Chères et chers collègues,
Benjamin Michaud soutiendra sa thèse effectuée au laboratoire de simulation et de modélisation du mouvement (S2M) à l'Université de Montréal le 12 juillet 2022 à 8h30 heure locale (14h30 heure de Paris).
Titre : Méthodes numériques visant la réduction de la fatigue à l'épaule lors du jeu violonistique
Encadrement : Mickaël Bégon (directeur), Caroline Traube (encadrante)
Résumé : Les violonistes sont une population à risque de développer des blessures musculosquelettiques d'usure, allant jusqu'aux trois quarts qui joueront blessé·e·s durant leur carrière. Malgré la nécessité de bien en saisir les causes, le corpus de recherche demeure parcimonieux sur ce sujet. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse était d'étudier la fatigue – une cause présumée du risque de blessure – lors du jeu violonistique, par des méthodes empiriques et numériques.
Dans une première étude sur la cinématique des violonistes, 10 expert·e·s ont interprété une partition composée afin de tester le style et la vitesse de jeu ainsi que la corde jouée. Cette étude a permis de mettre en lumière la grande répétabilité (variabilité intra-participant < 5° dont les violonistes expert·e·s font preuve. Alors que cela est probablement souhaitable afin d'assurer un contrôle optimal de la qualité sonore, la sollicitation répétitive d'une même musculature semble cependant problématique pour leur santé musculosquelettique. Cette étude a également montré l'individualité de leur gestuelle (variabilité inter-participant > 10°), ce qui a des conséquences sur le type de recherche qui peut être réalisée pour demeurer pertinente et comparable. Des recommandations dont l'objectif est d'assurer un corpus de littérature cohérent ont été proposées, notamment la nécessité d'utiliser des devis à mesures répétées, avec un mouvement de référence commun à travers les études.
En deuxième approche, des mouvements violonistiques ont été générés par simulation prédictive en utilisant un algorithme de commande optimale. Pour ce faire, deux innovations majeures ont été proposées et implémentées dans les logiciels Biorbd et Bioptim, logiciels développés dans le cadre de la présente thèse. La première est le développement d'un modèle de la perception de l'effort, dont l'objectif est de représenter l'incapacité de l'humain à réaliser indéfiniment une tâche. Le principal avantage de ce modèle est de pouvoir être utilisé seul, lorsque le temps de calcul est un enjeu, ou en conjonction avec des modèles plus complets, pour une plus grande validité. La seconde innovation concerne le développement d'une méthode de simulation prédictive, la commande prédictive (NMPC) multicyclique, qui exploite la nature cyclique du mouvement de violon. Ainsi, des mouvements violonistiques de 10 minutes – soit 600 allers-retours du bras d'archet –, par un avatar-musicien incluant ou non la fatigue, ont été synthétisés. L'analyse des résultats révèle une stratégie cinématique pratiquement identique entre les modèles, avec et sans perception de la fatigue, jusqu'à l'atteinte de la limite de fatigue, suivi d'un ajustement articulaire par le modèle fatigable par l'abaissement de son bras d'archet d'environ 5°. La cohérence des résultats avec le comportement humain montre la pertinence de la méthode dans l'étude de l'adaptation à la fatigue. Dû au faible niveau d'adaptation observé, il est cependant conclu que le contrôle du temps de pratique demeure encore le moyen le plus approprié pour réduire le risque de blessures liées au jeu.
Mots-clés : Biomécanique, Violon, Cinématique, Modélisation musculosquelettique, Fatigue, Simulation prédictive, Commande prédictive cyclique.
Visio : https://twitch.tv/pariterre
