Actualité scientifique

Science et sport, une équipe qui gagne

Le CNRS est présent à Sport Unlimitech, dont la deuxième édition se tient à Lille les 23 et 24 septembre, avant un tour de France. C’est l’occasion de vous montrer en images la richesse des échanges et collaborations avec les sportives et sportifs.

Étude du mouvement d’interception d’un ballon en situation immersive
Étude du mouvement d’interception d’un ballon en situation immersive

© Cyril Frésillon / ISM / CNRS Images

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Le salon Sport Unlimitech réunit les 23 et 24 septembre, à Lille, des chercheurs, entrepreneurs, investisseurs, industriels et représentants des fédérations sportives autour d’une même ambition : mettre la science et la technologie au service du sport. C’est en effet grâce aux recherches menées par des scientifiques dans de multiples disciplines que se développe la « SporTech », qui vise à améliorer les performances des athlètes grâce à l’innovation. Celle-ci se donne de multiples objectifs : optimiser les résultats bien sûr, mais aussi améliorer la récupération après l’effort et minimiser les risques de blessures, par exemple en décortiquant la posture des coureurs ou le pédalage des cyclistes.

Les athlètes ne sont pas les seuls concernés : on cherche également, en développant de nouveaux outils grâce à une meilleure compréhension du corps humain, à améliorer la qualité de vie des personnes en situation de handicap, qui bénéficient elles aussi d’innovations toujours mieux adaptées à leurs besoins. C’est donc tout naturellement que le CNRS est présent à la deuxième édition de Sport Unlimitech, et que nous vous proposons de découvrir en images les multiples visages de la recherche appliquée au sport.

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Coureuse cycliste de l'équipe de France junior réalisant un test chronométré au vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. La position adoptée doit permettre de réduire la traînée aérodynamique, en prenant en compte les contraintes réglementaires (dimensions du vélo) et celles pour produire la puissance musculaire. Il est généralement connu que l’abaissement du buste réduit la traînée aérodynamique. Cependant, un conflit avec la production de puissance des membres inférieurs naît à partir…

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Tests de capteurs d’activité embarqués sur une athlète cycliste
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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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Visualisation, en temps réel, des mesures prises sur un cycliste dans le cadre d'une étude biomécanique de son mouvement. A gauche, la description cinématique du mouvement (le patron). Les points correspondent aux marqueurs réfléchissants placés sur les articulations du cycliste. Des caméras captent le rayonnement qu'ils leur renvoient, et suivent ainsi la trajectoire des marqueurs. A droite, les données de vitesse de pédalage (créneaux verts) et les données d'activation musculaire issues de…

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Etude biomécanique du mouvement d’un cycliste
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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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Placement de capteurs dans le dos d'une cycliste de l’équipe de France junior, lors d'un entraînement au vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. L’inclinaison du buste est un facteur important, il est corrélé à la résistance aérodynamique. Ces capteurs d’activité embarqués (wearable devices) développés au Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes du CNRS (LAAS) permettent d’enregistrer les postures de l’athlète et de collecter des informations destinées à améliorer ses…

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Mise en place de capteurs sur une athlète cycliste
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Cycliste de l’équipe de France junior à l’échauffement en position "contre-la-montre" au vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. Les chercheurs du Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes du CNRS (LAAS) testent les capteurs qu’ils ont développés pour réaliser des enregistrements des postures de l’athlète en effort et collecter des informations destinées à améliorer ses gestes. Derrière la cycliste, le panneau blanc quadrillé sert à l'analyse vidéo. La vue de profil permet…

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Cycliste à l’échauffement au vélodrome national de Saint Quentin en Yvelines
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Coureuse cycliste de l'équipe de France junior au départ d’un test chronométré qu’elle réalise en aveugle, au vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. L’objectif est de réaliser le meilleur temps. La puissance permettant de calculer ensuite la résistance aérodynamique, est enregistrée par des capteurs placés dans le moyeu de la roue arrière. Les chercheurs du Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes du CNRS (LAAS) testent ici les capteurs d’activité embarqués (wearable…

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Tests de capteurs d’activité embarqués sur une athlète cycliste
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Coureuse cycliste de l'équipe de France junior réalisant un test chronométré au vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. La position adoptée doit permettre de réduire la traînée aérodynamique, en prenant en compte les contraintes réglementaires (dimensions du vélo) et celles pour produire la puissance musculaire. Il est généralement connu que l’abaissement du buste réduit la traînée aérodynamique. Cependant, à partir de certaines inclinaisons, un conflit avec la production de puissance…

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Tests de capteurs d’activité embarqués sur une athlète cycliste
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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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Enregistrement du mouvement fonctionnel d'une participante lors d’une campagne de mesures des mouvements et efforts physiques générés par la pratique de l’aviron, afin de déterminer le centre articulaire de son coude. Cette participante est équipée de marqueurs réfléchissants, de centrales inertielles et de capteurs électromyographiques, renseignant les systèmes de mesure informatisés Qualisys (mouvements des segments) et Delsys (activité électrique des muscles et données inertielles). Un…

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Enregistrement d’un mouvement fonctionnel pour déterminer le centre articulaire du coude
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Enregistrement des mouvements et forces générés par la pratique de l’aviron. La participante est équipée de marqueurs réfléchissants, de centrales inertielles et de capteurs électromyographiques, renseignant 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 siège, la poignée et les pieds. L’objectif de…

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Enregistrement des mouvements et forces générés par la pratique de l’aviron
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Enregistrement des mouvements et forces générés par la pratique de l’aviron. La participante est équipée de marqueurs réfléchissants, de centrales inertielles et de capteurs électromyographiques, renseignant 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 siège, la poignée et les pieds. L’objectif de…

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Enregistrement des mouvements et forces générés par la pratique de l’aviron
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Enregistrement d’un mouvement fonctionnel pour déterminer le centre articulaire de la cheville d'un participant, lors 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 Delsys (activité électrique des muscles et données inertielles). Un ergomètre,…

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Enregistrement d’un mouvement fonctionnel pour déterminer le centre articulaire de la cheville
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Enregistrement des mouvements et forces générés par la pratique de l’aviron. Le participant est équipé de marqueurs réfléchissants, de centrales inertielles et de capteurs électromyographiques, renseignant 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 siège, la poignée et les pieds. L’objectif de…

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Enregistrement des mouvements et forces générés par la pratique de l’aviron
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Prise de notes 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. A l'arrière plan, un sportif court sur un tapis muni d'une chambre à air antigravité. En y abaissant la pression, on simule un état de gravité réduit, diminuant ainsi le poids du participant. A l’écran s’affichent les mesures de l’activité neuromusculaire (les contractions causées par les commandes…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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Pose de capteurs électromyographiques sur les muscles des membres inférieurs 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. Les électrodes sont placées sur les muscles sollicités pour le mouvement étudié, pour mesurer l’activité neuromusculaire (les contractions causées par les commandes électriques du système nerveux central). A l’arrière plan,…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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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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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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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 ferme la chambre à air antigravité du tapis de course sur lequel se déroule l'expérience. En y abaissant la pression, 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…

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Mesure de l'activité neuromusculaire d'un coureur en condition de simulation hypogravitaire
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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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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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Gardien de but de handball 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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Gardien de but de handball 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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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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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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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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Test 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 profil physiologique du grimpeur …

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Test d'une SmartBoard
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Test 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 profil physiologique du grimpeur …

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Test d'une SmartBoard
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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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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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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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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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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 vélo à électrostimulation Berkelbike
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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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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, sur le « Carbon Trike ». Ce tricycle couché en fibres de carbone a été réalisé pour sa participation, avec l’équipe de l’ENS de Lyon, à l’épreuve de vélo à stimulation électrique du Cybathlon 2016 (les jeux olympiques pour athlètes augmentés). Ce vélo spécialement adapté pour Vance Bergeron est doté de stimulateurs électriques musculaires qui lui permettent de pédaler. C’est le point de départ du projet de start…

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Vance Bergeron sur le vélo réalisé pour sa participation au Cybathlon 2016
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Installation de Vance Bergeron, physicien CNRS lauréat de la médaille de l’Innovation du CNRS 2019, sur le « Carbon Trike ». Ce tricycle couché en fibres de carbone a été réalisé pour sa participation, avec l’équipe de l’ENS de Lyon, à l’épreuve de vélo à stimulation électrique du Cybathlon 2016 (les jeux olympiques pour athlètes augmentés). Il est entouré d’Amine Metani (à gauche), qui a travaillé à la mise au point des prototypes, et de Tanguy Dréan (à droite), porteur du projet APA’Mouv …

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Installation de Vance Bergeron sur le « Carbon Trike »
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Vance Bergeron (à droite), physicien CNRS lauréat de la médaille de l’Innovation du CNRS 2019, et le « Carbon Trike ». Ce tricycle couché en fibres de carbone a été réalisé pour sa participation, avec l’équipe de l’ENS de Lyon, à l’épreuve de vélo à stimulation électrique du Cybathlon 2016 (jeux olympiques pour athlètes augmentés). Ce vélo spécialement adapté pour Vance Bergeron est doté de stimulateurs électriques musculaires qui lui permettent de pédaler. C’est le point de départ du projet de…

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Vance Bergeron et le vélo réalisé pour sa participation au Cybathlon 2016

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.