Analyse cinématique des chutes en escalade de bloc chez des athlètes en développement

Carretier, Nathan (2026). Analyse cinématique des chutes en escalade de bloc chez des athlètes en développement. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’escalade de bloc expose les grimpeurs à des chutes dont les conditions restent difficiles à caractériser. Ce mémoire évalue une approche combinant reconstruction 3D sans marqueurs (Pose2Sim), mesures inertielles et simulation par éléments finis pour analyser des réceptions chez des athlètes.

Le protocole a produit 225 mesures chez 22 athlètes. L’article porte sur 40 chutes réalisées par 10 athlètes de 14 à 17 ans, enregistrées avec cinq caméras d’action (GoPro HERO12, GoPro, États-Unis ; 2,7 K, 240 fps) et trois IMUs (Blue Trident, Vicon, Royaume-Uni ; ± 200 g, 1600 Hz). Pose2Sim a été comparé à Kinovea et aux IMUs. Les erreurs moyennes segmentaires varient de -0,5 % à +8,9 % ; les ICC avec Kinovea varient de 0,958 à 0,989 pour la hauteur de chute et la vitesse maximale, mais Pose2Sim sous-estime les pics d’accélération à la cheville et au sacrum.

Une chute de référence a servi à construire une simulation exploratoire avec THUMS AM50 V7.1 dans LS-DYNA. Les écarts entre accélérations simulées et expérimentales vont de -24,9 % à la cheville droite à +8,8 % au sacrum droit. La contrainte équivalente de von Mises maximale dans l’os cortical des tibias atteint 106,9 MPa, dans l’intervalle de limite d’élasticité en compression longitudinale rapporté par Morgan et al. (2018). Les déformations maximales du complexe médial (22,5 %) et latéral (39,6 %) recoupent les intervalles de déchirure partielle (21,3 à 29,7 %) et de rupture complète (28,0 à 35,6 %) de Button et al. (2013).

La vidéo sans marqueurs caractérise la cinématique globale, les IMUs restent nécessaires pour l’impact, et la simulation explore les sollicitations internes. Ces résultats restent toutefois limités à une chute de référence non lésionnelle et ne constituent pas une prédiction clinique de blessure. Les perspectives concernent l’exploitation du corpus complet, l’adaptation des modèles aux conditions expérimentales et l’étude de scénarios plus variés.

Titre traduit

Kinematic analysis of bouldering falls in developing athletes

Résumé traduit

Indoor bouldering exposes climbers to falls whose conditions remain difficult to characterize. This thesis evaluates an approach combining markerless 3D reconstruction (Pose2Sim), inertial measurements, and finite element simulation to analyze landings in athletes.

The protocol produced 225 measurements in 22 athletes. The article focuses on 40 falls performed by 10 athletes aged 14 to 17 years, recorded with five action cameras (GoPro HERO12, GoPro, USA; 2.7K, 240 fps) and three IMUs (Blue Trident, Vicon, UK; ±200 g, 1600 Hz). Pose2Sim was compared with Kinovea and IMUs. Mean segmental errors ranged from -0.5% to +8.9%; ICCs with Kinovea ranged from 0.958 to 0.989 for fall height and peak velocity, but Pose2Sim underestimated peak accelerations at the ankle and sacrum.

A reference fall was used to build an exploratory simulation with THUMS AM50 V7.1 in LSDYNA. Differences between simulated and experimental accelerations ranged from -24.9% at the right ankle to +8.8% at the right sacrum. The maximum equivalent von Mises stress in the cortical bone of the tibias reached 106.9 MPa, within the longitudinal compressive yield-stress range reported by Morgan et al. (2018). Maximum strains in the medial (22.5%) and lateral (39.6%) complexes overlapped the partial tear (21.3% to 29.7%) and complete rupture (28.0% to 35.6%) ranges reported by Button et al. (2013).

Markerless video characterizes global kinematics, IMUs remain necessary for impact analysis, and simulation explores internal mechanical loading. However, these results are limited to one non-injurious reference fall and do not constitute a clinical injury prediction. Perspectives include exploiting the complete dataset, adapting the models to the experimental conditions, and studying more varied scenarios.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire par articles présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie avec concentration personnalisée". Comprend des références bibliographiques (pages 119-126).
Mots-clés libres:	escalade de bloc, biomécanique, Pose2Sim, IMU, éléments finis
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Clément, Julien
Codirecteur:	Codirecteur(-trice) de mémoire/thèse Beauséjour, Marie-Hélène
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	03 août 2026 18:29
Dernière modification:	03 août 2026 18:29
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/4010

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