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Sciences et Sports en STI2D : visite du laboratoire RoBioSS

vendredi 13 mars 2015, par Bertrand Charier

Les élèves de 1re STI2D Énergie Environnement ont visité ce jeudi matin le laboratoire de recherche appliquée RoBioSS.

 Le laboratoire RoBioSS

Monsieur Lacouture, professeur d’Université et directeur du laboratoire, et monsieur Decatoire, ingénieur de recherche CNRS, nous ont présenté leurs travaux de recherche.

RoBioSS pour Robotique Biomécanique Sport et Santé est un laboratoire de l’Université de Poitiers auquel est adossé le CRITT Sports et Loisirs de Châtellerault que nous avions visité en décembre dernier (lire l’article écrit par les élèves).
Leur domaine de recherche concerne autant le geste sportif et la performance associée que les équipements du sportif.
Monsieur Lacouture nous a présenté les thèmes de recherche de l’institut PPRIM : physique du matériau, énergie avec les carburants, aérodynamique, mécatronique et robotique et biomécanique.
Le laboratoire RoBioSS travaille autour d’une recherche appliquée. Il s’intéresse à l’amélioration de modèles par l’analyse des expérimentations mises en place. Par exemple, le modèle du sportif ou du patient peut être un modèle segmentaire qui représente principalement son squelette et les masses associées à chacun des segments. Ce modèle, couramment utilisé aujourd’hui, est en phase d’amélioration pour être toujours au plus près du comportement réel du corps. Un « doctorant » travaille à juxtaposer un modèle musculaire au modèle squelette. Les données traitées sont de plus en plus nombreuses et les sciences de l’ingénieur sont indispensables afin de mettre en œuvre de tels modèles à l’aide de calculateurs.

Aujourd’hui, les élèves découvre une grande salle dont le plafond est équipé d’une vingtaine de caméras. Celles-ci sont équipées de LED émettrice de lumière et permettent de mesurer, au millimètre près, la position de capteurs installés sur le sportif. L’acquisition de ces données autorise la reconstitution du mouvement et son analyse dans les trois dimensions. Les forces tridimensionnelles, les moments aux points d’articulation sont ainsi analysés et permettent de comprendre la locomotion d’un patient par exemple. Le chercheur est alors en mesure de distinguer si une déficience éventuelle est due au système nerveux, pilote et transmetteur de la commande de mouvement, au système musculaire ou au système articulaire.

 Le banc vélo


Ce même équipement, appliqué à un cycliste professionnel apporte à l’entraineur des données qu’il mettra au service de la performance. Les deux vidéos montrent un sportif sur le banc test et son modèle issu de l’acquisition des caméras. Le vélo est également équipés de nombreux capteurs qui permettent de mesurer les efforts sur les pédales, sur le cadre au niveau de la selle ou encore sur le guidon.
Monsieur Lacouture profite de l’illustration de l’expérimentation pour rappeler les notions de forces et de moments ainsi que le principe fondamental de la dynamique.

Cycliste sur le banc vélo

Modèle du cycliste dans l’effort

Monsieur Décatoire montre aux élèves une pédale instrumentée fabriquée par une entreprise poitevine [SENSIX>http://www.sensix.fr/] créée par un ancien étudiant. L’instrumentation permet l’acquisition des forces et des moments selon les trois directions ; le système est parfaitement intégré et ne peu pas gêner le cycliste.
D’autres expérimentations sont présentés comme un banc « kayac » qui autorise l’analyse des efforts, du mouvement du kayakiste en situation proche du réel.


Le laboratoire de robotique

Saïd Zeghloul, professeur de l’Université responsable du laboratoire, et Jean-Pierre Gazeau, ingénieur de recherche CNRS font découvrir aux élèves l’univers de la robotique avec la première main à reproduction de sensation. La main à quatre doigts est à la fois en mesure d’effectuer des tâches très précises et très délicates et est également capable de suivre un effort et de répondre ainsi de manière constante à une sollicitation variable.
D’autres robots comme le chien ci-contre ont été réalisés par les étudiants. Le chien peut marcher, faire le beau, tendre la patte et même faire des pompes et se rouler par terre !

Enfin les élèves découvre le futur robot humanoïde (jambes ci-dessous) qui utilise des technologies modernes et remplacera son ainé dont la masse atteignait les 100 kg.

La visite de cet univers des sciences, de la santé et du sport se termine par une discussion avec les élèves sur les parcours de formation et les qualités requises pour exercer ces métiers passionnants.

Rendez-vous est pris pour une visite du lycée Édouard Branly et de son laboratoire STI2D notamment. Les élèves de la série montreront alors leurs réalisations sur le thème Sciences et Sports.