Fauteuil Roulant Ergomètre de Terrain II : Description – Caractéristiques métrologiques – Utilisation

par  Philippe Vaslin
LIMOS

et Yves Couétard
Société TSR33

Pour se déplacer, l’être humain produit des forces musculaires générant des moments articulaires à l’origine des mouvements segmentaires. Ceux-ci peuvent se ramener à des rotations des segments autour des axes articulaires et permettent à l’individu d’agir sur son environnement grâce à des efforts qui sont eux-mêmes des combinaisons de forces et de moments, également qualifiées de « torseurs d’actions mécaniques ». Comme les autres modes de locomotion humaine, le déplacement en Fauteuil Roulant Manuel (FRM) est le résultat du même processus. Pour l’analyser, en vue de quantifier le travail mécanique réalisé par l’utilisateur ou d’identifier les mouvements et les situations susceptibles de générer des Troubles Musculo-Squelettiques (TMS), par exemple, il est indispensable de pouvoir mesurer les torseurs des actions mécaniques exercés par l’utilisateur sur les différents éléments du FRM sur lesquels il peut agir, de manière plus ou moins intense. Dans cet objectif, et dans le cadre du projet SACR-FRM (ANR – TecSan 2006), a été conçu et réalisé un Fauteuil Roulant Ergomètre de Terrain (FRET-2, TSR, France) offrant de nombreux réglages (ex : hauteur et inclinaison des repose-pieds, hauteur et inclinaison de l’assise, avancée et inclinaison du dossier, largeur du siège) et équipé de plusieurs capteurs dont cinq dynamomètres à six-composantes destinés à mesurer les efforts exercés par l’utilisateur sur les mains courantes droite et gauche, sur l’assise, sur le dossier et sur les repose-pieds. Les rotations des roues dynamométriques par rapport au châssis du FRET-2 sont mesurées par des potentiomètres angulaires et les mouvements de translation et de rotation du châssis dans l’espace sont mesurés par une centrale inertielle (MTi, X-sens, Pays-bas). Les 41 signaux produits par ces capteurs sont échantillonnés par une carte de conversion analogique/numérique (NI-USB-6218, National Instruments, USA) et enregistrés localement sur le disque dur d’un mini-ordinateur embarqué. A la fin de chaque séance de mesure, ces données sont transmises par liaison Wifi à un ordinateur distant où elles sont enregistrées et traitées à l’aide de programmes spécifiques. Le FRET-2 a été fabriqué en trois exemplaires localisés dans différents laboratoires partenaires du projet SACR-FRM (LIMOS Clermont-Ferrand, LBM Paris, LAMIH Valenciennes) afin de pouvoir effectuer un grand nombre de mesures longitudinales et transversales dans différents centres hospitaliers (Hôpital Raymond Poincaré – Garches, CHU Lille) ou centres techniques (CERAH Woippy). Suivant les besoins, ces mesures dynamiques peuvent être associées à des mesures cinématiques tri-dimensionnelles afin de calculer, par dynamique inverse, les efforts articulaires produits ou subis par l’utilisateur lors de différentes utilisations du FRM telles que la propulsion, la montée et la descente de plans inclinés, ou encore le passage d’obstacles.

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