Contribution to the modelling of a cross-country skier skiing in its environment

Contribution à la modelisation d’une skieuse de fond dans son environnement

¹ INSA, UPS, Mines Albi, ISAE, ICA (Institut Clément Ader), Université de Toulouse, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France
² CNRS, LAAS, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse, France

^⋆ Corresponding author: hmakhlou@laas.fr

Received: 29 September 2011
Accepted: 10 April 2012

Abstract

The studied movement is the “offset” skating technique. It is typically used by the skier for higher-force-requirement situations: climbing up a hill, handling conditions (slow snow or head-wind) or in low force situations. It is a thrust with the both poles for each full stroke-cycle of the legs. Firstly, we have made a model of a skier for a movement cycle and secondly a mechanical analysis to validate this model. This work was made thanks to the biomechanics software “LifeModeler”, plug-in of ADAMS software, which is a kinematic and dynamic simulation tool. LifeModeler creates a human body as an anthropomorphic robot and ADAMS allows equipping it with tools and placing it on a ground. We have built a dynamic model in 3D for the skier in its environment, that is, with its equipment on the snow. The final goal is to analyze performances parameters effect and to maximize the movement effectiveness, what is possible by perfecting gesture, equipment and by optimizing materials used in this sport.

Résumé

Le mouvement réalisé par la skieuse est  « le décalé », il est souvent utilisé en skating lors des montées. Il correspond à une poussée décalée des bras associée à une poussée latérale de chaque jambe. Dans un premier temps, une modélisation du corps humain de la skieuse réalisant un cycle de décalé et une analyse mécanique, validant la modélisation, ont été effectuées. Ce travail est réalisé grâce à un logiciel de biomécanique  « LifeModeler», module du logiciel ADAMS, logiciel de modélisation et de simulation cinématique et dynamique. LifeModeler permet de modéliser le corps humain comme un robot anthropomorphe et ADAMS permet de l’équiper sur un sol. L’étape suivante a été de construire un modèle dynamique en 3D de la skieuse dans son environnement, c’est-à-dire, avec son matériel sur la neige. Le but final est d’analyser l’effet de certains paramètres sur les performances et de rendre le geste le plus efficace possible, soit en l’améliorant au niveau moteur, soit en perfectionnant le matériel et en optimisant les matériaux utilisés dans ce sport.