Développement d'une méthode expérimentale d'usure de chaussures - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Development of an experimental shoe wear method

Développement d'une méthode expérimentale d'usure de chaussures

Résumé

Shoe wear is due to a multitude of factors (human, environmental, physical, etc.) that manufacturers try to recreate through testing to determine performance (durability, cushioning, stability, etc.), comfort and safety of their product. The tests used can be carried out using human testers under ecological conditions (“wearable” test) but can also be carried out using physical test benches (physical laboratory test) or using models on computer (virtual test). However, these different categories of tests do not make it possible to recreate faithful wear of the shoes because the test is often too far from reality and does not subject the shoe to realistic loading conditions except for the "worn" tests which however remains a complex and very long solution to implement. The objective of this thesis is to develop an experimental method of shoe wear through the development of a special machine for testing footwear products to imitate the contact phase of the foot with respect to the ground. Particular attention has been paid to the reproduction of the kinematics and dynamics of the interaction between the foot and the ground. A state of the art on existing machines reproducing the phase of contact of the foot with the ground, from the attack of the foot to the take-off of the toes has shown that the reproduction of the movement could be complex depending on the mechanism of the machine and how the piloting is done. A study on the way in which the mechanical properties of shoes degrade during their use and the impact of these degradations on the kinematics and dynamics of the gait of human testers was conducted. This work made it possible to carry out and document the very first mechanical simulation of the wear of a city shoe by means of a machine reproducing the support phase of the foot for a walking activity. To our knowledge, no mechanical simulation had yet been reported in the literature to date. These results could be compared with those of the "wearable" tests. In order to be able to mechanically simulate walking and running activities for different attacks and gaits of movement, a method for generating steering trajectories has been proposed and tested.
L'usure des chaussures est due à une multitude de facteurs (humain, environnemental, physique, etc.) que les industriels essayent de recréer par le biais de tests afin de déterminer les performances (durabilité, amorti, stabilité, etc.), le confort et la sécurité de leur produit. Les tests utilisés peuvent être réalisés à l’aide de testeurs humains dans des conditions écologiques (test « au porté ») mais peuvent aussi être réalisés à l’aide de bancs de test physique (test en laboratoire physique) ou à l’aide de modèles sur ordinateur (test virtuel). Cependant, ces différentes catégories de tests ne permettent pas de récréer une usure fidèle des chaussures car le test est souvent trop éloigné de la réalité et ne soumet pas la chaussure à des conditions de chargement réalistes hormis pour les tests « au porté », qui cependant restent une solution complexe et très longue à mettre en place. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode expérimentale d’usure de chaussures par le biais de la mise au point d’une machine spéciale de test des produits chaussants permettant d’imiter la phase de contact du pied par rapport au sol. Une attention particulière a été portée sur la reproduction de la cinématique et de la dynamique de l’interaction entre le pied et le sol. Un état de l’art sur les machines existantes reproduisant la phase de contact du pied avec le sol, de l'attaque du pied au décollage des orteils a permis d'identifier les mécanismes et concepts de pilotage utilisés dans la littérature et a mis en évidence la difficulté à reproduire des interactions pieds/sol bio-fidèles. Une étude "au porté" contrôlée, avec des testeurs volontaires a été menée afin d'évaluer la manière dont les propriétés mécaniques des chaussures se dégradent au cours de leur usage et l’impact de ces dégradations sur la cinématique et la dynamique de la marche des testeurs. Ces travaux ont permis de réaliser et de documenter la toute première simulation mécanique d’usure d’une chaussure de ville par le biais d’une machine reproduisant la phase d’appui du pied pour une activité de marche. Ces résultats ont pu être comparés à ceux des tests « au porté ». Enfin, une méthode de génération de trajectoires de pilotage a été proposée et testée, afin de pouvoir simuler mécaniquement des activités de marche et de course à pied pour différentes attaques et allures de déplacement.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04112078 , version 1 (31-05-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04112078 , version 1

Citer

Elliot Polomé. Développement d'une méthode expérimentale d'usure de chaussures. Biomécanique [physics.med-ph]. Université de Lyon, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LYSE1102⟩. ⟨tel-04112078⟩
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