Fatigue neuromusculaire induite par stimulation électrique

UNIVERSITE MONTPELIER 1
Faculté des Sciences du Sport et de l’Education Physique
UFR STAPS
Ecole Doctorale 463 : Sciences du Mouvement Humain
Groupe des disciplines du CNU : section no 74
Fatigue neuromusculaire induite par stimulation électrique
chez le sujet valide et le blessé médullaire :
de l’identification des processus survenant lors de la fatigue à
la modélisation des réponses mécaniques
Thèse présentée pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE MONTPELLIER 1
Par
Maria PAPAIORDANIDOU
Soutenue publiquement le
8 Octobre 2010
Jury
Eric BERTON PR, Université Aix-Marseille II Examinateur
Charles FATTAL Médecin, CMN Propara Invité
David GUIRAUD DR INRIA, LIRMM, Equipe DEMAR co-Directeur
Nicolas MAFFIULETTI MCU, Université de Bourgogne Examinateur
Alain MARTIN PR, Université de Bourgogne Rapporteur
Franck MULTON PR, Université Rennes II Rapporteur
Alain VARRAY PR, Université Montpellier I Directeur
Samuel VERGES CR INSERM (HDR), Grenoble Examinateur

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REMERCIEMENTS
J’exprime mes plus sincères remerciements à…
… Alain Varray,
Vous avez toujours été présent pendant ces quatre années et cela malgré votre lourd travail.
Vous avez guidé mon travail et moi-même vers la conquête du « fil rouge » parfois difficile à
trouver. Vous avez su tempérer les situations sur le plan du travail mais aussi sur le plan des
interactions sociales, en m’aidant à avancer sans me disperser vers des choses que je prenais,
souvent sans raison, trop à cœur. Votre expérience, vos connaissances et vos conseils m’ont
permis d’évoluer au niveau professionnel mais aussi personnel. Pour tout cela je vous remercie
infiniment et je vous exprime ma plus profonde reconnaissance.
…David Guiraud,
Votre disponibilité, votre bonne humeur et votre humanité font de vous une personne
exceptionnelle. J’ai eu la chance de faire partie de votre équipe et de profiter de votre
encadrement. Vous avez toujours su trouver le mot qui permet de rebondir dans les situations
difficiles. Même quand les choses vont au plus mal, vous savez donner de l’espoir et de la
confiance. Merci de m’avoir donné la possibilité de partager toutes ces qualités pendant ces
dernières années.
… Alain Martin et Franck Multon,
Merci d’avoir accepté de rapporter ce travail que vos commentaires n’ont pu qu'améliorer.
Votre présence au jury de cette thèse est un grand plaisir et un grand honneur pour moi.
… Eric Berton, Nicolas Maffiuletti et Samuel Vergès,
Merci d’avoir accepté de participer à mon jury de thèse et de me donner ainsi la possibilité
d’échanger avec vous et de partager votre savoir.
… Charles Fattal,
Vous nous avez accueillis de la meilleure façon possible au sein de votre établissement et vous
avez su gérer notre collaboration avec professionnalisme et beaucoup d’humanité. Merci à vous
et à toute votre équipe pour m'avoir donné la possibilité de partager l’univers des blessés
médullaires.
…Jean-Paul Micallef,
Vous avez été plus qu’un collaborateur. Votre souci pour toutes les facettes de ma vie tout au
long de ces années de thèse m’a énormément touché. Par ailleurs, les expériences n’auraient
jamais pu avoir lieu sans vous. Votre efficacité et votre volonté de faciliter les choses ont permis
l’avancement rapide de ce travail.
… tous les sujets qui ont participé aux différentes études,
Sans vous ce travail n’aurait pas eu lieu. Un énorme merci pour votre disponibilité, votre bonne
humeur et votre volonté.
… tous les membres du laboratoire EDM et de l’équipe DEMAR (anciens et présents), et plus
particulièrement Mitsu, Mourad, Christine, Qin, Milan, Olivier, Greg.

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Merci pour votre accueil enthousiaste, dynamique et chaleureux. Notre échange m’a permis
d’avancer et améliorer ce travail. Votre présence au quotidien a donné de la vie pendant ces
années de thèse.
… toutes les personnes qui ont participé à l’aération des neurones pendant ces années de thèse
et que j’aime profondément et passionnément.
… Nelly, Olivier, Kjerstin, Didier, Elise, Victor, Monia,
Je vous remercie tous de partager notre quotidien ensemble. Nous ne nous connaissons que
depuis ces quatre dernières années, mais votre soutien aux moments difficiles et le partage des
moments faciles me permettent de vous considérer comme de vrais amis. Votre chaleur
humaine est indispensable dans ma vie.
… toute la bande grecque : Andriana, Gina, Aggeliki, Panagiotis, Mpelka, Semiramis, Vasiliki,
Kazou, Dolores,
Malgré les années et les kilomètres, vous êtes toujours ici et vous faites partie de ma vie. A
écouter tout ce que j’ai à raconter pour mieux imaginer mon quotidien en France… Σα να µην
πέρασε µια µέρα.
… ma famille : Stavros, Kiki, Sandra, Nikos, Dafni, Aliki,
Ευχαριστώ για όλα.
Vous avez tous participé, de façon différente, à ce que je puisse considérer
ces années comme un vrai régal. Je vous remercie infiniment.

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Ce travail a fait l’objet des publications suivantes
Papaiordanidou M, Guiraud D, Varray A. Kinetics of neuromuscular changes during low-
frequency electrical stimulation. Muscle Nerve 41 (1): 54-62, 2010.
Papaiordanidou M, Guiraud D, Varray A. Does central fatigue exist under low-frequency
stimulation of a low-fatigue resistant muscle? Eur J Appl Physiol, DOI 10.1007/s00421-010-
1565-9.
Papaiordanidou M, Varray A., Fattal C, Guiraud D. Neuromuscular fatigue development
under intermittent electrical stimulation applied on the paralyzed triceps surae muscle.
(soumis).
Papaiordanidou M, Hayashibe M, Varray A, Fattal C, Guiraud D. Fatigue tracking in spinal-
cord injury using a physiology-based muscle model. (soumis).
Ce travail a fait l’objet des communications suivantes
Papaiordanidou M, Guiraud D, Varray A. Time course of neuromuscular changes during low-
frequency electrical stimulation of human triceps surae. Proceedings of the XVII International
Symposium of Electrophysiology and Kinesiology, Niagara Falls, Canada, June 2008.
Papaiordanidou M, Guiraud D, Varray A. Neuromuscular fatigue during triceps surae low-
frequency electrical stimulation in subjects with different force generating capacity.
Proceedings of the XIII Congress of the European College of Sports Science, Estoril,
Portugal, July 2008.
Campfens FS, Papaiordanidou M, Hayashibe M, Guiraud D, Varray A. An activation model
for FES muscle model. Proceedings of the 13th Annual Conference of the International FES
Society, Freiburg,Germany, September 2008.
Zhang Q, Hayashibe M, Papaiordanidou M, Fraisse P, Fattal C, Guiraud D. Torque
assessment based on evoked EMG for FES-induced muscle contractions in SCI patients.

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Proceedings of the 14th Annual Conference of the International FES Society, Seoul, Korea,
September 2009.
Papaiordanidou M, Varray A. Organization of the symposium: Neuromuscular Electrical
Stimulation: from physiological specificities understanding to application fields. Proceedings
of the 13th ACAPS Congress, Lyon, France, October 2009.
Papaiordanidou M, Guiraud D, Varray A, Benoit P, Fattal C. Fatigue neuromusculaire au
cours d’un protocole d’électromyostimulation chez des sujets blessés médullaires complets.
Proceedings du Congrès Handicap 2010, Paris, France, Juin 2010 (communication
affichée).
Papaiordanidou M, Guiraud D, Varray A. Does central fatigue exist under low-frequency
stimulation of a low-fatigue resistant muscle? Proceedings of the XV Congress of the
European College of Sports Science, Antalya, Turkey, June 2010 (communication affichée).
Zhang Q, Hayashibe M, Papaiordanidou M, Fraisse P, Fattal C, Guiraud D. Torque prediction
using stimulus evoked EMG and its identification for different muscle fatigue states in SCI
subjects. Accepted for oral presentation in the 32nd Annual International IEEE EMBS
Conference, Buenos Aires, Argentina, September 2010.
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