Comment pouvons-nous tester virtuellement l’ergonomie d’un poste de travail ou analyser précisément le geste d’un athlète olympique avant même qu’il ne s’élance ? C’est le défi quotidien que relève Georges Dumont, un chercheur français dont les travaux transforment notre compréhension de la physique par le biais du numérique. En combinant la rigueur des calculs physiques et l’interactivité de la réalité virtuelle, ce spécialiste repousse les frontières de l’ingénierie moderne.
Cette convergence technologique ne se limite pas à de simples représentations visuelles sur un écran d’ordinateur. Elle permet au contraire d’interagir physiquement avec des environnements virtuels hautement réalistes pour anticiper les contraintes du monde réel. À travers des décennies d’innovation, Georges Dumont s’est imposé comme une figure clé de cette discipline hybride.
Une alliance pionnière entre simulation physique et réalité virtuelle
Pour donner vie à des mondes numériques, la seule illusion d’optique ne suffit pas. L’éminent spécialiste défend en effet une philosophie scientifique rigoureuse : la réalité virtuelle doit reposer sur des modèles de calcul physiques issus de la mécanique classique. Grâce à cette approche, l’utilisateur peut manipuler des objets virtuels tout en ressentant des forces physiques cohérentes à travers des interfaces haptiques.
Dès ses premiers travaux universitaires, le chercheur renommé s’est ainsi penché sur l’animation de scènes tridimensionnelles. Sa thèse soutenue en 1990 posait déjà les bases de la mécanique des solides appliquée à la synthèse du mouvement. Par la suite, ses recherches ont permis de simuler en temps réel des phénomènes complexes, tels que des collisions rapides ou des fractures d’objets fragiles qui se brisent sous l’effet de forces mécaniques.
En associant ces calculs à des retours d’effort, Georges Dumont a développé des solutions de guidage virtuel pour l’assemblage de pièces industrielles complexes. Ces innovations facilitent grandement la manipulation d’objets déformables conçus par ordinateur, ouvrant la voie à des phases de conception industrielle beaucoup plus rapides et plus fiables.
Modéliser le corps humain pour l’ergonomie et le sport de haut niveau
Au-delà des pièces industrielles et des structures rigides, l’universitaire français a rapidement orienté ses recherches vers l’analyse fine du mouvement humain. En appliquant la dynamique multicorps à la modélisation musculosquelettique, Georges Dumont cherche à décoder le fonctionnement intime de nos muscles et de nos articulations lors d’un effort physique, qu’il soit professionnel ou athlétique.
L’estimation des forces musculaires et l’outil CusToM
L’un des plus grands défis de la biomécanique réside dans la redondance du système musculaire humain, car plusieurs muscles peuvent s’associer pour réaliser un même mouvement. Pour résoudre cette équation complexe, Georges Dumont a co-développé la méthode mathématique MusIC. Cette solution estime rapidement et de façon quasi-optimale les forces musculaires sollicitées à partir de données de mouvement globales et de la dynamique inverse.
Pour diffuser ces avancées auprès de la communauté scientifique, l’équipe a également conçu un outil informatique majeur :
- La boîte à outils CusToM, une solution open-source développée sous Matlab et publiée officiellement en 2019.
- Ce logiciel permet de modéliser l’anatomie humaine et de simuler des efforts musculaires personnalisés.
- Il sert de référence pour de nombreux laboratoires travaillant sur l’analyse posturale et le mouvement.
Des applications de l’usine aux terrains de sport
Ces outils théoriques trouvent des applications très concrètes dans des domaines variés, améliorant la santé au travail et optimisant les performances des athlètes. Les recherches menées par Georges Dumont s’appliquent notamment aux secteurs suivants :
- L’ergonomie industrielle, en évaluant les risques de troubles musculosquelettiques sur des postes de tri ou de découpe de viande grâce à des couteaux instrumentés.
- Le domaine militaire, en analysant l’impact du port d’un sac à dos lourd sur la colonne vertébrale des soldats lors de franchissements d’obstacles.
- L’analyse du geste sportif, avec des études approfondies sur l’énergie de flexion lors du saut à la perche ou la dynamique des plongeoirs de haut niveau.
Grâce à des capteurs de pression et des centrales inertielles, ses équipes peuvent mesurer ces contraintes directement sur le terrain, sans perturber le geste naturel des sujets étudiés.
Des infrastructures de pointe pour une recherche collaborative
Pour mener à bien ces recherches interdisciplinaires, Georges Dumont s’appuie sur des structures académiques et des plateformes technologiques de premier plan. Professeur à l’École normale supérieure de Rennes, il mène ses travaux de recherche au sein de l’Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (IRISA).
L’intellectuel a notamment dirigé le département de mécatronique de l’ENS Rennes de 2012 à 2016. Par ailleurs, il assume la responsabilité scientifique de la plateforme de réalité virtuelle de l’établissement et du projet collaboratif Immerstar. Ces équipements de pointe permettent de concevoir des simulations immersives uniques, indispensables pour valider la fidélité des comportements humains en milieu virtuel.
En participant à des initiatives européennes comme le projet VISIONAIR, Georges Dumont contribue à ouvrir ces technologies à une communauté scientifique élargie. Ses travaux s’étendent même à des domaines inattendus, comme la reconstitution acoustique d’instruments archéologiques préhistoriques dans des environnements virtuels immersifs.
En unissant la rigueur de la physique mécanique à l’immersion de la réalité virtuelle, Georges Dumont offre des outils précieux pour préserver la santé des travailleurs et perfectionner le geste des sportifs. Ses innovations logicielles continuent d’ouvrir de nouvelles perspectives pour concevoir des technologies plus adaptées à la physiologie humaine.
