Thèse Jingtao CHEN

Aujourd’hui la réalité virtuelle (RV) est de plus en plus intégrée dans de nombreux aspects de notre vie quotidienne et, par conséquent, elle influence certaines pratiques comme : le comportement humain, les méthodes de communication, la cognition… entre autres. Dans ce contexte, notre recherche a visé à mieux comprendre comment la réalité virtuelle (RV) influence le comportement humain en utilisant les méthodes d'analyse de la biomécanique et son utilisation dans la réhabilitation du Syndrome douloureux régional complexe (SDRC) en particulier. Premièrement les niveaux de fatigue musculaire associés à différentes tâches de désassemblage en utilisant un dispositif haptique dans un environnement RV ont été évalués. A cet effet, un nouveau modèle analytique pour la dépense d'énergie mécanique est proposé où le travail mécanique requis est utilisé comme paramètre principal. Ensuite, la méthode proposée a été validée par l'analyse des signaux EMG (électromyographie) enregistrés sur le bras de l’opérateur lors d’un exercice réalisé dans l’environnement de RV. En second lieu, nous nous sommes concentrés sur la compréhension de l'effet d’un retour pseudo-haptique sur le comportement humain. La tâche consistait à discriminer la raideur d’un ressort simulé par rapport à un ressort réel. A cet effet des expériences ont été effectuées sur un banc d'essai spécialement conçu. La force de compression, certains paramètres cinématiques du test et les signaux EMG, enregistrés sur les muscles impliqués des bras des sujets ont été analysés et comparés. Il a été constaté que les changements des forces de pression sur les ressorts réels et le ressort virtuel ont un comportement similaire tandis que la co-activation musculaire induite par le comportement du ressort virtuel est la même que dans le cas du test de ressort réel correspondant (tâche dynamique), en dépit du fait que les doigts des sujets étaient immobiles en appuyant sur le ressort virtuel. La douleur et la mal-adaptation musculaire associées à une posture anormale constituent des obstacles importants pour les patients souffrant de CRPS dans leur thérapie physique et leur vie quotidienne. Ainsi, afin de surmonter certains inconvénients de la thérapie physique traditionnelle, une application basée sur le Leap Motion et Unity3D a été développée permettant de manipuler la relation entre le mouvement de l'utilisateur et le mouvement virtuel rendu de l’avatar. L’application a été validée par une étude pilote menée au Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Grenoble (Service chirurgie de la main). Au cours des expériences, le mouvement de la main de l’avatar est rendu identique, amplifié ou réduit par rapport au mouvement réel de l’utilisateur. Les commentaires des utilisateurs, après chaque expérience, ont permis de conclure positivement sur la possibilité d’utiliser l'application dans le processus de réhabilitation.