Invité par Julien Serres et Stéphane Viollet

Résumé:

La question de la réponse musculaire n'est pas nouvelle et sa modélisation couvrent plusieurs champs de la physique, depuis la mécanique jusqu'à la thermodynamique. En 1938 Archibald Hill propose un modèle de la réponse force-vitesse du muscle, formalisée par une équation impliquant trois constantes. Ce modèle rend très bien compte de la réponse force -vitesse mais le sens physique des trois constantes est longtemps resté obscur. En repartant des premier et second principes de la thermodynamique notre équipe a pu reconstruire la forme analytique de Hill en attribuant un sens thermodynamique précis à chacun des trois termes. Dans ce cadre de description le muscle se comporte comme une machine thermodynamique placée sous une différence de potentiel chimique. Cette modélisation a mis en lumière le fait que le muscle se comporte comme une machine thermodynamique placée en conditions aux limites mixtes avec ses réservoirs. Il en résulte que le muscle est un système rétroagit, avec toutes les propriétés qui découlent des systèmes bouclés. Nous avons par ailleurs montré que la mesure de consommation en oxygène d'un organisme sous effort aérobie permet de remonter aux principaux paramètres de Hill.

Il s'en suit que le point de fonctionnement d'un muscle peut parfaitement se décrire en terme de Cost Of Transport, (COT). Compte-tenu de l'usage du concept de COT dans le cadre de l'optimisation énergétique des actionneurs en robotiques,

 il devient donc possible d'envisager une approche réellement bio-inspirée des muscles synthétiques et des actionneurs.