Simulation de mouvement humain sur postes de travail pour le diagnostic et l'aide à la conception

HDR1CRAMTH?SETEnPvueCuriede?l'obtentionLGPduauDoctoradetQUETdeMmelth?se'Universit?:deOURToulousedeD?livr?deparADOIS:ersit?UnivExaminateurersit?ProfesseurTHDRoulouseascaleIarbIIng?nieurIvit?-recPdeaulesSabatiereDisciplinehercouduspoulouse?cialit?Mr:tSyst?mes?AutomatiquesetPr?senPt?eFetvsoutenl'ENIueespardeVONalentindeHUEdeLeDirectrice15HOURRIEZOctobre?2008?r?n?esTitredo:Unit?SimulahetionENITde:mouvementJean-YhumainCHIRsurPhilipppostesDirecteurdeRectrahevLAASailCNRSpourTle-diaExaminateurgnosticPetVincenlMa?tre'aideConf?rences?l'UnivlaPierreconceptionMarieJuryde:arisMrMrBIDOURAJean-YUDesPhilipp?edeProfesseurarb?-l'UnivDirecteurersit?th?sePierreCHIRetPMarieMa?treCurieConf?rencesdel'ENIPTarises-deHDRMrRappGuyorteurConseilMrlaDMidi-PyANIELLOUInFEcoleran?oisctoraleProfesseurEDSYS?del'Univhercersit?:Victor-SegalenDirecteursdeth?seBordeauxF-QUETHDRvRappetorteurONMrascaleSOUERESmomenRemerciemenaidetsceLesultiplestraPvuneauxmespr?sentt?ssagesse,dansGuyceloin,m?moireGDHEonstagiairesttal?t?...)r?alis?sTautionsseinBenji,dePierrel'?quipd'aelesPro?ductiontAutomatis?ed?but(Pqu'auxA)queduHenriette,LabetoratoiretoutG?niecommenc?deLinProourductionaux(LGP)etdequil'Ecoleautres).NationaleConf?rencesd'Ing?nieursdede?Tdearbremercieesde(ENIT).?Jecetiensparticuli?reenvpremierseslieuNicolas?expexprimerRecmaontr?sleursprofondeJereconnaissance(secr?tariat?ascalmespencadrannets,fautePvascalecoll?gueChironAlexandre(Ma?treVincendelesConf?rencestous?ble.l'ENId?butdeourTleursarbcouragees)nietdrienJean-YVincenv(Ma?treesl'UnivFMarieourquetaris)(Professeur(Ing?nieur?CRAMl'ENIoirdeerT.arbtes).ersonnesMerciou?tJean-Yconvorationesjetpens?eouroursonourimplication,initi?sappatience,conseilssath?sevisionouretdessestaux,contsvictionshescienl'ENITtiquescertainsquiappontributionstvp?galemenermisetd'enricLGP),hir(biblioth?que),mes(audiotraDucosvlesaux.rendus.Jeeuxluiacolytessuisfrapp?galementh?sardstquireconnaissanBeno?ttbureaud'a4vSAoirRobiniti?FetetpMerciort?sympathiecebpropass?sjet.pMercicrois?s?th?seP?cialesascale,ppourpleinsabcapacit?tousd'?coute,tsonFimplication,olo,satousdispth?se,onibilit?tetadoissadegen?tillesseersit?donettCuriej'aiPbet?n?ci?HourriezduranConseiltlacesMidi-Pyr?n?es)4vann?es.accept?Qu'ilsparticiptrouv?enjurytJeen?galemencestoutesquelquespmotsqui,l'expressionpr?sdedemaonprofondeparticipgratitudeetettribu?reconnaissance.l'?labEndeeet,progr?ce:?pleurstoutequalit?sphVincenumainespremarquablesm'aetoirleur?compl?menettarit?,ourjepr?cieuxsuisenpleinemendetetsatisfaitpdesonl'encadremenlorstessaisdon?rimentainsij'aidi?renbMasters?n?ci?hercduranettdemaquith?se.t,Jeplusremercied'autres,l'ensemort?blecondes?memtrabresaux.deremerciemontjuryC?cilepElianeourduleursChanremarquesBarutaupPertinenMaretesvisuel)etSergeleurs(reprographie)questionsourconstruc-mtivservicesesJe:pPhilippoublieremesSou?res(sans(DirecteurdedeeRecdehercaheecauj'aiLAAS:CNRS(mondedeTduranoulouse)cesd'aans...),v(monoirVaccept?ux),deerta,pr?sidert,ceran?ois,juryouk,tousPhilippautres.epBidaudleur(Professeuret?cesl'Univonsersit?tsPierreensemetUneMarieens?eCurie"anciens"deenPdearis)(menetspFpran?oisHolyDaniellouEric(ProfesseurSimon)?ourl'Univconseilsersit?deVictoretSegalenonde?Bordeaux)ceuxd'an'onvpasoir(Marina,accept?r?d?,dePrappAorteretmonlesm?moiredemes2ann?es.Merciour?galemenjetpro?durantous...lesmafoetoteuxhesdusoutienmercredicessoir?etEnn,lesremerciefragueursfamille,duamismidimespcourpcesleurbtonstmomen4tsMercidetousd?tente..T.able.des.mati?res.In.tro.duction.13.1.Probl?matique.15.1.12Con.texte.et2.2.1ob.jectifsemen...emen.d?le.................Mo.....:.43.1.2.1.4.......1.2.2...1.2.2.1...base...............p.....2.1.1.....conguration........16.1.1.1.Un.constat.:.l'explosion.des.TMS.auettra.v.ail..........g?n?ration.......?.....M?tho.dynamique...............37..........16.1.1.22.1M?tho.des.et.outils.utilis?s.p.our.l'?v.aluation.des.p.ostes2.1.2de.tra.v.ail....t?c.....................2.2.2..18.1.1.2.1.?v.aluation.de.risque.de.TMS(ou.de.captur?s.....1.2.1.5.....................des.de.............des.de........19341.1.2.2d'animationMannequinsmon.um?riques.et.PLM..1.2.3.......................Conclusions.........................d?lisation.he20.1.1.2.3.?v.aluation.de.temps.de.cycle..........d'un.....................osture...................42.de....24.1.1.2.4.Normes..............des.....................des.d'en.............................31.M?lange.blending).adaptation.mouv.ts....25.1.1.2.5.Conclusions..32.Conclusions.......................................33.M?tho.de.automatique.mouv.t.....................34.M?tho26d'animation1.1.3baseCadremodecin?matiquenos.tra.v.aux..........1.2.2.2.des.?.de.d?le.................36.Conclusions........................................26.1.2.T1.3ec.hniques.d'animations............................................37.Mo.39.T?c.et.osture............................29.1.2.1.A.cquisition.de.mouv.emen.t..40.Situation.corps.......................................40.P.et......................29.1.2.1.1.Syst?mes.d'acquisition.opto-?lectronique........2.2.d?lisation.la.he................................30.1.2.1.2.Syst?mes.d'acquisition.m?caniques42.Nature.consignes.......................................42.Nature.s?quences.donn?es.tr?e30.1.2.1.3.Syst?mes.d'acquisition.magn?tiques.....................d'optimisation4.T.ABLEenDES?rimenMAplanTI?RES.2.2.3.Donn?es.de.sortiesde...3.1.1.....our.70.............h.......cart?sien...................ositif.......de.bras.........mouv.....l'espace43.2.3deMo.d?lisationdesde.l'h.umain..66.....................................raitemen.....plan.....de.l'espace.................du.?tat.umain....44.2.3.1.Rappdeels.anatomiques.et.ph3.1.2ysiologiel'espacearticulaire....64.ariables...........................Optimisation.mouv.......tes....44.2.3.1.1minimP.osition.anatomique.et.plans3.2.3de.r?f?rence........73...........3.3.1.....................emen..44.2.3.1.2.Le.buste3.3.3.1.l'espace...de.une...........emen.....................87.emen.61.l'art.t...................ra.main........45.2.3.1.3.La.clatempviculemainet.l'?paule..........?v.tes.dans.......3.1.4.les...................Syn....................45.2.3.1.467Lecrit?recoudeg?n?ration.t...........3.2.1.con...............Solutions.jerk...........................................R?sultats..47.2.3.1.5.Le.p.oignet............et.?rimen.................3.3.2.des...................3.3.3.dans.ertical.................ra.main47et2.3.1.6tationLe3.3.3.2coutra.main.p.osture.....................3.3.4.dans.tal...............3.4.........................Analyse.mouv.t.umain.3.1.de47du2.3.2emenVhaleurs.an.throp.om?triques............................62.T.jectoires.la.dans.cart?sien.........................63.Prols.orels.la50dans2.3.3cart?sienBut?es.articulaires....................3.1.3.olution.di?ren.v.articulaires.l'espace.............65.Couplage.tre.liaisons..............................51.2.3.4.Masses.et3.1.5param?tresth?seinertiels..............................................3.2.de.p.la.de.emen............52.2.3.5.Choix.d'un.mo.d?le70:Probl?mehsansyptrainoth?ses.simplicatrices..........................3.2.2.?.um..................52.2.3.5.1.Con.texte.g?n?ral..........71.Analyse...............................................3.3.exp.taux........52.2.3.5.2.Choix.d'un.mo.d?le.articulaire....................74.Sujets.disp.exp.tal..............................53.2.3.674StructureTg?om?triquetdudonn?esmannequin....................................75.Mouv.ts.le.v................55.2.4.De.la.t?c.he.?.la.p76ostureT:jectoiremolad?lesdansetcart?sienredondanceinuence.l'orien.nale.76.?tude.la.jectoire.la.dans.cart?sien.our.p.initiale.tendu............................56.2.5.Conclusions......80.Mouv.ts.le.horizon...............................83.Conclusions................................................593J
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.4.G?n?ration.de.mouvtestsemen.tsond?rationautomatiques.89.4.1127In.v.arianxestsR?sultatsdu.mouv.emen.t.h.umain.et.mise.enoten?uvre............mo...4.5.6.......123...osture.....plan.............Sollicitation...11590.4.2.Mo.d?les.cin?matiques....sur.................et...........Syn.....plan...t...de.........han...h?ma...................zone..91.4.2.1.Suiviparde.tra.jectoire.et.mooidsd?lisation.cin?matique......................4.5.4.jectoire...4.5.5...........de.......4.5.791.4.2.2.Calcul.du.MCD..............&.de.........emen.bras.....de.......127.t.......emen.........h?ma.........han.....142......92.4.2.34.5.1.2Moattractifd?le.cin?matique.in.v.erse........112.liaisons...............P.p...............4.5.2.2.des.............116.analyses........94.4.2.3.1.Redondance.et.in4.5.3veortsersion.g?n?ralis?e..............initiale.de.l'espace.......de.....................et..94.4.2.3.2.Solutions.de.norme.minimales,.pseudo-in.vhemenerse(s)ond?ration.................4.6..................95.4.2.3.3.T?c.hesSimsecondaires125.et.emen.................5.1.1.dans.ertical.en.........Sc.d?clenc.MA.............Sc.d?clenc.DES..........96.4.35.1.2Manipulabilit?,dansconditionnementalt.et.singularit?s..........5.1.2.1.ltrage.sur.............5.1.2.2.ltrage..........................98.4.4.Congurations111singuli?res,Pintielv.ersion.et.r?gularisation..............................4.5.2.des.et.atteignable..............101.4.4.1.R?glage.de.la.R?gularisation..4.5.2.1.ond?ration.des.oids.............................115.P.par.p.dynamiques......................102.4.4.24.5.2.3R?gularisationetet/ou.ltrage................................116.Digression.les.statiques..............................1051194.4.2.1ConsigneR?gularisationetetdicationltragetra.dans.cart?sien...........121.Strat?gies.r?glage.......................................122.Conguration105direction4.4.2.2consigneFiltrage.complet..........................122.D?clenc.t.p...................................122.Conclusions..105.4.4