Développement d'un modèle paramétrable pour l'étude de l'influence de la position d'un cycliste sur son aérodynamisme

Le monde du cyclisme est un domaine en expansion constante du point de vue des performances, mais aussi au niveau de l'accessibilité des technologies de haut niveau au grand public. Par exemple, les cadres aérodynamiques professionnels se trouvent de plus en plus en vente pour le grand public. L'entreprise Guru Cycles a développé un système permettant de tester plusieurs positions du cycliste pour tenter d'optimiser le confort, la puissance développée et la position aérodynamique. Toutefois, l'aérodynamisme n'est pas quantifié, mais son évaluation repose sur l'expérience du positionneur et donc sur une évaluation visuel. Ainsi un outil permettant de calculer ou d'estimer quantitativement l'aérodynamisme des différentes positions était nécessaire pour compléter ce système. Les objectifs du projet sont donc de développer et valider un ensemble d'outils permettant de connaître les performances aérodynamiques de n'importe quel cycliste. Pour cela un mannequin surfacique a été développé pour pouvoir réaliser une simulation des flux d'air autour de la surface obtenue. L'utilisation de méthode informatique pour simuler des problèmes portant sur des fluides est nommée la CFD (Computational Fluid Dynamics). Le mannequin paramétrique repose sur un ensemble de mesures obtenues grâce au système Kinect de Microsoft. La modélisation de la surface extérieure du cycliste repose sur un squelette utilisant la modélisation multicorps pour permettre de modifier la position du mannequin. Ainsi plusieurs configurations du cycliste sur son vélo peuvent être simulées permettant ensuite de les comparer. La deuxième partie de la modélisation du modèle est la création d'ellipses s'appuyant sur le squelette. Ces ellipses servent comme support pour la surface, elles sont directement fixées sur le squelette et sont directement paramétrées par leurs petits et grands axes. La personnalisation du modèle nécessite certaines mesures sur le sujet tel que la longueur des différents membres, mais aussi les dimensions des ellipses. Pour cela, l'acquisition consiste en une photo de face et une de profil du sujet grâce au système Kinect en plus d'une acquisition de calibration. La Kinect permet d'obtenir l'emplacement des articulations du sujet de façon automatique et de déduire le squelette du sujet. Les dimensions des ellipses sur les clichés peuvent être déduites en mesurant la largeur du membre voulu correspondant à l'emplacement de l'ellipse sur le modèle en s'appuyant sur les membres du squelette. La combinaison des deux clichés permet d'obtenir les deux dimensions de l'ellipse. Pour les longueurs des segments, la récupération des