En patinage de vitesse, la position basse, les phases de glisse, les exigences reliées aux virages et les hauts niveaux de force requis à chaque poussée entraînent une restriction du débit sanguin (RDS) dans les muscles principalement sollicités. Cette RDS, qui est à l’origine d’une désoxygénation des muscles locomoteurs ainsi que d’une accélération des processus métaboliques liés à la fatigue, influence la technique gestuelle et la performance. Les athlètes de haut niveau utilisent plusieurs stratégies de conditionnement métabolique dans l’objectif d’optimiser leurs réponses physiologiques et leurs performances. Malgré leur impact sur l’oxygénation musculaire noté dans de nombreux sports, aucune donnée n’est disponible concernant les effets de ces méthodes sur la performance en patinage de vitesse longue piste (PVLP). Considérant les caractéristiques spécifiques des patineurs de différents profils énergétiques et la singularité de leurs réponses physiologiques, l’objectif de cette thèse était d’évaluer les effets de méthodes de conditionnement métabolique sur la performance sur glace en fonction du profil énergétique des athlètes. Le préconditionnement ischémique à distance (RIPC) induit une vasodilatation qui favorise le débit sanguin dans le muscle squelettique et une sympatholyse fonctionnelle qui contribue à assurer une perfusion des tissus actifs en adéquation avec la demande énergétique. Le RIPC contribue également à optimiser la fonction mitochondriale et a mené à des améliorations de performance dans certains contextes sportifs. L’étude 1 a démontré que le RIPC ne mène à aucun gain de performance lors d’un contre-la-montre de 1000 m en PVLP chez des athlètes élites, et que cette technique tend à augmenter l’extraction d’oxygène musculaire chez les athlètes spécialisés en sprint. Ceci pourrait permettre de rehausser le stress métabolique à l’entraînement chez ce type d’athlètes et ainsi optimiser les adaptations chroniques. Un échauffement des muscles respiratoires (IMW) peut retarder l’activation du métaboréflexe respiratoire à l’exercice et favoriser une meilleure oxygénation des muscles locomoteurs. L’étude 2 n’a montré aucune augmentation du volume sanguin local et aucun effet ergogénique en PVLP à la suite d’un IMW. Enfin, la combinaison de différentes stratégies de conditionnement est une pratique courante chez les athlètes élites qui espèrent optimiser leur performance. Étonnamment, les preuves scientifiques concernant l’amalgame de techniques sont très rares dans la littérature. Les résultats de l’étude 3 ne démontrent aucun effet ergogénique de la combinaison du RIPC (chronique) et d’un IMW sur la performance au 600 m en PVLP. En somme, les résultats de ces trois études mettent en évidence la faible variabilité des réponses physiologiques et des performances chez les athlètes de haut niveau, ainsi que les singularités associées à la position des patineurs de vitesse; ni le préconditionnement ischémique, ni l’échauffement des muscles respiratoires, ni la combinaison des deux stratégies n’ont permis d’améliorer la performance chez des patineurs élites et seulement des modifications mineures ont été observées sur le plan de l’oxygénation musculaire. Le niveau de forme très élevé des athlètes, la réalisation d’un échauffement complet et la position extrêmement basse pourraient avoir contribué à atténuer l’efficacité de ces techniques. / The speed-skating position leads to blood-flow restriction and deoxygenation in the lower limbs that may enhance the metabolic processes associated with fatigue, thereby affecting technique and performance. Highlevel athletes use several metabolic conditioning strategies to optimize their physiological responses and performances. Despite their potential impact on muscle oxygenation noted in many sports, no data is available regarding the impact of such techniques on long-track speed skating performance. The peculiar histologic muscular characteristics associated with the skaters of different energetic profile and skating specialties may influence the response to conditioning stimulus and therefore, the purpose of our studies was to assess the specific on-ice impact of conditioning strategies with respect to the energetic profile of the skaters. Remote ischemic preconditioning (RIPC) has been found to enhance performance in different contexts, improve vascular function and muscular perfusion (locally and systemically) and to optimize mitochondrial efficiency. In study 1, we found that RIPC has no practical ergogenic impact on 1000-m long-track speed-skating performance in elite athletes and that this technique tends to increase muscle oxygen extraction in sprint athletes. This could increase the metabolic stress in training in this type of athlete and thus, optimize the chronic adaptations. Respiratory muscle fatigue might increase sympathetic vasoconstrictor outflow to working skeletal muscles through a respiratory muscle metaboreflex, thus reducing limbs blood flow and accelerating the development of exercise-induced locomotor muscle fatigue. An inspiratory muscle warm-up (IMW) may reduce inspiratory muscle fatigue and attenuate locomotor muscle deoxygenation during maximal exercises. In study 2, we found that a standard IMW protocol provides no meaningful effect on blood volume and performance in elite speed skaters. Finally, elite athletes in varied sports typically combine ergogenic strategies in the hope of taking advantage of multiple strategies simultaneously in order to enhance physiological responses and competitive performance. However, the scientific evidence for such practices is very scarce. Results of study 3 indicate that combining RIPC (chronic) and IMW has no practical ergogenic impact on 600-m speed-skating performance in elite skaters. Summing up, the results of these three studies highlight the low variability of physiological responses and performance in elite athletes as well as the singularities associated with the position of speed skaters; neither ischemic preconditioning, nor an inspiratory muscles warm-up, nor the combination of these two strategies has improved performance in elite skaters and only minor changes in muscular oxygenation were observed. The very high level of aerobic fitness of the athlete, the practice of a thorough warm-up protocol and the extremely low position may have contributed to lessen the effectiveness of these techniques.

Les progrès techniques faits ces dernières années dans le domaine des batteries ainsi que le durcissement des normes écologiques entraînent un regain d'intérêt pour les véhicules hybrides et électriques. La possibilité d'utiliser plusieurs sources de puissance à l'intérieur d'un même véhicule conduit à remettre en question les architectures traditionnelles des véhicules et à étudier des architectures multi-sources. Après un état de l'art des architectures et des systèmes de transmission de couple, le véhicule prototype du projet VELROUE, utilisé par la suite comme moyen d'essai, est présenté. Puis, le contrôle du patinage des roues arrière du véhicule VELROUE équipé d'un moteur thermique sur le train avant et de deux moteurs électriques reliés aux roues arrière est étudié. Ensuite, différents modèles véhicules sont détaillés en vue d'analyser les transferts d'énergie au sein du système à l'aide de l'outil Bond Graph, de synthétiser des lois de commande de contrôle du patinage et de simuler le comportement du véhicule pour valider les fonctions d'anti-patinage (ASR). Une première commande de type PID qui servira de référence est dans un premier temps introduite. La contribution principale de ce travail de thèse concerne la synthèse et la mise en oeuvre de commandes non linéaires soit par retour linéarisant, soit basée sur la théorie de la platitude. Les modèles de synthèses de commande sont issus d'hypothèses classiques retenues lors des situations de vie considérées : dynamique longitudinale, pompage et tangage sur un double modèle bicyclette. Une stratégie de commande est également développée afin d'assurer la sécurité du conducteur, de réduire les besoins matériels et d'améliorer l'agrément conducteur. Enfin, les commandes non linéaires développées sont testées en simulation puis validées expérimentalement sur le véhicule VELROUE. Une comparaison de ces commandes est effectuée selon des critères énergétiques, de performances, de complexité et de coût. Ces techniques développées pour l'ASR sont étendues pour des phases de freinage récupératif (MSR), qui constitue également une originalité de ces travaux. / The technical progress made during last years in the battery field and the environmental standards hardening lead to an increased interest in hybrid and electric vehicles. The possibility to use several power sources inside a vehicle leads to question the traditional vehicle architectures and to study multi-power sources architectures. After a state of the art on architectures and torque transmission systems, the VELROUE project's prototype is presented. This prototype is later used as a validation platform. Then, the rear wheels slipping control of the VELROUE vehicle which is equipped with an internal combustion engine on the front axle and with two electric motors connected to the rear wheels is studied. Next, different vehicle models are described to analyze energy transfers inside the system using Bond Graph, to synthesize anti-slipping control laws and to simulate the vehicle behavior in order to validate the anti-slipping functions (ASR). A first PID-like controller is initially introduced to serve as reference. The main contribution of this thesis deals with the synthesis and implementation of nonlinear controls either using linearizing feedback, or based on the flatness theory. The synthesis controls models come from classical hypothesis: longitudinal and vertical dynamics and pitch on a double bicycle model. A control strategy is also developed to assure driver's security, to reduce material needs and to enhance the driver approval. Finally, the nonlinear controls developed here are simulated and then experimentally validated on the VELROUE vehicle. A comparison of these commands is performed according to energy, performance, complexity and cost criteria. These control laws developed for ASR are extended to regenerative braking phases (MSR), which is also an originality of this work.

Nos recherches s'inscrivent dans le cadre théorique Ecological Dynamics du contrôle moteur, considérant que le comportement moteur, émerge, persiste et se réorganise en fonction des interactions de l’individu avec un ensemble de contraintes. Sur cette base, nous explorons les indices permettant de rendre compte de l’adaptation motrice du hockeyeur à diverses contraintes afin d’analyser l’expertise. À ce titre, nous avons conduit nos recherches en deux temps : i) une analyse qualitative d’entretiens semi-directifs, et ii) une analyse des paramètres superficiels (cinématique et cinétique) et profonds (coordination) du mouvement de patinage avant. À travers l’analyse de dix entretiens d’entraîneurs experts, nous avons observé que les entraîneurs faisaient appel à des connaissances « opératives » organisées en trois catégories (la posture du hockeyeur, l’action des bras, la cinématique des membres inférieurs). Cette étude nous a permis d’enrichir la connaissance des indicateurs de performances du patinage expert et de guider la conception d’un protocole expérimental représentatif du contexte écologique de pratique. La seconde partie du travail consiste en une analyse des paramètres profonds et superficiels du mouvement sous l’effet de manipulation de contraintes de tâche lors d’un sprint sur 20m. Les résultats révèlent une forte stabilité du pattern expert au niveau de l’ensemble des paramètres superficiels, ainsi qu’un mode de coordination en rattrapé et une symétrie entre les membres inférieurs, lorsque l’activité du joueur n’est pas contrainte par la conduite du palet. Cette dernière induit une flexibilité du comportement caractéristique de l’adaptabilité de l’expert. / Based on the theoretical framework of Ecological Dynamics, the aim of this PhD thesis is to analyse the motor behaviour of expert ice-hockey players in relation to a set of interacting constraints. Based on this theoretical framework, our research investigates the performance indicators in order to understand how ice-hockey expert players’ behaviour emerges, persists and is reorganised when the individuals interacts with a set of constraints. We conduced our work in two stages: i) a qualitative research analysing semi-structured interviews of ice-hockey expert coaches and ii) a biomechanics analysis of forward skating. Analysing 10 ice-hockey expert coaches interviews reveals that coaches used ‘operative knowledge’ organized into three main categories (arm movement, lower limb kinematics and posture). This study allowed us to improve our understanding of performance indicators of expert forward skating. It also helped us to design a more representative biomechanics research protocol of forward skating. The second part of this thesis consists of an analysis of low-order and high-order parameters under task constraints manipulation during 20m forward sprints. Our results showed a strong stability of forward skating pattern at the low-order parameters scale as well as a stable catch-up coordination between the two feet and a stable symmetry in the lower limbs movement coordination when expert player weren’t under puck dribbling situation. When they had to run with the puck, experts’ behaviour revealed a significative variability in skating pattern organisation suggesting flexibility of experts’ behaviour in order to improve their adaptability to tasks constraints.

L'organisme À nous le Podium a pour objectif de développer le système sportif canadien, notamment par le financement de la recherche et l'innovation. À la veille des Jeux de 2010, l'équipe de patinage de vitesse courte piste y a présenté un projet faisant l'objet du présent mémoire. Un réseau de quatre caméras synchronisées a été installé à Vancouver et à Montréal. La calibration est réalisée par appariement de cibles à des points de contrôle dans un référentiel orthonormé pour ainsi rectifier les trames par l'application d'une méthode polynomiale. Le suivi optique est basé sur un filtre particulaire qui extrait les trajectoires des patineurs. Tout le système est supporté par un système d'information géographique pour fins de manipulation et visualisation des données. Parallèlement, un outil de simulation a été réalisé pour estimer les forces subies et déployées par l'athlète sous des contraintes de friction et de caractéristiques géométriques imposées au tracé.

L’entraînement délibéré joue un rôle essentiel dans le développement de l’excellence sportive. Cette pratique est décrite comme étant une activité menée dans un but d’amélioration exigeant un niveau élevé d’effort et de concentration et n’étant pas nécessairement plaisante. Bien que les aspects quantitatifs de la pratique délibérée aient grandement été explorés, peu d’études se sont attardées à qualifier ce processus de façon précise. Ainsi, l’objectif de la présente étude est de définir précisément ce qu’est un entraînement de qualité ainsi que le processus psychologique s’y rattachant. Pour ce faire, des entrevues semi-structurées ont été menées auprès de douze patineurs élites québécois. L’analyse des données, par théorisation ancrée, démontre qu’un entraînement de haute qualité est le résultat d’une interaction dynamique de plusieurs facteurs liés à l’athlète, à son environnement, au contenu de son entraînement et à son état psychologique. Plus précisément, la confiance, la motivation, la concentration et l’attitude positive sont les habiletés psychologiques qui peuvent affecter l’entraînement. En fait, l’analyse démontre qu’un processus psychologique important s’opère lors de l’entraînement délibéré. Tout d’abord, des stratégies cognitives et comportementales comme l’imagerie mentale, la fixation d’objectifs et la routine sont utilisées par les athlètes pour se préparer à l’entraînement. Puis, lorsque son état psychologique est affecté négativement, l’athlète a recours à différentes stratégies afin d’optimiser cet état. Si ces stratégies s’avèrent efficaces, la qualité de l’entraînement est maintenue et l’athlète en ressort avec l’impression d’avoir progressé autant sur le plan technique, mental qu’émotionnel. / Deliberate practice plays an important role in the development of sport excellence. This practice is described as being aimed at the improvement of performance and requires a high level of effort and concentration and is not inherently enjoyable. The quantitative aspect of deliberate practice has been explored in several studies, but very few studies have examined the qualitative side of this process. Thus, the goal of the present study is to describe precisely what deliberate training is and the psychological process underlying it. To reach those goals, semi-structured interviews were conducted with twelve elite Quebec figure skaters . Data analyse, using grounded theory, demonstrate that high quality training is the result of a dynamic interaction among many factors related to the athletes, their environment, the content of their training and their psychological state. Specifically, confidence, focus, motivation and positive attitude are psychological skills that can affect performance. In fact, the results show that an important process occurred during deliberate training. First, cognitive and behavioral strategies such as mental imagery, goal setting and routine are used by athletes to prepare themselves to train. Then, when the athletes' psychological state is negatively affected, they use different strategies to try to optimize this state. If these strategies are efficient, they help maintain the quality of training and the athletes experience the perception of having progressed technically, mentally, and emotionally.

L’entraînement délibéré joue un rôle essentiel dans le développement de l’excellence sportive. Cette pratique est décrite comme étant une activité menée dans un but d’amélioration exigeant un niveau élevé d’effort et de concentration et n’étant pas nécessairement plaisante. Bien que les aspects quantitatifs de la pratique délibérée aient grandement été explorés, peu d’études se sont attardées à qualifier ce processus de façon précise. Ainsi, l’objectif de la présente étude est de définir précisément ce qu’est un entraînement de qualité ainsi que le processus psychologique s’y rattachant. Pour ce faire, des entrevues semi-structurées ont été menées auprès de douze patineurs élites québécois. L’analyse des données, par théorisation ancrée, démontre qu’un entraînement de haute qualité est le résultat d’une interaction dynamique de plusieurs facteurs liés à l’athlète, à son environnement, au contenu de son entraînement et à son état psychologique. Plus précisément, la confiance, la motivation, la concentration et l’attitude positive sont les habiletés psychologiques qui peuvent affecter l’entraînement. En fait, l’analyse démontre qu’un processus psychologique important s’opère lors de l’entraînement délibéré. Tout d’abord, des stratégies cognitives et comportementales comme l’imagerie mentale, la fixation d’objectifs et la routine sont utilisées par les athlètes pour se préparer à l’entraînement. Puis, lorsque son état psychologique est affecté négativement, l’athlète a recours à différentes stratégies afin d’optimiser cet état. Si ces stratégies s’avèrent efficaces, la qualité de l’entraînement est maintenue et l’athlète en ressort avec l’impression d’avoir progressé autant sur le plan technique, mental qu’émotionnel. / Deliberate practice plays an important role in the development of sport excellence. This practice is described as being aimed at the improvement of performance and requires a high level of effort and concentration and is not inherently enjoyable. The quantitative aspect of deliberate practice has been explored in several studies, but very few studies have examined the qualitative side of this process. Thus, the goal of the present study is to describe precisely what deliberate training is and the psychological process underlying it. To reach those goals, semi-structured interviews were conducted with twelve elite Quebec figure skaters . Data analyse, using grounded theory, demonstrate that high quality training is the result of a dynamic interaction among many factors related to the athletes, their environment, the content of their training and their psychological state. Specifically, confidence, focus, motivation and positive attitude are psychological skills that can affect performance. In fact, the results show that an important process occurred during deliberate training. First, cognitive and behavioral strategies such as mental imagery, goal setting and routine are used by athletes to prepare themselves to train. Then, when the athletes' psychological state is negatively affected, they use different strategies to try to optimize this state. If these strategies are efficient, they help maintain the quality of training and the athletes experience the perception of having progressed technically, mentally, and emotionally.

Au hockey sur glace, les évaluations physiques utilisées jusqu’à présent sont peu spécifiques à la tâche des joueurs et elles comprennent plusieurs limitations pour la prédiction de performance. La capacité d’accélération et de vitesse maximale en patinage sont grandement liées à la performance des joueurs et seulement certaines évaluations physiques hors glace ont montré des associations avec ces variables. Peu d’études ont considéré l’implication musculaire spécifique de la hanche qui est particulièrement sollicitée pendant le cycle de patinage. La science des données et l’utilisation d’outils d’apprentissage automatique ont connu un essor ces dernières années dans le milieu sportif. Elles ont montré de bonnes capacités prédictives et permettent de reconnaître des relations complexes et non linéaires entre les variables, pouvant surpasser les modèles statistiques standards et l’intuition humaine. Notre objectif principal est de prédire la performance en patinage chez les joueurs de hockey sur glace avec des évaluations physiques hors glace au moyen de modèles d’apprentissage automatique. Nous avons utilisé les données d’évaluations physiques de 72 athlètes effectuées lors des évaluations combinées de la Ligue de Hockey Junior Majeur du Québec. Nous avons utilisé l’accélération et la vitesse de patinage avant et arrière comme variables cibles. Les évaluations physiques standards effectuées lors de cette journée ainsi que la force isométrique maximale développée à l’articulation de la hanche pour ses six degrés-de-liberté ont été les variables d’entrées pour un modèle linéaire (LassoCV) et un modèle non linéaire (xgboost). Nos modèles d’apprentissage automatique montrent de bonnes prédictions pour les variables de vitesse avant en montrant une erreur absolue moyenne en pourcentage (MAPE) inférieur à 2,96±2,15%, tandis que les erreurs de prédiction pour les variables d’accélération et de vitesse arrière demeurent élevées (MAPE : > 4,46±4,15%). Le saut en longueur et la force isométrique en flexion de la hanche ont montré le plus d’importance pour l’accélération sur 5 mètres (5F et 5B) et la vitesse sur 30 mètres en patinage dans les deux directions (30F et 30B). Suite à une validation des modèles, les entraîneurs pourraient donc utiliser les résultats obtenus aux évaluations physiques pour développer la performance en vitesse maximale avant des joueurs de hockey sur glace. / In ice hockey, the physical assessments used to date are not very specific to the task of ice hockey players and may have several limitations for predicting performance. Acceleration ability and maximum speed are highly related to player performance and only some off-ice physical assessments showed associations with these variables. Few studies have considered involvement of specific hip muscles, which are particularly solicited during the skating cycle. The data science and the use of machine learning tools have grown in recent years in the sports community. It has shown to improve prediction and has the ability to recognize complex and non-linear relationships between variables, and thus, can outperform standard statistical models and human intuition. Our main objective is the prediction of skating performance of ice hockey players with physical assessments and the use of machine learning models. We used data from physical assessment of 72 athletes who attended at the combine of the Quebec Major Junior Hockey League. We used acceleration and speed in forward and backward direction as target variables. The standard physical assessment performed on that day and isometric hip joint strength developed on its six degrees of freedom were input variables for a linear (LassoCV) and a non-linear (xgboost) model. Our machine learning models show good prediction errors by showing a mean absolute percentage error (MAPE) of less than 2.96±2.15% for the forward speed variables, while the prediction errors for acceleration and backward speed variables remain high (MAPE: > 4.46±4.15%). The broad jump and the isometric strength developed in hip flexion showed the most importance for acceleration over 5 meters (5F and 5B) and sprint over 30 meters (30F and 30B) in both skating directions. After validation of the models, coaches could use the results of these physical assessments to develop maximum forward speed performance of ice hockey players.