Titre original :

Mesure des transferts thermiques et hydriques par intégration des fluxmètres thermiques textiles dans un vêtement pour les enfants en situation de polyhandicap

Titre traduit :

Measurement of Heat and Mass Transfers by the Integration of Textile Heat Flowmeters in a Garment for Children with Neurological Disorders

Mots-clés en français :
  • Transferts thermo-Hydriques
  • Indicateurs physiologiques
  • Détection du stress

  • Textiles intelligents
  • Fluxmètres
  • Stress -- Aspect psychologique
  • Stress -- Physiologie
Mots-clés en anglais :
  • Thermo-Hydric transfers
  • Smart textile
  • Textile heat flux sensor
  • Physiological and vital signs
  • Stress detection
  • Bio-Signals

  • Langue : Français, Anglais
  • Discipline : Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil
  • Identifiant : 2023ULILN004
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 09/02/2023

Résumé en langue originale

Les enfants souffrants de la paralysie cérébrale éprouvent un stress psychologique important lors de la rééducation. Ceci est lié à de nombreux facteurs psychologiques comme la peur, l'anxiété et les phobies, et d'autres physiques tels que le poids des appareils de rééducation, leurs frottements sur le corps, et les douleurs liées aux problèmes de motricité. Dans l'état de l'art, il a été montré que les chercheurs ont suivi une approche utilisant les paramètres physiologiques comme bioindicateurs de stress. Ils utilisent principalement des biosignaux tels que la température cutanée, l'électrocardiographie (ECG), l'activité électrodermale (EDA), l'électromyographie (EMG), la respiration, le diamètre de la pupille, l'électroencéphalographie (EEG) pour l'évaluation du stress. Etant donné que les échanges thermiques et hydriques sont fonction de l'évolution de la température, ils peuvent également faire l'objet d'un indicateur de stress, d'autant plus qu'ils représentent un indicateur d'inconfort thermique. Pour cela, dans ce travail, un fluxmètre thermique textile, qui possède des caractéristiques de perméabilité, souplesse et conformité à être utilisé sur la peau, a été développé, analysé et caractérisé. Un dispositif expérimental a été mis en place afin d'établir un système de calibration de fluxmètre. Ensuite le comportement thermo-hydrique des fluxmètres a été analysé dans des conditions de laboratoire. Les fluxmètres thermiques textiles développés ont montré des sensibilités dans le même ordre de grandeur que le capteur étalon. De plus, l'étude des performances de fluxmètre a montré un comportement similaire à celle du capteur étalon. Par conséquent, des tests de stress ont été menés sur 20 volontaires adultes en bonne santé, de différentes tranches d'âges, et différents gendres, femmes et hommes, et sur deux enfants, de 7 ans et 12 ans, également en bonne santé. Trois différents types d'activité ont été réalisés pour provoquer le stress, à savoir, des activités mathématiques, des jeux de réalité virtuelle et une activité sportive. Cela a été dans l'objectif de stimuler différents types de stress, i.e. le stress positif (eustress), le stress négatif et le stress physique, respectivement. Les résultats des tests montrent un comportement similaire entre les deux fluxmètres (textile et étalon), et une corrélation positive entre le comportement de l'électrocardiogramme et celui du fluxmètre. Un lien a été établi dans la majorité des cas entre le retour des volontaires concernant le stress ressenti, et leurs réponse thermo-hydrique relevée par le fluxmètre thermique textile.

Résumé traduit

Children with cerebral palsy experience significant psychological stress during rehabilitation. This is related to many psychological factors such as fear, anxiety and phobias, and physical factors such as the weight of the rehabilitation devices, their friction on the body, and the pain related to motor problems. In the state of art, it has been shown that researchers have followed an approach using physiological parameters as biomarkers of stress. They mainly use biosignals such as skin temperature (ST), electrocardiography (ECG), electrodermal activity (EDA), electromyography (EMG), respiration, pupil diameter, electroencephalography (EEG) for stress assessment. Since thermal and hydric exchanges are a function of temperature evolution, they can also be an indicator of stress, especially since they represent an indicator of thermal discomfort. For this purpose, in this work, a textile heat fluxmeter, which has characteristics of permeability, flexibility and suitability for use on the skin, has been developed, analyzed and characterized. An experimental device was set up in order to establish a calibration system of the fluxmeter. Then the thermo-hydric behavior of the fluxmeters was analyzed under laboratory conditions. The developed textile heat fluxmeter showed similar sensitivities as the gold standard sensor. Moreover, the study of the fluxmeter performance showed a similar behavior to that of the standard sensor. Therefore, stress tests were conducted on 20 healthy adult volunteers of different ages and genders, women and men, and on two children, 7 and 12 years old, also healthy. Three different types of activities were performed to induce stress, namely, mathematical activities, virtual reality games and a sports activity. This was with the objective of stimulating different types of stress, i.e. positive stress (eustress), negative stress and physical stress, respectively. The results of the tests show a similar behavior between the two fluxmeters (textile and standard), and a positive correlation between the behavior of the electrocardiogram and the fluxmeter. A relation was established in the majority of cases between the volunteers' feedback on the stress they felt and their thermo-hydric response measured by the textile heat fluxmeter.

  • Directeur(s) de thèse : Gidik, Hayriye
  • Président de jury : Koncar, Vladan
  • Membre(s) de jury : Mohsenzadeh, Elham - Dupont, Daniel - Yin, Jun - Maaoui, Choubeila
  • Rapporteur(s) : Adolphe, Dominique - Van Langenhove, Lieva
  • Laboratoire : GEMTEX (Roubaix)
  • École doctorale : École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille)

AUTEUR

  • Tlemsani, Fatima Zohra
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