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Pourquoi je m’en vais de jeanechenoz n’a-t-il pas fait l’unanimité ?

Je m’en vais de Jean Echenoz, roman lauréat du plus prestigieux prix littéraire n’a pourtant pas fait l’unanimité. Si beaucoup ont acclamé son sens du merveilleux, la « magie de son écriture », sa « densité », sa finesse ou encore son style « désopilant », d’autres auront pu le trouver décevant quant à ses ambitions initiales voire ennuyeux.

Comment commence le roman Je m’en vais je te quitte ?

Le roman débute in media res, par les paroles du personnage principal : « Je m’en vais […] je te quitte», I. 1, qui soulignent clairement le commencement d’une aventure littéraire, en même temps qu’elles soulignent la fin d’une aventure amoureuse.

Quelle est là structure d’un chapitre ?

Le chapitre adopte ainsi une structure circulaire qui est celle du roman. Le roman s’achève là où il a commencé : dans la maison de Ferrer. Le roman établit ainsi des échos entre le début et la fin (porte et boîte aux lettres rouge, premiers mots qui sont aussi les derniers).

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Par Félix MARCELLIN

Thèse présentée

pour l'obtention du grade de Docteur de l'UTC Analyse de la précision d'un nouveau système de capture du mouvement optique : cas du Mokam

Soutenue le 21 juin 2021

Spécialité : Biomécanique : Unité de Recherche Biomécanique et Bio-ingénierie (UMR-7338)

Thèsededoctorat

École

doctorale71:Sciencespourl"ingénieur

Spécialité

capture dumouvementoptique:asduMokamFélix MARCELLIN

Soutenue le:

21 Juin2021

Pour l"obtentiondugrade dedo cteurde l"

Université detechnologie deCompiègne

Département deGénie Biologique

Directeursdethèse : FrédéricMARINet KhalilBEN MANSOUR LaboratoiredeBioMé caniqueet BioIngénierie(BMBI) Centred"Exp ertisepourla BiomécaniqueduMouv ement( CoEMoB)

UMR CNRS7338

Jury: Pr.Stéphanie DAKPE PR -PH, CHU d"AmiensRapporteur Dr.Laetitia FRADETMCF HDR,Univ ersitédePoitiersRapporteur Pr.Catherine MARQUEPR, UniversitédeT echnologie deCompiègneExaminateur Dr.Nicolas DECOUFOURCR, Facultéde Méde cineetdeMaïeutiquedeLille Examinateur Pr.Fré déricMARINPR, UniversitédeT echnologie deCompiègneDirecteurde thèse Dr.Khalil BENMANSOUR IR, UniversitédeT echnologie deCompiègneDirecteurde thèse

RÉSUMÉ

iv Analyse de la précision d"un nouveau système de capture du mouvement op- tique : Cas du Mokam Mots clefs :Métrologie; Capture du Mouvement; Précision; Mokam Résumé: De nombreux systèmes de capture du mouvement voient le jour chaque année. Pourtant bien que ces systèmes entrent dans la famille des outils métrologiques, les informations sur la précision de mesures sont hétérogènes et leur champ d"applica- tion est à la discrétion de l"utilisateur. Dans ce contexte, la question de recherche que je me suis posée est : comment comparer les précisions des systèmes d"analyse du mouve- ment de technologie di?érente et comment dé?nir une application compatible? Dans cette thèse, je me suis intéressé aux systèmes d"analyse du mouvement optique avec marqueurs. Les deux systèmes de capture du mouvement que j"ai utilisés sont le système Mokam (Kinestesia, Verton, France) et le système Vicon (Oxford Metrics, Ox- mations de précision d"un système, j"ai proposé un protocole expérimental permettant d"évaluer la précision en statique et lors de la réalisation de mouvement. Puis j"ai iden- ti?é des applications pour le contrôle postural ou l"analyse quanti?ée de la locomotion réalisable par un système en fonction de ses capacités de précision. Ce travail de re- cherche a permis, dans un premier temps d"évaluer la précision spatiale de localisation tridimensionnelle de ces deux systèmes transposables à tous les systèmes de capture du mouvement avec marqueur. Dans un deuxième temps, il a été montré que la précision de mesure est un point crucial pour déterminer l"application d"usage de ces systèmes. En d"autres termes, tout système de capture du mouvement ne peut être dédié à toute application.vi

ABSTRACT

viii Analysis of the accuracy of a new optical motion capture system : The case of Mokam Keywords :Metrology; Motion Capture; Accuracy; Mokam racy is heterogeneous and their scope is at the discretion of the user. In this context, the research question I asked myself was : how to compare the accuracy of motion capture systems of di?erent technologies and how to de?ne a compatible application? In this thesis, I was interested in optical motion analysis systems with markers. The two motion capture systems I used are the Mokam system (Kinestesia ,Verton, France) and the Vicon system (Oxford Metrics, United Kingdom). The latter is considered as the reference. In order to obtain the precision information of a system, I proposed an expe- rimental protocol to evaluate the precision in statics and during the realisation of mo- vement. Then I identi?ed applications for postural control or quanti?ed analysis of the locomotion achievable by a system according to its precision capabilities. This research work aloud, in a ?rst step, to evaluate the spatial precision of three-dimensional locali- sation of these two systems transposable to all marker-based motion capture systems. Secondly, it was shown that measurement accuracy is a crucial point in determining the application of these systems. In other words, not every motion capture system can be dedicated to every application.x

SOMMAIRE

Résumé iv

Abstract viii

Table des Figures xvi

Liste des Tableaux xxii

INTRODUCTION GÉNÉRALE 1

1 ÉTAT DE L"ART 7

1.1 La Capture du Mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.1 L"Histoire de la capture du mouvement . . . . . . . . . . . . . . .

11 Les Pionniers (Fin du XIX ème - début du XX ème siècle) . . . . . 11 La capture du mouvement moderne (XX ème et XXI ème siècle) . 17

1.1.2 Les Technologies de capture du mouvement . . . . . . . . . . . .

20 Les systèmes optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Les systèmes mécaniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Les systèmes magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Les systèmes inertiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Bilan de la capture du mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.2 La Métrologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.1 Les di?érentes Métrologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28
xii

1.2.2 Validité, Justesse, Fiabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

1.2.3 La métrologie et la motion capture . . . . . . . . . . . . . . . . .

31
Bilan de la Métrologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Positionnement du travail de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2 ANALYSE DE LA PRÉCISION 39

2.1 Contexte général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 Rappels Méthodologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 Matériels et Méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.1 Estimation de la précision en statique . . . . . . . . . . . . . . . .

46
Dans le volume de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Dans le plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.3.2 Estimation de la précision en mouvement . . . . . . . . . . . . .

50
Vitesse d"un point en translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Angle entre deux segments en rotation . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.4 Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.1 Estimation de la précision en statique . . . . . . . . . . . . . . . .

55
Dans le volume de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Dans le plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.4.2 Estimation de la précision en mouvement . . . . . . . . . . . . .

60
Vitesse d"un point en translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Angle entre deux segments en rotation . . . . . . . . . . . . . . . 63

2.5 Discussion et Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 APPLICATIONDUMOKAMAL"ANALYSEDEPOSTURESETDEGESTES 73

3.1 Contexte général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Applications à l"analyse de postures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.1 Le gainage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76
Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Matériels et Méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Discussion et Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.2.2 Le demi-squat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

82
Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Matériels et Méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Discussion et Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Bilan sur les applications posturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88 xiii

3.3 Applications à l"analyse de gestes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89

3.3.1 Sauts verticaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89
Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Matériels et Méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Discussion et Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

3.3.2 Analyse de la marche dans le plan sagittal sur tapis de course . .

99
Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Matériels et Méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Discussion et Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.3.3 Test de Marche de 4 mètres dans le plan frontal . . . . . . . . . .

107
Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Matériels et Méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Discussion et Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Bilan sur les applications de geste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Synthèse générale de la partie 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

CONCLUSION GÉNÉRALE 121

CONTRIBUTIONS SCIENTIFIQUES 127

BIBLIOGRAPHIE 130xiv

TABLE DES FIGURES

1.1Utilisation de la Face MoCap lors de la réalisation du ?lm Alita : Battle Angel

de Robert Rodriguez (2019). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1.2Utilisation de la motion capture pour la réalisation du jeu vidéo FIFA 18 d"EA

Sports, ici sur Cristiano Ronaldo (2017). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

1.3"The horse in motion" (Muybridge 1879 [96]). . . . . . . . . . . . . . . . . .12

1.5Costume de MoCap constitué de points et de lignes représentants les articula-

tions et segments corporels (Marey 1884). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 entre les segments d"un costume de MoCap. . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

1.7Sujet équipé d"une combinaison noire avec les tubes de Geissler [64]. . . . . .14

1.8"Shooting the apple" (Edgerton 1964). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

1.9"Milk Drop Coronet", Harold Egerton, 1957. . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

1.10Utilisation du rotoscope créé par les frères Fleischer. . . . . . . . . . . . . .16

1.11Réalisation du ?lm d"animation Blanche-Neige et les Sept Nains à l"aide de la

rotoscopie en 1937. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

1.12Système de capture du mouvement composé de potentiomètres. . . . . . . . .17

1.13La wiimote composée d"un accéléromètre, créé par Nintendo au début des an-

nées 2000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

1.14Classi?cation des di?érents systèmes de capture du mouvement disponibles [85]20

1.15Caméra Microsoft Kinect pour la capture du mouvement dans le domaine du

jeu vidéo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 xvi

TABLE DES FIGURES TABLE DES FIGURES

1.16Capture du mouvement via un système optoélectronique avec marqueurs passifs23

1.17Capture du mouvement mécanique grâce au Gypsy 7 Torso permettant la cap-

ture des mouvements du haut du corps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

1.18Exemple de système de capture du mouvement magnétique. . . . . . . . . . .25

1.19Centrale inertielle Physilog (Gait Up, Lausanne, Suisse). . . . . . . . . . . . .26

1.20Schématisation de la justesse et de la ?abilité. . . . . . . . . . . . . . . . . .30

1.21Le Mokam et son interface utilisateur créé par la société Kinestesia. . . . . . .32

1.22Dimensions et caractéristiques du Mokam. . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

1.23Dé?nition du plan du Mokam, qui est un plan parallèle à celui-ci. . . . . . . .34

1.24Plateforme de capture du mouvement du Centre d"Excellence de la Bioméca-

nique du Mouvement de l"Université de Technologie de Compiègne. . . . . .35 les marqueurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

2.1Description de la méthode de calcul d"angle par projection orthogonale [80]. .43

2.2Photo du dispositif expérimental avec la baguette de calibration ?xée au mât,

les caméras Vicon, le Mokam et les positions repérées au sol. . . . . . . . . .46 Vicon et les dimensions de la surface de mesure réalisée au sol via le logiciel propriétaire du système Vicon, Nexus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

2.4Les deux baguettes utilisées : a. la baguette à fort contraste b. la baguette à

contraste léger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

2.5Baguette avec contraste faible sur le mât vertical avec les di?érentes hauteurs

marquées en rouge allant du raz du sol à 2 m par palier de 0,5 m. . . . . . . .48

2.6Dispositif expérimental pour la réalisation de mesure de précision en fonction

de l"orientation de la cible par rapport au plan du Mokam. . . . . . . . . . . .49

2.7Schématisation de l"incrémentation de l"orientation de la baguette. . . . . . .50

2.8Déroulement du Counter Movement Jump. . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

2.9Déroulement du Squat Jump. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

2.10Placement du marqueur placé sur le grand trochanter. . . . . . . . . . . . . .52

2.11Placement des marqueurs sur le grand trochanter, le condyle latéral du fémur

et la malléole externe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

2.12Représentation des erreurs de mesure dans le volume de mesure en statique. .56

2.13Variation de l"erreur de mesure en pourcentage en fonction de l"angle d"orien-

tation de la cible par rapport au plan du Mokam par hauteur de mesure. . . .57

2.14Analyse Bland Altman par hauteur d"analyse pour l"orientation des deux sys-

tèmes allant de -90°à 90°. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 xviiquotesdbs_dbs45.pdfusesText_45

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