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numéro d’ordre :
THESE
Pour l’obtention du grade de
Docteur de l’Université de Poitiers
Faculté des Sciences Fondamentales et Appliquées
(Diplôme national - Arrêté du 7 août 2006)
Ecole doctorale Sciences et Ingénierie en Matériaux, Mécanique, Energétique &
Aéronautique
Secteur de Recherche : Biomécanique et Bio-ingéniérie
Présentée par :
Chris HAYOT
Analyse biomécanique 3D de la marche humaine :
Comparaison des modèles mécaniques
Directeur de thèse : Patrick Lacouture
Co-directeur de thèse : Sophie Sakka
Soutenue le 3 décembre 2010 devant la commission d’examen
Jury
P. Gorce Professeur Université du Sud Toulon-Var Rapporteur
P. Moretto Professeur Université de Toulouse Rapporteur
F. Barbier Professeur Université de Valenciennes Examinateur
M. Cid Professeur Université de Bordeaux Examinateur
P. Lacouture Professeur Université de Poitiers Examinateur
S. Sakka Maître de conférences Université de Poitiers Examinateur

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Remerciements
Je tiens à remercier la Région Martinique de m’avoir accordé sa confiance et donné les
moyens de concrétiser ce travail de thèse. Aussi, mes remerciements vont à l’ensemble des
élus et personnels qui ont œuvré directement ou indirectement à cette réussite. J’associe
à ces remerciements le Conseil Général de la Martinique pour son soutien depuis de nom-
breuses années.
Je tiens à remercier chaleureusement mon directeur de thèse, Patrick LACOUTURE, pour
la qualité de son encadrement, la pertinence de sa réflexion scientifique, mais également
pour sa disponibilité, son sens de la pédagogie, son dynamisme permanent et ses qualités
humaines. J’associe à ces remerciements Sophie SAKKA dont les compétences et l’enthou-
siasme m’ont beaucoup aidé dans ce travail.
Je tiens également à exprimer mes plus vifs remerciements aux membres de mon jury :
Messieurs Philippe GORCE et Pierre MORETTO de m’avoir fait l’honneur de rapporter
ce travail de thèse, et Messieurs Franck BARBIER et Mariano CID d’avoir accepté de faire
partie de mon jury.
Mes remerciements vont également à l’ensemble des membres de l’équipe ROBIOSS de
l’Institut Pprime, et en particulier à tous les anciens de l’équipe du ‘Mécanique du Geste
Sportif’, pour tous les moments de bonne humeur et ceux plus difficiles que nous avons par-
tagés sur et en dehors du terrain. Je tiens notamment à remercier Khalil, Tony et Vincent
pour avoir toujours répondu avec gentillesse, patience et curiosité à mes fréquentes sollicita-
tions ainsi que pour toutes les solutions qu’ils m’ont aidé à trouver. Je remercie également
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Ines et Matthieu pour leur aide dans la mise en place des différentes expérimentations,
mais également pour leurs encouragements et leurs précieux conseils.
Merci à toute ma famille, mes parents et au CBR R
. Vous m’avez toujours soutenu. Enfin,
je te remercie Noémie pour ta compréhension, ton soutien permanent et tes nombreuses
tentatives, même sans suite, de contribution scientifique à ce travail... Cette réussite est
aussi la tienne.

Table des matières
Remerciements 3
Table des matières 5
Liste des Figures 10
Notations 18
Introduction générale 25
I Etat de l’art 29
1 La marche humaine 31
1.1 Définition .................................... 31
1.2 Historique de l’analyse de la marche ...................... 31
1.3 Terminologies utilisées pour l’analyse de la marche .............. 33
1.3.1 Plans anatomiques ........................... 33
1.3.2 Le cycle de marche ........................... 34
1.4 L’étude de la marche dite normale ....................... 38
2 Modèles mécaniques simplifiés 41
2.1 Modèle pendule inversé ............................. 42
2.2 Modèle compass gait ............................. 43
2.3 Déterminants de la marche ........................... 44
2.3.1 1er déterminant : la rotation du bassin ................ 44
2.3.2 2edéterminant : l’obliquité du bassin ................. 45
2.3.3 3edéterminant : la flexion du genou en appui ............ 45
2.3.4 4eet 5edéterminants : l’action coordonnée du pied et de la cheville 46
2.3.5 6edéterminant : le déplacement latéral du bassin .......... 47
2.4 Modèles balistiques et modèles de marche dynamique ............ 48
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