Développement des modèles biomécaniques de l’humain pour l’évaluation ergonomique de commandes automobiles – Application à la pédale d’embrayage - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Développement des modèles biomécaniques de l’humain pour l’évaluation ergonomique de commandes automobiles – Application à la pédale d’embrayage

Résumé

This thesis takes place in the context of the development of digital human models for ergonomic assessment of vehicle design, particularly automotive controls. It aims to develop biomechanical models that can take into account the dynamics of movement and the force exerted during a task to predict the movement and the associated discomfort. This work focused on the clutch pedal. For the development of the discomfort criteria, the concept of neutral movement is explored. An approach, based on comparing imposed pedal configurations and less constrained pedal configurations movements, has been proposed. It allowed the identification of relevant biomechanical parameters and to propose indicators of discomfort for the design of the clutch pedal. The relationships between posture and force exertion were studied experimentally by varying the level of force exerted on a static pedal. Our results show that the direction of force exertion and the postural adjustment follow the principle of minimization of joint torques. Furthermore, the use of a criterion for minimizing muscle activity showed an improvement in predicting the direction of effort for the low and intermediate force levels. Discomfort indicators proposed in this study provide objective information that allows design engineers to compare design alternatives. Work on the control mechanisms of force exertion and posture is, in turn, a first step towards the simulation of posture/movement by taking into account force exertion.
Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du développement des mannequins numériques pour l’évaluation ergonomique de la conception de véhicule, plus particulièrement des commandes automobiles. Il vise à développer des modèles biomécaniques permettant la prise en compte de la dynamique du mouvement et de la force exercée lors d’une tâche pour prédire le mouvement et l’inconfort associé. Ce travail s’est focalisé sur la pédale d’embrayage. Concernant le développement des critères d’inconfort, le concept du mouvement neutre est exploré. Une méthode, basée sur la comparaison entre des mouvements avec des configurations imposées et ceux moins contraintes, est proposée. Elle a permis l’identification de paramètres biomécaniques pertinents et de proposer des indicateurs d’inconfort pour la conception de la pédale d’embrayage. Les relations entre la posture et la force d’appui ont été étudiées expérimentalement en faisant varier le niveau d’effort exercé sur une pédale statique. Nos résultats montrent que la direction d’effort et l’ajustement postural suivent le principe de minimisation des couples articulaires. Par ailleurs l’utilisation d’un critère de minimisation de l’activité musculaire a montré une amélioration de la prédiction de la direction d’effort pour les efforts peu élevés. Les indicateurs d’inconfort proposés dans cette étude fournissent des informations objectives permettant aux ingénieurs de conception de comparer des solutions alternatives de design. Le travail sur les mécanismes de contrôle de l’effort et de la posture constitue, quant à lui, une première étape dans l’optique de prendre en compte la force exercée dans la simulation de posture.

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tel-00991439 , version 1 (15-05-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00991439 , version 1

Citer

Romain Pannetier. Développement des modèles biomécaniques de l’humain pour l’évaluation ergonomique de commandes automobiles – Application à la pédale d’embrayage. Biomechanics [physics.med-ph]. UNIVERSITE DE LYON, 2012. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00991439⟩
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