Actualité scientifique

Quand la science épaule les sportifs

La science est d’une aide précieuse pour les sportifs qui désirent repousser leurs limites. Une collaboration fructueuse mise à l’honneur dans le métro parisien par une gigantesque fresque conçue par le CNRS en partenariat avec la RATP.

Étude du mouvement d’un grimpeur sur un prototype de mur d’escalade de vitesse miniaturisé.
Étude du mouvement d’un grimpeur sur un prototype de mur d’escalade de vitesse miniaturisé.

© Cyril Frésillon / GIPSA-lab / CNRS Images

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Bien sûr, il y a le talent, et il y a fort à parier qu’on ne dépassera jamais vraiment l’éternel débat de l’inné et de l’acquis. Mais le sport de haut niveau, qui se joue toujours à quelques millimètres ou millièmes de seconde, est avant tout une affaire de perfectionnement permanent, d’ajustements infimes, de répétitions infinies et de milliers d’heures de travail. D’ailleurs, à mesure que les records tombent, on peut légitimement se poser la question de nos limites. C’est là que la science peut jouer un rôle primordial. Lorsque les corps ont été poussés dans leurs derniers retranchements, on peut leur venir en aide : par un calcul de trajectoire optimale, un matériel amélioré par une innovation révolutionnaire, une préparation spécifique améliorant la concentration et la récupération… De nombreuses disciplines scientifiques sont ainsi mises au service des sportifs, en particulier à la veille des Jeux olympiques de Paris 2024 ! Et les athlètes de haut niveau ne sont pas les seuls concernés. La science se met également au service de celles et ceux qui, se trouvant en situation de handicap, souhaitent poursuivre leur activité sportive ; elle leur fournit des outils toujours plus adaptés, et les aide à développer leurs capacités, mais aussi à améliorer leur vie de tous les jours.

C’est à ces collaborations fructueuses et plurielles entre sportifs et scientifiques qu’est consacrée une grande fresque réalisée par le CNRS, en partenariat avec la RATP, et affichée dans les couloirs de la station de métro Montparnasse-Bienvenüe, à Paris, du 11 mai au 6 juillet 2023. Son objectif : permettre au grand public de mieux comprendre tout ce que la science peut apporter aux sportifs, dans de nombreuses disciplines.

À cette occasion, nous vous proposons de découvrir une sélection de reportages sur les diverses manières dont la science se met au service des sportifs.

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Étude du mouvement d'une grimpeuse sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé. Ce mur est équipé de prises avec des capteurs de force. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant placé sur la sportive et la restituent dans un modèle 3D. La combinaison de ces données permet l'étude de la capacité d'application de la force, de la coordination, du schéma mental et d'appui des grimpeurs. À terme, ce prototype servira de…

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Étude du mouvement d'une grimpeuse sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé
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Des sportifs de rugby fauteuil s'échauffent avant un entraînement. Les règles du rugby fauteuil s'inspirent de plusieurs sports comme le rugby, le basket fauteuil, le hockey et le handball. Pour marquer, les joueurs doivent passer la ligne de but adverse avec le ballon dans un temps limité. Contrairement au rugby, les joueurs utilisent un ballon rond, qu'ils ne doivent pas garder plus de dix secondes en jeu : les règles du rugby fauteuil autorisent par exemple les passes en avant, les dribbles,…

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Des sportifs de rugby fauteuil s'échauffent avant un entraînement
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Pose d'un capteurs électromyographique sur le muscle d'un participant à une étude biomécanique sur l’adaptation de l'orchestration musculaire de la course à pied en condition de simulation hypogravitaire, comparable à la gravité sur Mars ou la Lune. Pour ce faire, les scientifiques utilisent un tapis de course avec chambre à air antigravité (non visible ici). Les électrodes sont placées sur les muscles sollicités pour le mouvement étudié, pour mesurer l’activité neuromusculaire (les…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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Uniquement disponible pour exploitation non commerciale

Les sportifs de hauts niveaux ne travaillent pas uniquement leurs muscles, ils entraînent également leurs cerveaux, grâce à la visualisation mentale. Pour rendre compte de ce phénomène, une équipe de scientifiques du CNRS étudient l'activité cérébrale d'Harmony Tan, joueuse de tennis professionnelle, lorsqu'elle s'imagine réaliser des gestes techniques. Conscients de l'importance de cette visualisation mentale, ils ont d'ailleurs mis au point un outil à disposition des sportifs, pour intégrer l…

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Dans la tête des athlètes
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Uniquement disponible pour exploitation non commerciale

Le 'Cybathlon' est une compétition pour personnes en situation de handicap équipées de technologies actives et robotiques qui a lieu tous les quatre ans en Suisse. Suivez la préparation de Christophe Huchet, ancien sportif paralympique à la tête de la délégation française, qui sera équipé d'une prothèse du bras motorisée spécialement conçue pour lui.

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Cybathlon, championnat pour sportifs augmentés
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Après un accident qui l'a rendu tétraplégique, le physicien Vance Bergeron décide, avec l'aide de son ancien doctorant Amine Metani, de consacrer ses recherches à la stimulation électrique fonctionnelle. Une technologie qui agit sur les champs électromagnétiques pour stimuler les zones spécifiques des muscles. Ensemble, ils créent la start-up Circles qui développe des solutions innovantes pour permettre aux personnes handicapées moteur de reprendre une activité sportive. Les chercheurs ont…

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Circles
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La proprioception, souvent appelée sixième sens, est le sens de la position et de l'équilibre. Il s'agit d'un sens particulièrement important dans la vie de tous les jours comme dans le sport de haut niveau. Pour étudier ce sens, des chercheurs de l'Institut des Sciences du Mouvement à Marseille, ont choisi de se pencher sur un geste précis, le lancer franc au basket. Ils ont émis l'hypothèse que les ajustements du poignet dans le lancer seraient basés sur l'information proprioceptive. Mais…

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Proprioception, notre sixième sens (La)
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Étude du mouvement d'un grimpeur sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé. Ce mur est équipé de prises avec des capteurs de force, visibles à droite. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant placé sur le grimpeur et la restituent dans un modèle 3D. La combinaison de ces données permet l'étude de la capacité motrice, de la coordination, du schéma mental et d'appui des grimpeurs. À terme, ce prototype servira de…

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Étude du mouvement d'un grimpeur sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé
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Mesure des mouvements de traction d'un grimpeur et analyse de sa performance en puissance et en coordination. Les prises horizontales en bois sur lesquelles le grimpeur se suspend à la force de ses bras, permettent de mesurer la puissance musculaire avec laquelle il se propulse en hauteur. Les graduations servent de points de repères pour le grimpeur, afin d'avoir un objectif à atteindre. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant et…

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Mesure des mouvements de traction d'un grimpeur et analyse de sa performance
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Prise sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé. Les marqueurs réfléchissants présents sur les gants du grimpeur servent à enregistrer ses mouvements : des caméras disposées autour du mur enregistrent leur position et la restituent dans un modèle 3D. Ces données permettent de mesurer les mouvements du sportif et d'analyser ses performances en puissance et en force. Cette étude biomécanique, effectuée dans le cadre du projet PerfAnalytics (PPR), contribue à apporter une précision…

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Prise sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé
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Étude du mouvement d'une grimpeuse sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé. Ce mur est équipé de prises avec des capteurs de force. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant placé sur la sportive et la restituent dans un modèle 3D. La combinaison de ces données permet l'étude de la capacité d'application de la force, de la coordination, du schéma mental et d'appui des grimpeurs. À terme, ce prototype servira de…

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Étude du mouvement d'une grimpeuse sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé
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Mise en place de marqueurs réfléchissants sur un grimpeur. Des caméras, disposées autour d'un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé, enregistrent la position de chaque marqueur et la restituent dans un modèle 3D. Ce dernier, permet de mesurer les mouvements du sportif et d'analyser ses performances en puissance et en force. Cette étude biomécanique, effectuée dans le cadre du projet PerfAnalytics (PPR), contribue à apporter une précision scientifique à l'analyse de la force, du…

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Mise en place de marqueurs réfléchissants sur un grimpeur
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Mesure des mouvements de traction d'un grimpeur et analyse de sa performance en puissance et en coordination. Les prises horizontales en bois sur lesquelles le grimpeur se suspend à la force de ses bras, permettent de mesurer la puissance musculaire avec laquelle il se propulse en hauteur. Les graduations servent de points de repères pour le grimpeur, afin d'avoir un objectif à atteindre. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant et…

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Mesure des mouvements de traction d'un grimpeur et analyse de sa performance
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Étude du mouvement d'un grimpeur sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé. Ce mur est équipé de prises avec des capteurs de force, visibles à droite. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant placé sur le grimpeur et la restituent dans un modèle 3D. La combinaison de ces données permet l'étude de la capacité motrice, de la coordination, du schéma mental et d'appui des grimpeurs. À terme, ce prototype servira de…

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Étude du mouvement d'un grimpeur sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé
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Étude du mouvement d'une grimpeuse sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé. Ce mur est équipé de prises avec des capteurs de force. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant placé sur la sportive et la restituent dans un modèle 3D. La combinaison de ces données permet l'étude de la capacité d'application de la force, de la coordination, du schéma mental et d'appui des grimpeurs. À terme, ce prototype servira de…

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Étude du mouvement d'une grimpeuse sur un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé
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Open media modal

Mesure des mouvements de traction d'un grimpeur et analyse de sa performance en puissance et en coordination. Les prises horizontales en bois sur lesquelles le grimpeur se suspend à la force de ses bras, permettent de mesurer la puissance musculaire avec laquelle il se propulse en hauteur. Les graduations servent de points de repères pour le grimpeur, afin d'avoir un objectif à atteindre. Des caméras disposées autour du mur d'escalade enregistrent la position de chaque marqueur réfléchissant et…

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Mesure des mouvements de traction d'un grimpeur et analyse de sa performance
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Mise en place de marqueurs réfléchissants sur un grimpeur. Des caméras, disposées autour d'un prototype de mur d'escalade de vitesse miniaturisé, enregistrent la position de chaque marqueur et la restituent dans un modèle 3D. Ce dernier, permet de mesurer les mouvements du sportif et d'analyser ses performances en puissance et en force. Cette étude biomécanique, effectuée dans le cadre du projet PerfAnalytics (PPR), contribue à apporter une précision scientifique à l'analyse de la force, du…

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Mise en place de marqueurs réfléchissants sur un grimpeur
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Entraînement tactique de sportifs de rugby fauteuil. Les joueurs simulent des actions pour définir les meilleurs choix à faire et se préparer aux futurs matchs. Les règles du rugby fauteuil s'inspirent de plusieurs sports comme le rugby, le basket fauteuil, le hockey et le handball. Pour marquer, les joueurs doivent passer la ligne de but adverse avec le ballon dans un temps limité. Contrairement au rugby, les joueurs utilisent un ballon rond, qu'ils ne doivent pas garder plus de dix secondes…

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Entraînement tactique de sportifs de rugby fauteuil
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Modélisation du profil force-vitesse en mouvement cyclique d'un joueur de rugby fauteuil grâce à un ergomètre instrumenté. Dans le cadre du projet Paraperf, les scientifiques mesurent la force développée à différentes vitesses, en poussée et en traction, sur un mouvement cyclique. L’ensemble de ces mesures permet de caractériser la puissance des sportifs en force et en vitesse. Les résultats permettent alors d’orienter leur entraînement sur leurs faiblesses plutôt que sur leurs points forts…

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Modélisation du profil force-vitesse en mouvement cyclique d'un sportif grâce à un ergomètre
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Modélisation du profil force-vitesse en mouvement cyclique d'un joueur de rugby fauteuil grâce à un ergomètre instrumenté. Dans le cadre du projet Paraperf, les scientifiques mesurent la force développée à différentes vitesses, en poussée et en traction, sur un mouvement cyclique. L’ensemble de ces mesures permet de caractériser la puissance des sportifs en force et en vitesse. Les résultats permettent alors d’orienter leur entraînement sur leurs faiblesses plutôt que sur leurs points forts…

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Modélisation du profil force-vitesse en mouvement cyclique d'un sportif grâce à un ergomètre
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Des sportifs de rugby fauteuil s'échauffent avant un entraînement. Les règles du rugby fauteuil s'inspirent de plusieurs sports comme le rugby, le basket fauteuil, le hockey et le handball. Pour marquer, les joueurs doivent passer la ligne de but adverse avec le ballon dans un temps limité. Contrairement au rugby, les joueurs utilisent un ballon rond, qu'ils ne doivent pas garder plus de dix secondes en jeu : les règles du rugby fauteuil autorisent par exemple les passes en avant, les dribbles,…

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Des sportifs de rugby fauteuil s'échauffent avant un entraînement
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Modélisation du profil force-vitesse en mouvement cyclique d'un joueur de rugby fauteuil grâce à un ergomètre instrumenté. Dans le cadre du projet Paraperf, les scientifiques mesurent la force développée à différentes vitesses, en poussée et en traction, sur un mouvement cyclique. L’ensemble de ces mesures permet de caractériser la puissance des sportifs en force et en vitesse. Les résultats permettent alors d’orienter leur entraînement sur leurs faiblesses plutôt que sur leurs points forts…

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Modélisation du profil force-vitesse en mouvement cyclique d'un sportif grâce à un ergomètre
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Peloton de sportifs et sportives à la course Marseille-Cassis de 20 km avec dénivelé, lors de la montée de la Gineste dans les Bouches-du-Rhône. En arrière-plan la ville de Marseille. Ici, la pente inclinée de 5 % accroît l'effort des coureurs et des coureuses. En comparaison avec la course sur terrain plat, la phase de poussée devient plus longue et la vitesse de course diminue d'environ 2 km/h. Cette course est l'occasion pour les scientifiques d'étudier les différents profils de récupération…

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Peloton de sportifs participant à la course Marseille-Cassis
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Deux sportifs participant à la course Marseille-Cassis, lors de la montée de la Gineste dans les Bouches-du-Rhône. Cette course de 20 km avec dénivelé est l'occasion pour les scientifiques d'étudier les différents profils de récupération sur certains coureurs et coureuses amateurs. Le premier caractère novateur de ce projet nommé GenderRecov réside dans l’association du suivi de la récupération fonctionnelle (récupération des qualités de course et de saut) à celui de la récupération structurale…

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Deux sportifs participant à la course Marseille-Cassis
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Groupe de sportifs et sportives participant à la course Marseille-Cassis, dans les Bouches-du-Rhône. Cette course de 20 km avec dénivelé est l'occasion pour les scientifiques d'étudier les différents profils de récupération sur certains coureurs et coureuses amateurs. Le premier caractère novateur de ce projet nommé GenderRecov réside dans l’association du suivi de la récupération fonctionnelle (récupération des qualités de course et de saut) à celui de la récupération structurale (réparation…

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Groupe de sportifs participant à la course Marseille-Cassis
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Peloton participant à la course Marseille-Cassis de 20 km avec dénivelé dans les Bouches-du-Rhône. Ici, la pente inclinée de 5 % accroît l'effort des coureurs et des coureuses. En comparaison avec la course sur terrain plat, la phase de poussée devient plus longue et la vitesse de course diminue d'environ 2 km/h. Cette course est l'occasion pour les scientifiques d'étudier les différents profils de récupération sur certains participants amateurs. Le premier caractère novateur de ce projet nommé…

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Peloton de sportifs participant à la course Marseille-Cassis
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Pose d'électrodes permettant d'enregistrer l'activité des muscles du membre inférieur d'une sportive lors de différents tests de course et de sauts réalisés avant et jusqu'à 4 jours après la course Marseille-Cassis (course de 20 km avec dénivelé). Ces enregistrements permettent de suivre l'évolution des ajustements de l'activité musculaire au cours de la phase de récupération. Le premier caractère novateur de ce projet nommé GenderRecov réside dans l’association du suivi de la récupération…

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Pose d'électrodes permettant d'enregistrer l'activité des muscles du membre inférieur d'une sportive
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Phase d'apprentissage de la course sur un tapis roulant équipé d'une chambre semi-étanche dont le gonflement permet d'alléger partiellement le poids du corps. La sportive court d'abord à 100% de son poids de corps, avant de courir à la même vitesse mais à 60% de son poids de corps. La condition allégée modifie nettement les informations sensorielles associée à la course. Le protocole de suivi réalisé avant la course Marseille-Cassis (course de 20 km avec dénivelé) est répété un et trois jours…

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Phase d'apprentissage de la course sur un tapis roulant équipé d'une chambre semi-étanche
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Positionnement de neuf paires d'électrodes permettant d'enregistrer l'activité des muscles du membre inférieur d'une sportive lors de différents tests de course et de sauts réalisés avant et jusqu'à 4 jours après la course Marseille-Cassis (course de 20 km avec dénivelé). Ces enregistrements permettent de suivre l'évolution des ajustements de l'activité musculaire au cours de la phase de récupération. Le premier caractère novateur de ce projet nommé GenderRecov réside dans l’association du…

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Électrodes positionnées pour enregistrer l'activité des muscles du membre inférieur d'une sportive
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Phase de décollage d'un squat jump (saut maximal à partir d'une position jambes semi-fléchies) d'une coureuse ayant participé la veille à la course Marseille-Cassis (course de 20 km avec dénivelé). Ce test maximal est effectué un jour avant la course, puis un et trois jours après celle-ci. Le premier caractère novateur de ce projet nommé GenderRecov réside dans l’association du suivi de la récupération fonctionnelle (performance et activités musculaires à la course et en saut) à celui de la…

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Phase de décollage d'un squat jump d'une coureuse ayant participé la veille à la course Marseille-Cassis
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Phase d'apprentissage de la course sur un tapis roulant équipé d'une chambre semi-étanche dont le gonflement permet d'alléger partiellement le poids du corps. La sportive court d'abord à 100% de son poids de corps, avant de courir à la même vitesse mais à 60% de son poids de corps. La condition allégée modifie nettement les informations sensorielles associée à la course. Le protocole de suivi réalisé avant la course Marseille-Cassis (course de 20 km avec dénivelé) est répété un et trois jours…

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Phase d'apprentissage de la course sur un tapis roulant équipé d'une chambre semi-étanche
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Mesure d'impédance-métrie réalisée au CEMEREM (CHU Timone Marseille) permettant de quantifier la composition corporelle (masse grasse / masse maigre) à partir de la conduction du courant électrique. Cet examen complète le suivi de la récupération structurale des microlésions musculaires (par Imagerie à résonance magnétique et échographie) et celui de la récupération fonctionnelle (performances de course et de saut) réalisés jusqu'au 4e jour après la course de 20 km Marseille-Cassis. Cette photo…

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Mesure d'impédance-métrie permettant de quantifier la composition corporelle
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Positionnement des antennes radiofréquences pour un examen d'Imagerie par résonance magnétique (IRM) réalisé sur la jambe d'un sportif au CEMEREM (CHU Timone Marseille), le lendemain de la course de 20 km Marseille-Cassis. L'IRM ouvre de nouvelles perspectives d’évaluations non invasives de l'inflammation musculaire qui se développe pour régénérer les microlésions engendrées par les étirements musculaires répétés pendant la course. Cet examen est réalisé avant la course puis un jour après la…

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Positionnement des antennes radiofréquences pour un examen d'Imagerie par résonance magnétique (IRM)
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Observation des résultats obtenus en Imagerie par résonance magnétique (IRM) des muscles de la jambe d'une sportive au CEMEREM (CHU Timone Marseille), le lendemain de la course de 20 km Marseille-Cassis. L'IRM ouvre de nouvelles perspectives d’évaluations non invasives de l'inflammation musculaire qui se développe pour régénérer les microlésions engendrées par les étirements musculaires répétés pendant la course. Cet examen est réalisé avant la course puis un jour après la course (moment du pic…

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Observation des images obtenues en Imagerie par résonnance magnétique (IRM) des muscles d'une sportive
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Open media modal

Analyse des résultats d'un test de saut maximal (squat jump) d'une coureuse ayant participé la veille à la course Marseille-Cassis (course de 20 km avec dénivelé). Ce test maximal est effectué un jour avant la course, puis un et trois jours après celle-ci. Le premier caractère novateur de ce projet nommé GenderRecov réside dans l’association du suivi de la récupération fonctionnelle (performance et activités musculaires à la course et en saut) à celui de la récupération structurale (réparation…

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Analyse des résultats d'un test de saut maximal (squat jump) d'une coureuse
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Volleyeuses de l'équipe France Avenir 2024 s'entraînant, lors d'un test évaluant les effets d’un entraînement perceptif destiné à améliorer la qualité de réception des services. Après un pré-test pour juger les performances initiales des volleyeuses, une partie d'entre elles a suivi un entraînement perceptif durant 4 semaines. Elles ont visionné des vidéos de service, coupées peu de temps après le geste initial, et devaient prédire la trajectoire du ballon afin de déterminer où se positionner…

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Test évaluant les effets d’un entraînement perceptif au volleyball
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Test évaluant les effets d’un entraînement perceptif destiné à améliorer la qualité de réception des services des volleyeuses de l'équipe France Avenir 2024 féminine. Après un pré-test pour juger les performances initiales des joueuses, une partie d'entre elles a suivi un entraînement perceptif durant 4 semaines. Elles ont visionné des vidéos de service, coupées peu de temps après le geste initial, et devaient prédire la trajectoire du ballon afin de déterminer où se positionner pour jouer la…

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Test évaluant les effets d’un entraînement perceptif au volleyball
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Prise de notes lors d'un test évaluant les effets d’un entraînement perceptif destiné à améliorer la qualité de réception des services des volleyeuses de l'équipe France Avenir 2024 féminine. Après un pré-test pour juger les performances initiales des joueuses, une partie d'entre elles a suivi un entraînement perceptif durant 4 semaines. Elles ont visionné des vidéos de service, coupées peu de temps après le geste initial, et devaient prédire la trajectoire du ballon afin de déterminer où se…

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Prise de notes lors de l'évaluation des effets d’un entraînement perceptif au volleyball
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Open media modal

Lunettes de suivi oculaire portées par des volleyeuses de l'équipe France Avenir 2024 lors d'un test évaluant les effets d’un entraînement perceptif destiné à améliorer la qualité de réception des services. Après un pré-test pour juger les performances initiales des volleyeuses, une partie d'entre elles a suivi un entraînement perceptif durant 4 semaines. Elles ont visionné des vidéos de service, coupées peu de temps après le geste initial, et devaient prédire la trajectoire du ballon afin de…

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"Eye tracker" utilisé pour évaluer effets d’un entraînement perceptif au volleyball
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Co-HUTeuse faisant du sport dans l'appartement-observatoire connecté Human at home project (HUT). La TV la renseigne sur la progression de son challenge sportif pour l'encourager à atteindre son objectif. Le logement est équipé de plus de 65 capteurs et dispositifs intelligents qui impactent le mode de vie, le bien-être et la santé de ses habitants. Outre l'assistant vocal et le système de domotique, l’espace est muni de dispositifs qui gèrent les conditions environnementales et d'objets…

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Séance de sport motivée dans l'appartement-observatoire connecté Human at home project (HUT)
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Préparation d'un participant à une étude biomécanique sur l’adaptation de l'orchestration musculaire de la course à pied en condition de simulation hypogravitaire, comparable à la gravité sur Mars ou la Lune. Il s'installe sur un tapis de course muni d'une chambre à air antigravité permettant d’abaisser la pression pour simuler un état de gravité réduit, où le poids du participant est plus faible. Des capteurs électromyographiques couplés à des centrales inertielles ont été posés sur les…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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Open media modal

Sportif courant sur un tapis roulant avec chambre à air antigravité lors d'une étude biomécanique sur l’adaptation de l'orchestration musculaire de la course à pied en condition de simulation hypogravitaire, comparable à la gravité sur Mars ou la Lune. En abaissant la pression dans cette chambre, on simule un état de gravité réduit, diminuant ainsi le poids du participant. Des capteurs électromyographiques couplés à des centrales inertielles ont été posés sur les muscles sollicités, pour…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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Open media modal

Sportif courant sur un tapis roulant avec chambre à air antigravité lors d'une étude biomécanique sur l’adaptation de l'orchestration musculaire de la course à pied en condition de simulation hypogravitaire, comparable à la gravité sur Mars ou la Lune. En abaissant la pression dans cette chambre, on simule un état de gravité réduit, diminuant ainsi le poids du participant. Des capteurs électromyographiques couplés à des centrales inertielles ont été posés sur les muscles sollicités, pour…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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Open media modal

Gardien de but de football en immersion en trois dimensions dans un environnement dynamique, dans un centre de réalité virtuelle. Il porte des lunettes équipées de 6 marqueurs infrarouges permettant d'adapter en temps réel la projection des images en fonction de son point de vue. L'objectif est d'étudier le comportement de cet individu en situation immersive, c'est-à-dire dans un état psychologique où il est absorbé par l'environnement virtuel, par l'expérience qu'il y vit. Les scientifiques s…

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Etude du mouvement d’interception d’un ballon en situation immersive
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Etude du mouvement d’interception d'un ballon par un gardien de but de handball. Le participant est en immersion en trois dimensions dans un environnement dynamique, dans un centre de réalité virtuelle. Il porte des lunettes équipées de 6 marqueurs infrarouges permettant d'adapter en temps réel la projection des images en fonction de son point de vue. L'objectif est d'étudier le comportement de cet individu en situation immersive, c'est-à-dire dans un état psychologique où il est absorbé par l…

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Etude du mouvement d’interception d’un ballon en situation immersive
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Participant à une campagne de neurosciences comportementales étudiant les processus cognitifs du geste du lancer franc. Elle se déroule dans le simulateur de lancer Virtushoot, un dispositif de réalité virtuelle reproduisant un terrain de basket où l'on peut manipuler le contexte environnemental du joueur. Pour lancer le ballon, le sportif se repose sur des variables visuelles, par exemple l'angle d'élévation du panier avec lequel il évalue la profondeur. En variant les paramètres comme la…

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Etude des processus cognitifs du geste du lancer franc au basket dans le simulateur Virtushoot
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Equipement d'un participant avec des capteurs de mouvement avec marqueurs actifs, lors d’une campagne de neurosciences comportementales étudiant les processus cognitifs du geste du lancer franc au basket. La labellisation et le repérage de ces marqueurs se font de manière automatique. La campagne se déroule dans le simulateur de lancer Virtushoot, un dispositif de réalité virtuelle reproduisant un terrain de basket où l'on peut manipuler le contexte environnemental du joueur. Les scientifiques…

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Etude des processus cognitifs du geste du lancer franc au basket dans le simulateur Virtushoot
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Equipement d'un sportif avec des lunettes stéréoscopiques lors d'une campagne de neurosciences comportementales étudiant les processus cognitifs du geste du lancer franc. Elle se déroule dans le simulateur de lancer Virtushoot, un dispositif de réalité virtuelle reproduisant un terrain de basket qui repose sur la stéréoscopie (technique qui restitue la perception du relief à partir d’images planes). Les scientifiques étudient les informations collectées par le sportif pour choisir la manière…

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Etude des processus cognitifs du geste du lancer franc au basket dans le simulateur Virtushoot
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Pose de capteurs électromyographiques sur les muscles des membres inférieurs d'un cycliste dans le cadre d'une étude biomécanique de son mouvement. Les électrodes, placées sur les muscles sollicités pour le mouvement étudié, enregistrent l’activité neuromusculaire (les contractions musculaires causées par les commandes électriques du système nerveux central). L'objectif est de comprendre la coordination musculaire nécessaire au mouvement, orchestrée par le névraxe. Pour avoir une description…

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Etude biomécanique du mouvement d’un cycliste
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Equipement d'un cycliste dans le cadre d'une étude biomécanique de son mouvement. Sur sa cheville, un marqueur réfléchissant est utilisé pour la capture optique du mouvement (motion capture). Ce type de marqueurs est placé sur les principales articulations. Lorsque le cycliste pédale, ils réfléchissent un rayonnement qui est capté par des caméras. Elles peuvent ainsi suivre la trajectoire des marqueurs, pour réaliser un patron des gestes effectués. Le capteur électromyographique sur le mollet…

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Etude biomécanique du mouvement d’un cycliste
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Cycliste sur un vélo d'entraînement dans le cadre d'une étude biomécanique de son mouvement. Il a été équipé de capteurs électromyographiques et de marqueurs réfléchissants. Les premiers enregistrent l’activité neuromusculaire (les contractions musculaires causées par les commandes électriques du système nerveux central), afin de comprendre la coordination musculaire nécessaire au mouvement, orchestrée par le névraxe. Les marqueurs sont utilisés pour la capture optique du mouvement (motion…

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Etude biomécanique du mouvement d’un cycliste
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Espace d'entraînement d'escalade muni d'une SmartBoard, une prise d'escalade d'entraînement instrumentée et connectée, développée sur la base de recherches en biomécanique de l'Institut des sciences du mouvement (ISM). Elle quantifie les performances d'un grimpeur : ses capteurs mesurent la force exercée par les doigts sur les sites de préhension (les deux bacs supérieurs et les réglettes de différentes profondeurs). Les données sont traitées par une application permettant de caractériser le…

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Test d'une SmartBoard
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Véliplanchiste sur un dispositif de test, durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. Cette machine, développée et construite par l'Institut des sciences du mouvement (ISM), mesure la puissance intrinsèque et la vitesse d’activation des muscles, ici des membres inférieurs, ce qui permet de connaître l'état pur du profil force-vitesse. Ce profil exprime la capacité de contraction du système neuromusculaire en fonction de la vitesse de…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Véliplanchiste effectuant un exercice de rameur durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. L'audit étudie le profil force-vitesse et les caractéristiques spécifiques de l’activité neuromusculaire des participants. L’effort physique fourni par l’athlète permet d’analyser l’orchestration du système neuromusculaire en état de fatigue. Les scientifiques collectent également d’autres données physiologiques (analyses sanguines, rythme cardiaque,…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Véliplanchiste sur un dispositif de test, durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. Cette machine, développée et construite par l'Institut des sciences du mouvement (ISM), mesure la puissance intrinsèque et la vitesse d’activation des muscles, ici des membres inférieurs, ce qui permet de connaître l'état pur du profil force-vitesse. Ce profil exprime la capacité de contraction du système neuromusculaire en fonction de la vitesse de…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Collecte de données sur une véliplanchiste équipée d’un masque, durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. L'audit étudie le profil force-vitesse et les caractéristiques spécifiques de l’activité neuromusculaire des participants. L’effort physique fourni par l’athlète permet d’analyser l’orchestration du système neuromusculaire en état de fatigue. Les scientifiques collectent également d’autres données physiologiques (analyses sanguines,…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Véliplanchiste effectuant un exercice de course à pied durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. L'audit étudie le profil force-vitesse et les caractéristiques spécifiques de l’activité neuromusculaire des participants. L’effort physique fourni par l’athlète permet d’analyser l’orchestration du système neuromusculaire en état de fatigue. Les scientifiques collectent également d’autres données physiologiques (analyses sanguines, rythme…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Véliplanchiste effectuant un effort intense de traction à l’aide d’un rameur, durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. Après l’effort, les scientifiques mesureront sa consommation énergétique (quantité d'oxygène inspiré et de CO2 rejeté), afin de juger s’il est économe ou dépensier en énergie. L’audit étudie le profil force-vitesse, les caractéristiques spécifiques de l’activité neuromusculaire des participants et d'autres paramètres…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Véliplanchiste cyclant sur un vélo d'entraînement durant un audit demandé par le Pôle France Voile pour évaluer la qualité physique de ses athlètes. L'audit étudie le profil force-vitesse et les caractéristiques spécifiques de l’activité neuromusculaire des participants. L’effort physique fourni par l’athlète permet d’analyser l’orchestration du système neuromusculaire en état de fatigue. Les scientifiques collectent également d’autres données physiologiques (analyses sanguines, rythme…

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Exercice sportif lors d'un audit évaluant la qualité physique de véliplanchistes
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Derniers réglages du « Carbon Trike » réalisé pour la participation de Vance Bergeron (sur le vélo) à l’épreuve de vélo à stimulation électrique du Cybathlon 2016 (les jeux olympiques pour athlètes augmentés). Ce tricycle couché en fibres de carbone, spécialement adapté pour Vance Bergeron, lauréat de la médaille de l’Innovation du CNRS 2019, est doté de stimulateurs électriques musculaires qui lui permettent de pédaler. C’est le point de départ du projet de start-up « CIRCLES », qu’il crée en…

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Vance Bergeron sur le vélo réalisé pour sa participation au Cybathlon 2016
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Vance Bergeron, physicien CNRS lauréat de la médaille de l’Innovation du CNRS 2019, équipé d’électrodes qui lui permettent de pédaler à nouveau. Le mouvement de pédalage est recréé via des électrodes de surface non-invasives assurant une stimulation électrique des muscles plégiques des cuisses. Un courant électrique stimule les nerfs moteurs des muscles paralysés afin de déclencher des contractions musculaires dans un ordre permettant le pédalage. Vance Bergeron est installé sur le « Carbon…

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Vance Bergeron sur un vélo à électrostimulation Berkelbike
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Vance Bergeron, physicien CNRS lauréat de la médaille de l’Innovation du CNRS 2019, teste un Berkelbike, un vélo à électrostimulation permettant de pédaler à la fois avec les jambes et les bras. Ce modèle de BerkelBike s'adapte au fauteuil roulant et s'utilise avec un home-trainer connecté à un logiciel simulant le déplacement sur un vrai parcours, avec des images réelles sur grand écran. Il fait partie des équipements proposés dans la première salle de sport dédiée au handicap moteur que l…

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Vance Bergeron sur un des prototypes de la 1ère salle de sport dédiée au handicap moteur
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Julien Jouffroy, un des fondateurs de l’association ANTS, s’entraîne sur un vélo stationnaire à simulation électrique fonctionnelle (SEF) permettant de mobiliser les membres inférieurs paralysés. L’association ANTS (Advanced Neuro-rehabilitation Therapies & Sports) a pour principal objectif de rendre accessible la pratique physique aux personnes porteuses d’un handicap neurologique moteur et d’ainsi contribuer à l’amélioration de leur santé et de leur qualité de vie. C’est dans cette optique qu…

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Vélo stationnaire à SEF universel pour personnes en situation de handicap moteur
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Enregistrement d’une calibration statique du capteur électromyographique placé sur un muscle de la jambe, le "gastrocnemius medialis", d'un participant. Cet enregistrement est réalisé dans le cadre d’une campagne de mesures des mouvements et efforts physiques générés par la pratique de l’aviron. Ce participant est équipé de marqueurs réfléchissants, de centrales inertielles et de capteurs électromyographiques, renseignant les systèmes de mesure informatisés Qualisys (mouvements des segments) et…

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Enregistrement d’une calibration statique d'un capteur électromyographique
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Pose de capteurs électromyographiques sur les muscles du tronc d’une participante à une campagne de mesures des mouvements et efforts physiques générés par la pratique de l’aviron. Ces capteurs, ainsi que des marqueurs réfléchissants et des centrales inertielles, renseignent les systèmes de mesure informatisés Qualisys (mouvements des segments) et Delsys (activité électrique des muscles et données inertielles). Un ergomètre, qui permet de reproduire les mouvements de l'aviron, est muni de…

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Pose de capteurs électromyographiques avant une expérience sur ergomètre
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Pose de capteurs électromyographiques couplés à des centrales inertielles sur les muscles des cuisses d’une participante à une campagne de mesures des mouvements et efforts physiques générés par la pratique de l’aviron. Ces capteurs et centrales, ainsi que des marqueurs réfléchissants, renseignent les systèmes de mesure informatisés Qualisys (mouvements des segments) et Delsys (activité électrique des muscles et données inertielles). Un ergomètre, qui permet de reproduire les mouvements de l…

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Pose de capteurs électromyographiques avant une expérience sur ergomètre
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Pose de capteurs réfléchissants sur une participante à une campagne de mesures des mouvements et efforts physiques générés par la pratique de l’aviron. Ces capteurs, ainsi que des centrales inertielles et des capteurs électromyographiques, renseignent les systèmes de mesure informatisés Qualisys (mouvements des segments) et Delsys (activité électrique des muscles et données inertielles). Un ergomètre, qui permet de reproduire les mouvements de l'aviron, est muni de capteurs de force sur le…

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Pose de capteurs réfléchissants pour une expérience sur ergomètre
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Image de la numérisation 3D d'un cycliste en position "contre-la-montre" avec un scanner FARO Cobalt 3D Imager. Après la capture des données, l’image est reconstituée grâce au logiciel Geomagic®. Les chercheurs du Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes du CNRS (LAAS) réalisent des tests comparatifs entre 2 types de scanners commerciaux (Cobalt et Freestyle). Ces tests sont destinés à améliorer les gestes de l’athlète pendant l’entraînement et en compétition. Ici la position du…

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Image de la numérisation 3D d'un cycliste en position "contre-la-montre"
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Démonstration de numérisation 3D d'un athlète cycliste en position "contre-la-montre" avec un scanner portatif Faro Freestyle 3D. L’athlète doit rester immobile pendant la numérisation. Il utilise ici un vélo de poursuite en carbone, doté d’un guidon avec prolongateurs "aero-bars" et un casque "aéro". La position de cet athlète montre un buste dont l’inclinaison est proche de l’horizontal. Cette position correspond à des standards de performance sur le plan aérodynamique. La position du…

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Démonstration de numérisation 3D d'un cycliste en position "contre la montre"
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Cycliste de l’équipe de France junior équipée de capteurs au vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. Les chercheurs effectuent des mesures dynamiques de sa position sur le vélo avec le système logiciel "Shimano Motion Analyser" (mis à disposition par l’équipe cycliste FDJ.fr). Ces outils cinématiques permettent de recomposer des angulations moyennes en mouvement. Jusqu’alors, sans ce type d’appareillage mesurant en dynamique, les angulations étaient prises en mode statique. Cette…

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Mesure dynamique de la position d’une athlète sur un vélo
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Descente sur le versant nord du col Amphu Lapsha, au Népal. Les glaciologues du LGGE (Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement) transitent entre les glaciers Mera et Changri Nup. Chaque année, ils organisent une mission dans cette région pour effectuer un relevé des balises et des stations météorologiques en vue de documenter l'évolution du bilan de masse de ces deux glaciers.

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Descente du col Amphu Lapsha, au Népal

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.