Des données précieuses pour comprendre le corps en mouvement des enfants

Thomas Robert et Raphael Dumas, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs, Université Gustave Eiffel

Une équipe internationale a publié une base de données inédite de paramètres inertiels de 688 enfants ainsi que des équations qui permettent de les calculer pour n’importe quel autre enfant, en utilisant des informations simples (âge, sexe, taille, poids). Des données précieuses et en libre accès pour la pédiatrie, la biomécanique clinique ou les sciences du sport. 

À l’origine de cette étude, un partenariat entre plusieurs institutions académiques françaises, espagnoles et indiennes. Grâce au Centre Interuniversitaire Bohnes , le Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC, Lyon, France) et l’Institut de Biomécanique de Valence (Espagne) se sont associés pour exploiter une base de données de scans corporels 3D d’enfants, initialement développée pour l’industrie textile. Grâce à cette collaboration, les chercheurs ont pu accéder à une richesse d’informations jusqu’alors peu exploitée en biomécanique.

Les paramètres inertiels des segments corporels (BSIP)* décrivent comment la masse est répartie dans le corps humain. Indispensables pour toute modélisation du mouvement, ces paramètres étaient jusqu’à présent peu connus pour les enfants. Les rares données disponibles dataient des années 1980 et concernaient une dizaine de personnes.

Avec plus de 600 enfants analysés, cette nouvelle base permet d’estimer avec fiabilité le centre de gravité du corps. Les chercheurs ont proposé des régressions pour que l’estimation de ces paramètres puissent être faites pour de nouveaux enfants, en se basant uniquement sur leur âge et leur taille.

Ces données ouvrent la voie à de nombreux usages :

• Analyse quantifiée de la marche en contexte clinique, notamment pour les enfants atteints d’infirmité motrice cérébrale ou de troubles moteurs d’origine périnatale. Les données vont permettre de comprendre l’équilibre et le mouvement chez les enfants afin d’estimer les efforts dans les articulations.
• Études en sciences du sport, par exemple pour estimer l’énergie nécessaire à la course ou à d’autres mouvements dynamiques ;
• Recherche fondamentale sur la croissance corporelle, distinction en fonction des âges et du sexe.

Grâce à ces nouvelles données, il est désormais possible de prédire, à partir de la taille et du poids d’un enfant, la répartition de sa masse corporelle. Une avancée pour toutes les études concernant les performances motrices et la croissance des enfants.

Pour des raisons de confidentialité, les données issues des scans corporels sont restées en Espagne, à l’Institut de Biomécanique de Valence. 

Afin de pouvoir les utiliser, un logiciel a été développé au LBMC, en collaboration avec l’Institut Indien de Technologie de Varanasi et appliqué aux scans des enfants par les chercheurs espagnols à Valence. Les résultats traités sont eux disponibles et en libre accès aujourd’hui.

Ce projet à dimension internationale est un exemple de réussite d’une recherche cumulative*, rendue possible par le partage des données. L’analyse repose ici sur des données de surface très précises, ce qui améliore considérablement la fiabilité des paramètres estimés.

Ce travail s’inscrit dans la continuité d’un précédent exercice mené en 2007 sur les adultes. Il représente une mise à jour importante et ouvre de nouvelles perspectives.  

Lahkar, B. K., Robert, T., Basso, F., Dumas, R., De Rosario, H. (2025). Body segment inertial parameters of children derived from a large database of 3D body scans. Journal of Biomechanics, 189: 112840. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2025.112840

Paramètres inertiels de segments corporels : Pour analyser le mouvement, le corps humain est découpé en un ensemble de segments, les segments étant reliés entre eux par des articulations. Les paramètres inertiels de ces segments décrivent leur résistance à la mise en mouvement. Ils sont fonction de la répartition des masses des éléments constituant le segment. Pour chaque segment, ces paramètres sont sa masse, la position du centre de sa masse et sa matrice d’inertie.

Recherche cumulative : Le partage de données de recherche permet d'utiliser des jeux de données existants pour répondre à de nouvelles questions de recherche et produire de nouvelles connaissances.

L'interview a été réalisée par Canévet et associés.