L'optimisation de la posture d'un cycliste peut améliorer les performances et réduire la traînée aérodynamique. Les cyclistes visent à améliorer leurs performances en réduisant le temps et l'e˙ort que leur demande la course cycliste. Toute modification de la position du cycliste pour améliorer la performance globale exige une compréhension fondamentale de ses carac-téristiques, notamment aérodynamiques, physiologiques et biomécaniques, ce qui constitue la principale préoccupation de la recherche sur le cyclisme. Les méthodes actuelles font appel à des techniques coûteuses et compliquées, d'où la nécessité d'une approche fonctionnelle et abordable qui tienne compte de tous les paramètres concernés. Cette recherche vise à développer une application fonctionnelle permettant d'évaluer l'e˙et de la position et du guidon sur l'aérodynamique et les performances d'un cycliste.La première partie de cette thèse porte sur le développement et la validation d'un ensemble d'outils paramétrés permettant de modéliser un mannequin numérique 3D représentant un cycliste professionnel à l'aide d'un système de capture de mouvement sans marqueur. De plus, la méthodologie développée a été appliquée pour analyser numériquement la traînée aérodynamique de di˙érentes positions statiques de cyclisme en utilisant la dynamique des fluides numérique (CFD). Les résultats montrent que le système sans marqueur convient parfaitement à la modélisation et à l'étude de la dynamique des fluides numérique. Le cadre de modélisation paramétré combiné à la CFD s'avère un outil précieux pour évaluer avec précision la traînée associée aux di˙érentes positions du cycliste.La deuxième partie de cette thèse examine les e˙ets de la modification de la position du guidon aérodynamique sur le schéma d'activation musculaire des extrémités inférieures et sur les variables cinématiques, attendu que tout ajustement de la position de cyclisme induit un changement dans la relation entre la posture du corps et la géométrie de la bicyclette, a˙ectant la performance physique. L'électromyographie de surface et la cinématique articu-laire du membre inférieur droit pendant le pédalage sur ergomètre ont été mesurées pour les cyclistes et triathlètes de compétition. Les expériences portent sur di˙érentes positions du cycliste au cours d'épreuves contre-la-montre, dans le but de déterminer l'e˙et de la modifi-cation de la position de l'aéro-guidon lors de six exercices à charge constante sous-maximale. L'abaissement de la hauteur du guidon aérodynamique a révélé une amélioration des perfor-mances cyclistes grâce à la contribution plus importante de l'extenseur de la hanche et de l'angle d'extension de la hanche.La méthodologie développée permet d'étudier les réponses physiologiques du cycliste et d'e˙ectuer une analyse aérodynamique détaillée lors de la modification de la position du guidon en contexte d'épreuves contre-la-montre, compte tenu de la contribution du cycliste à l'essentiel de la force de traînée du système cycliste-vélo. Les résultats suggèrent que par rap-port à la position préférée lors du contre-la-montre, la zone frontale, le coeÿcient de traînée et la zone de traînée ont été réduits lors de l'abaissement de la position du guidon alors que toutes les variables physiologiques sont restées inchangées.Cette thèse présente une approche unique permettant d'étudier la contribution des modifica-tions d'ajustement du guidon sur les performances aérodynamiques et biomécaniques du vélo. Ce système de capture du mouvement sans marqueur, peu coûteux, conçu pour mesurer et analyser la cinématique du vélo, peut fournir des données fiables et applicables à une analyse aérodynamique et biomécanique plus poussée.
Index Terms
- Performance Evaluation of Cyclist’s Position Using a Depth Camera-Based Motion Capture System
Recommendations
The impulsive motion of a wedge in a viscous fluid
RésuméUn obstacle anguleux est situé dans un fluide visqueux. Le mouvement de cet obstacle a la direction de la ligne de symmetrie, la vitesse étant constante après un commencement impulsif. Nous étudions dans cet article le mouvement de la couche limite ...