consacrée au développement de modèles dynamiques de systèmes bouclés adaptés au problème de l'optimisation lorsqu'on fait appel au principe du maximum de Pontryagin. Le problème d'optimisation est traité dans la deuxième partie. La démarche utilisée consiste à ouvrir la chaîne au niveau d'une liaison bien choisie et à traiter les efforts de liaison comme des efforts de commande complémentaires. La condition de fermeture de la chaîne est alors considérée comme une contrainte du problème d'optimisation et est traitée par une méthode de pénalité. Le troisième chapitre contient des simulations numériques relatives à des mécanismes plans suractionnés de type robots parallèles. Les principaux résultats concernent l'optimisation de pas de marche de bipèdes plans à pattes bisegmentaires et trisegmentaires.

Dans cette thèse nous étudions le phénomène d'effondrement de différents modèles d'homopolymères. Nous étudions une marche aléatoire partiellement dirigée en dimension 1+1, auto-évitante et en auto-interaction, connue sous l'acronyme anglais IPDSAW. Il est établi que le modèle IPDSAW a une transition de phase d'effondrement en un paramètre critique $\beta_c$. Pour étudier la fonction de partition de ce modèle, nous développons une nouvelle méthode qui nous permet d'en déduire une formule variationnelle pour son énergie libre. Cette formule variationnelle peut être utilisée pour prouver l'existence de la transition d'effondrement et pour identifier simplement le point critique. Nous donnons une asymptotique précise de l'énergie libre au voisinage du point critique. Ensuite, nous établissons plusieurs propriétés trajectorielles de notre marche aléatoire à l'intérieur de la phase effondrée ($\beta>\beta_c$). Finalement, nous étudions le modèle IPDSAW soumis à une force extérieure. Nous montrons comment détecter la présence d'un phénomène de ré-entrance sans toutefois résoudre intégralement le modèle.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianoAJ.pdf: 1274216 bytes, checksum: a8c890562e5b48e8fc759fe8b740f76d (MD5) Previous issue date: 2009-08-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Cette dissertation propose l analyse des M?moires de Olivier de La Marche, homme de la cour qui a v?cu comme serviteur des maisons de Bourgogne et d Autriche de l ann?e 1439 jusqu ? 1502. Nous avons compris sa litt?rature comme particuli?re pour l ?poque, car elle est n?e motiv? par les questions personnelles de l auteur. C est pourquoi qu elle s est ?loign?e des genres litt?raires li?s ? la fonction de servir aux propos du prince, particuli?rement les chroniques. Nous avons cru que ces intentions particuli?res ont eu l origine dans la tradition de la m?moire m?di?vale, qui a r?pandu de l oral pour l ?crit pendant la fin de la Moyen ?ge. Cette ?criture de la m?moire, r?glement?e ? l exp?rience de qui ?crivait, a promu la naissance de l individu quand il a cherch? assumer les lieux du personnage et du t?moin des ?v?nements dans l espace du texte . Telle affirmation nous avons conduit jusqu ? la fonction des discours qui ont cr?? des espaces dans l oeuvre. Motiv? par la vision sp?cialis?e comme ma?tre d h?tel, tels discours ont produit un espace de la cour id?al, capable de justifier la personnalit? de l auteur et de lui consacrer comme le ma?tre de la pratique de la courtoisie / Esta disserta??o prop?e a an?lise das M?moires de Olivier de La Marche, homem da corte que viveu como servidor das casas da Borgonha e da ?ustria de 1439 a 1502. Entendemos a sua literatura como particular para a ?poca, pois ela nasceu motivada pelas quest?es pessoais do autor. Com isso ela se distanciou dos g?neros narrativos ligados ? fun??o de servir aos prop?sitos do pr?ncipe, notadamente as cr?nicas. Acreditamos que essas inten??es particulares tiveram origem na tradi??o da mem?ria medieval, que se expandiu da oralidade para a escritura no fim da Idade M?dia. Essa escrita da mem?ria condicionada ? experi?ncia de quem escrevia, promoveu o nascimento do indiv?duo quando este procurou assumir os lugares de personagem e testemunha dos acontecimentos no que chamamos de espa?o do texto . Tal afirma??o nos levou ? fun??o espacializante dos discursos da obra. Motivados pela vis?o especializada do ma?tre d h?tel, tais discursos produziram um espa?o da corte ideal, capaz de justificar a personalidade do autor e de exalt?-lo como o mestre da pr?tica da cortesia.

L’Artériopathie Oblitérante des Membres Inférieurs (AOMI) est une maladie chronique grave, associée au processus d’athérosclérose, et qui se traduit chez la plupart des patients par une ischémie (apports sanguins insuffisants) à l’exercice.L’ischémie d’exercice peut causer l’apparition de douleurs au niveau des membres inférieurs lors de la marche, limitant de fait la capacité de marche des patients. L’évaluation de la capacité de marche occupe une place importante dans la prise en charge des patients. Grâce au développement de moniteurs d’activité tels que le géo-positionnement par satellites (GPS), cette évaluation peut être conduite en situation écologique de marche via des mesures réalisées en extérieur. Ces mesures GPS ont notamment permis de mettre en évidence une variabilité de la capacité de marche avec une influence probable de la durée de récupération entre deux marches symptômes-limitées. Ceci reste cependant à démontrer expérimentalement. Par ailleurs, méthodologiquement, il est nécessaire de pouvoir standardiser et exprimer de façon plusadéquate les données GPS obtenues afin de juger de la capacité de marche des patients. L’objet du présent travail de thèse était par conséquent double : i) valider une méthodologie pour estimer la dépense énergétique (DE) associée à la marche en extérieur chez le sujet sain et qui serait à terme applicable chez les patients avec AOMI pour pouvoir comparer les résultats de capacité de marche obtenus par mesure GPS ; ii) déterminer dans quelle mesure la durée de récupération suite à une marche symptômes-limitée influence la capacité de marche des patients lors de la marche subséquente. Les résultats des travaux de recherche qui ont été menés dans le cadre de cette thèse montrent que le GPS permet une estimation relativement précise de la DE en extérieur chez le sujet sain en conditions de vitesse et de pente variées. De plus, nos résultats mettent en évidence que la durée de récupération faisant suite à une marche symptômes-limitée influence clairement la capacité de marche des patients. La nature logarithmique de la relation permet d’envisager àmoyen terme l’identification d’une durée minimale de récupération à partir de laquelle les patients pourraient maximiser leur capacité de marche. Des perspectives intéressantes pourraient alors être envisagées dans le réentraînement à l’effort des patients et/ou pour les aider à mieux gérer leurs douleurs au quotidien. / Lower-extremity peripheral artery disease (PAD) is a non-communicable disease that is associated with atherosclerosis and that leads, in most patients, to ischemia (mismatch between blood demand and blood supply) during exercise. Exercise-induced ischemia may lead to the occurrence of pain in the lower extremities during walking, thus limitingwalking capacity. Assessing walking capacity is an important step in the management of PAD patients. Thanks to the development of activity monitors such as global positioning system (GPS), it is possible to assess walking capacity under real-life conditions with measurements performed in outdoor settings. These GPS measurements have highlighted thefact that walking capacity seems variable and is likely to be influenced by the recovery duration between two symptoms-limited walks. However, this remains to be demonstrated in standardized conditions. Moreover, methodological advances are needed to standardize and express more adequately GPS data in order to better interpret walking capacity measurements. Therefore, the aim of the present thesis was two-fold: i) to validate a method for estimating walking energy expenditure (EE) in healthy subjects in outdoor setting, and that could be used in the future in PAD patients in order to compare walking capacity results obtained in outdoor setting; ii) to determine to which extent the duration of the recovery period that follows a first symptom-limited walk influences walking capacity measured during the subsequent walk in PADpatients. Our results show that GPS allows accurate estimations of walking EE in healthy subjects in outdoor setting and with various conditions of speed and grade. Moreover, our results clearly show that recovery duration influences walking capacity in PAD patients. The logarithmic shape of the relationship supports further analyses to determine a minimum recovery duration that could maximize patients walking capacity. This could have interesting implications for the development of new exercise walking programs in PAD and/or to help patients to better manage their pain during daily life.

On s'intéresse dans cette thèse au modèle de la marche aléatoire branchante, un système de particules qui évoluent au court du temps en se déplaçant et se reproduisant de façon indépendante. Le but est d'étudier le rythme auquel ces particules se déplacent, dans deux variantes particulières de marches aléatoires branchantes. Dans la première variante, la façon dont les individus se déplacent et se reproduisent dépend du temps. Ce modèle a été introduit par Fang et Zeitouni en 2010. Nous nous intéresserons à trois types de dépendance en temps : une brusque modification du mécanisme de reproduction des individus après un temps long ; une lente évolution de ce mécanisme à une échelle macroscopique ; et des fluctuations aléatoires à chaque génération. Dans la seconde variante, le mécanisme de reproduction est constant, mais les individus subissent un processus de sélection darwinien. La position d'un individu est interprétée comme son degré d'adaptation au milieu, et le déplacement d'un enfant par rapport à son parent représente l'héritage des gènes. Dans un tel processus, la taille maximale de la population est fixée à une certaine constante N, et à chaque étape, seuls les N plus à droite sont conservés. Ce modèle a été introduit par Brunet, Derrida, Mueller et Munier, et étudié par Bérard et Gouéré en 2010. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à une variante de ce modèle, qui autorise quelques grands sauts. Dans un second temps, nous avons considéré que la taille totale N de la population dépend du temps. / In this thesis, we take interest in the branching random walk, a particles system, in which particles move and reproduce independently. The aim is to study the rhythm at which these particles invade their environment, a quantity which often reveals information on the past of the extremal individuals. We take care of two particular variants of branching random walk, that we describe below.In the first variant, the way individuals behave evolves with time. This model has been introduced by Fang and Zeitouni in 2010. This time-dependence can be a slow evolution of the reproduction mechanism of individuals, at macroscopic scale, in which case the maximal displacement is obtained through the resolution of a convex optimization problem. A second kind of time-dependence is to sample at random, at each generation, the way individuals behave. This model has been introduced and studied in an article in collaboration with Piotr Mi\l{}os.In the second variant, individuals endure a Darwinian selection mechanism. The position of an individual is understood as its fitness, and the displacement of a child with respect to its parent is associated to the process of heredity. In such a process, the total size of the population is fixed to some integer N, and at each step, only the N fittest individuals survive. This model was introduced by Brunet, Derrida, Mueller and Munier. In a first time, we took interest in a mechanism of reproduction which authorises some large jumps. In the second model we considered, the total size N of the population may depend on time.

Le passage de la position assise à la position debout est une action qui se détériore rapidement avec l'avancée en âge à cause de divers troubles moteurs ou sensitifs. Les travaux de la thèse avaient pour but de déterminer les paramètres biomécaniques les plus pertinents pour caractériser les transferts assis-debout (STS) et assis-marche (STW). A l'aide d'un système d'analyse vidéo du mouvement, nous avons enregistré les paramètres cinématiques, cinétiques et électromyographiques de ces transferts réalisés par des sujets sains jeunes ou âgés. Ces paramètres ont été analysés et utilisés pour calculer par dynamique inverse les moments appliqués à chaque articulation pendant la réalisation de l'action. Les résultats indiquent qu'il existe deux stratégies dans la réalisation du STS l'une privilégiant la stabilité, l'autre favorisant la vitesse d'exécution. Pour le STW, il existe trois stratégies, la première privilégie la stabilité posturale alors que les deux autres autorisent un léger déséquilibre temporaire soit latéral soit vers l'avant. Les personnes âgées n'utiliseraient que la stratégie stable pour effectuer un STW. Ces travaux indiquent que le STS est un outil satisfaisant pour détecter des troubles de l'équilibre statique ou dynamique mais que le STW serait un outil intéressant pour mesurer des troubles de l'équilibre et des fonctions musculaires ou sensorielles plus spécifiques