Implications au contrôle postural

De façon à éviter les limites articulaires au cours du mouvement de rotation, une posture initiale adaptée à la tâche demandée doit être adoptée, en particulier pour les fortes amplitudes. Par exemple, conserver une posture de saisie comme celle utilisée pour la tâche de +45° peut ne pas être adaptée à la rotation de +180°. Mais l'anticipation à la saisie est-elle simplement nécessaire pour éviter les limites articulaires ? Il semblerait que ce ne soit pas le cas puisque différentes postures de saisie sont observées pour de faibles amplitudes telles que -45° et +45°, tandis que les limites articulaires ne sont pas atteintes au cours de la tâche. Cela peut s'expliquer par l'espace de mouvement important permis par les limites articulaires dans le cas de faibles amplitudes. Il est alors possible pour le sujet de saisir la sphère d'un grand nombre de façons différentes. Nous avons d’ailleurs pu observer une importante variabilité des points de saisie, en particulier pour les tâches dans le sens antihoraire. Existe-t-il cependant un ou des principes de contrôle pouvant expliquer le choix des sujets ?

3.4.2.1. Principe de confort final

Une explication à l’anticipation, autre que l’évitement des butées articulaires, est que les sujets suivraient le principe de confort final, initialement décrit par Rosenbaum (Rosenbaum et al., 1990 ; Rosenbaum et al., 1996). L’hypothèse de confort final implique qu’un individu essaye d’atteindre une posture finale qui présente un confort plus important que le confort initial, quels que soient l’amplitude ou le sens de rotation. Dans notre cas, cela ne peut s’appliquer aux rotations de forte amplitude qui obligent le sujet à se rapprocher de ses limites articulaires. Dès lors, si l’on s’intéresse aux rotations de faible amplitude (de -135° à +90° sur la Figure 3-8), on constate des postures finale comparables tandis que les postures de début de rotation diffèrent (voir Figure 3-7). Cela semble soutenir l’hypothèse de confort final. De plus, la variabilité importante observée sur ces faibles amplitudes laisse supposer l’existence d’une famille de postures possibles présentant un degré d’inconfort comparable. Sous les conditions expérimentales présentées, les participants démarraient d’une posture de repos, pour ensuite atteindre et saisir la sphère avant d’effectuer la tâche de rotation, selon

45 l’amplitude demandée. Dès lors, la posture du bras au début de la rotation correspond à un état intermédiaire.

Mais nous pouvons encore nous demander si parmi l’ensemble des postures possibles, la posture observée expérimentalement présente réellement un meilleur confort en fin de rotation. Nous pourrons par la suite chercher à estimer un indice de confort afin de vérifier cette hypothèse.

3.4.2.2. Un effet dû à la gravité et au principe de travail minimum

Compte tenu de la gravité, maintenir le coude en position élevée n'est pas considéré comme une position confortable. Dans le cas de notre expérimentation, conserver une position basse du coude à la saisie évite un travail mécanique non nécessaire durant la phase d'atteinte, à partir de la position de repos. Cette préférence peut également s'expliquer par le principe de travail minimum puisque le moment d'inertie le long de l'axe de prono-supination est plus faible que celui de l'angle de pivot. De plus, conserver un coude en position basse permet de limiter l'énergie potentielle due à la gravité. Ceci confirme les conclusions de Wang sur des mouvements d'atteinte et saisie de cylindre (Wang, 1999a).

Les résultats exposés ici ne nous permettent pas de faire la part entre les deux principes exposés précédemment. En effet, les conséquences de ces principes sur le mouvement sont comparables, tout particulièrement pour les rotations dans le sens antihoraire, à savoir une conservation du coude dans une position basse. Si ces deux principes peuvent expliquer les résultats observés, nous chercherons néanmoins dans le chapitre suivant à explorer plus en détails les capacités de mouvement des sujets, afin d’obtenir une meilleure compréhension du contrôle postural sous-jacent.

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4

Analyse du mouvement de manipulation par

simulation en prenant en compte les butées

articulaires

L’observation expérimentale sur le mouvement de rotation d’une sphère présentée dans le chapitre précédent montre clairement une anticipation de la posture de saisie en fonction de l’amplitude et du sens de rotation. Cela peut s’expliquer par plusieurs hypothèses listées ci-dessous :

 L’anticipation est nécessaire pour éviter les butés articulaires du bras en fin de rotation. Ceci est vrai pour une rotation de grande amplitude.

 L’anticipation est faite pour assurer un meilleur confort postural en fin de rotation, phénomène décrit par la théorie appelée « end-state comfort » (Rosenbaum et al., 1990). Pour objectiver le niveau de confort postural du bras, nous proposons d’estimer une distance caractérisant l’éloignement d’une posture donnée par rapport à une posture extrême autorisée par les limites articulaires. Plus une posture est éloignée des limites articulaires, plus le niveau de confort est élevé, en accord avec les fonctions d’inconfort sous forme de U proposées par différents auteurs (Cruse et al., 1990 ; Kee and Karwowski, 2001 ; Kee and Karwowski, 2003).

 Le principe de travail minimum (Soechting et al., 1995 ; Wang, 1999b ; Kang et al., 2005). Les sujets cherchent à limiter l’élévation du coude pour diminuer la lutte contre la gravitation et à privilégier la prono-supination par rapport à l’angle de pivot dû au fait que le moment d’inertie autour de l’axe prono-supination est plus petit que celui autour de l’axe de pivot.

Afin de vérifier ces hypothèses, nous explorerons dans ce chapitre l’espace des solutions admissibles par les limites articulaires du bras grâce au travail antérieur de Wang sur le membre supérieur (Wang et al., 1998 ; Wang, 1999a). Plus exactement, nous ferons varier la posture de saisie, caractérisée par la position de saisie par rapport à la sphère, l’orientation de la main autour de la position de saisie et l’angle de pivot du bras, par simulation. Avant de présenter les résultats de simulation en faisant varier la posture de saisie, nous rappellerons le principe de détection des butées et la méthode de simulation des postures admissibles.