Development of connected ergonomic boots for the prevention of locomotor risks associated with horses sporting activity thanks to the contribution of biomechanics

Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à la prise de mesure morphométriques des différentes structures constituant l’extrémité distale du membre du cheval. Ces données morphométriques, récoltées sur 118 chevaux, ont permis d’apporter des informations essentielles au développement de guêtres ergonomiques adaptées à la protection des différentes structures anatomiques des membres du cheval. Ces guêtres développées seront ensuite instrumentées pour permettre l’apport de données quantifiées de la locomotion du cheval. Pour cela, le développement d’un protocole de mesure innovant, couplant des enregistrements via Motion Capture (MOCAP) et des Centrales Inertielles (IMUs), ont permis d’établir des méthodes de calculs de paramètres spatio-temporels et cinématiques à partir d’IMUs positionnées sur les canons du cheval. La détection des phases d’appui, paramètre spatio-temporel nécessaire au calcul des différents paramètres locomoteurs, a été réalisée à partir des IMUs selon quatre méthodes basées sur l’utilisation de l’accéléromètre ou du gyroscope. Ces résultats ont ensuite été utilisés pour le développement de méthodes de calcul de paramètres cinématiques tels que les angles de protraction et de rétraction des membres. L’utilisation d’IMUs positionnées sur les canons du cheval permettra d’instrumenter les guêtres afin de fournir à terme un outil au cavalier et au vétérinaire pour le suivi de paramètres locomoteurs via une application dédiée. L’utilisation de cet outil permettra ainsi d’optimiser la gestion de l’entrainement et de la récupération du cheval de sport.This PHD work consisted first in taking morphometric measurements of the different structures that constitute the distal limb of the horse. These morphometric data, collected from 118 horses, provided essential information for the development of ergonomic boots adapted to the protection of the anatomical structures of the horse's limbs. These boots will then be instrumented to provide quantified horse locomotion data. For this, the development of an innovative measurement protocol, coupling recordings via Motion Capture (MOCAP) and Inertial Measurement Units (IMUs), made it possible to develop methods for calculating spatio-temporal and kinematic parameters from IMUs positioned on the horse's canon bone. The detection of the stance phases, a spatiotemporal parameter necessary for the calculation of the other locomotor parameters, was carried out from the IMUs according to four methods based on the use of either the accelerometer or the gyroscope. These results were then used to develop methods for calculating kinematic parameters such as the protraction and retraction angles of the limbs. The use of IMUs positioned on the horse's canon bone will enable the boots to be instrumented in order to provide a tool to the rider and the veterinarian for monitoring locomotor parameters via a dedicated application. The use of this tool will make it possible to optimize the management of the training and recovery of the sport horse