Ingénierie de la Perception Tactile, H. Zahouani, R. Vargiolu

Webinaire 2026-2

20 janvier 2026, 13h-14h, visioconférence

Le lien de connexion sera envoyé le mardi matin aux personnes inscrites

https://webinaire-sf2m.sciencesconf.org/

Ingénierie de la Perception Tactile, H. Zahouani, R. Vargiolu

CV :

Pour les organismes vivants, détecter les forces mécaniques est d’une importance capitale pour interagir avec le monde physique. La mécano-transduction définie comme la transformation d’un stimulus mécanique en une réponse biologique, constitue la base de nombreuses fonctions physiologiques fondamentales dont le toucher, et contribue à l’intégrité et à la survie des organismes. Chez l’homme, la mécano-sensation cutanée, ou sens du toucher, permet de détecter et de différencier de multiples stimuli mécaniques environnementaux : vibration, texture, pincements, étirements cutanées. Ce sont les neurones du système somato-sensoriel qui contrôlent cette modalité. Leurs corps cellulaires situés dans les ganglions rachidiens dorsaux, envoient des prolongements vers la peau. Chaque terminaison possède des récepteurs nerveux spécialisés sensibles aux forces mécaniques (mécanorécepteurs) qui transforment les différentes forces mécaniques en signal électrique spécifique pour générer des potentiels d’action chargés de propager l’information jusqu’au système nerveux central.

Ce sujet a connu ces dernières années un développement important au niveau national et international. Le but ultime est de mettre au point des approches scientifiques pour quantifier et comprendre les signatures pertinentes de l’interface peau humaine / texture, où pulpe du doigt sur peau humaine. Cette recherche se situe à l’interface des disciplines que sont la texturation des surfaces, les revêtements, la métrologie, la rhéologie des matériaux, la mécanique du contact, la tribologie, la vibro-acoustique et les neurosciences. Dans ce cadre, au sein du laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes, UMR CNRS 5513 (LTDS), nous avons développé depuis une vingtaine d’année des technologies haptiques instrumentées spécifiquement conçues pour modéliser et caractérisant la perception tactile. Le dernier dispositif développé « TouchyFinger », basé sur l’équipement de la pulpe du doigt avec un capteur de force et un capteur de vibration. Le système est muni d’un analyseur du spectre de vibration et permet de quantifier l’intensité, la fréquence et la longueur d’onde dans les quatre mécanorécepteurs de la pulpe du doigt. Avec une analyse temps-fréquence, TouchyFinger permet de représenter l’intensité vibratoire et la fréquence fondamentale dans chaque bande de fréquences des mécanorécepteurs, figure (1). Ces informations issues de la mécano-transduction ont permis de quantifier l’effet des textures et le raideur des matériaux sur la sensibilité des mécanorécepteurs. Une étude sur l’effet du vieillissement sur l’acuité tactile des mécanorécepteurs, a permis de montrer la perte de sensation lors du vieillissement.

Chiffre (1). Le dispositif « TouchyFinger » et l’analyse de l’excitation des mécanorécepteurs de la pulpe du doigt.

Conférencier :

Hassan Zahouani est professeur à l’École nationale des ingénieurs de Saint-Étienne, École Centrale de Lyon depuis 1991 (classes d’excellence 1 et 2). Il est maître de conférences à l’Université de Halmstad (Suède) et président de la Société francophone d’ingénierie et d’imagerie cutanée.

En 2022 et 2023, l’Université américaine de Stanford l’a classé parmi les 160 000 chercheurs les plus cités au monde. En 2023, il a été nommé membre de l’Institut Carnot de Lyon, en reconnaissance de son expertise internationale en mécanique et imagerie des tissus vivants. En 2024, le professeur H. Zahouani a été désigné comme chercheur d’excellence par ScholarGPS. ScholarGPS distingue les chercheurs d’excellence pour leurs performances exceptionnelles dans divers domaines, disciplines et spécialités. Le solide parcours de publications du professeur H. Zahouani, l’impact de ses travaux et la remarquable qualité de ses contributions scientifiques placent le professeur Hassan Zahouani parmi les 0,5 % meilleurs chercheurs au monde.
Ses recherches, menées au sein du Laboratoire de Tribologie et de Dynamique des Systèmes, portent sur la mécanique et l’imagerie des tissus vivants, la peau bio-imprimée, l’effet de la stimulation mécanique de la peau in vitro et in vivo, la mécanotransduction des tissus vivants, le vieillissement cutané, la tension naturelle de la peau et la perception tactile.
Le développement du concept de caractérisation multi-échelle de la surface cutanée par transformée de Fourier et ondelettes continues a fait l’objet de nombreuses publications et de conférences internationales. Depuis 2000, il a initié un axe de recherche novateur en bio-ingénierie et imagerie multi-échelle des tissus vivants. L’enjeu scientifique, concernant les organismes vivants, est de comprendre le rôle mécanique majeur du fascia, membrane fibrillaire soutenant tous les tissus vivants. Ce tissu conjonctif est aujourd’hui considéré comme l’un des organes sensoriels les plus importants et complexes du corps humain. La création de la plateforme Bio-ingénierie et Perception au sein du LTDS a été à l’origine de plusieurs innovations et brevets pour l’objectivation de la palpation viscoélastique (UnderSkin©) des pathologies cutanées et du toucher par le dispositif TouchyFinger©. Cette activité a initié de nombreuses collaborations industrielles et académiques en France et à l’international.
Le développement de l’imagerie multi-échelle pour l’analyse et la quantification des marqueurs biophysiques des sous-couches tissulaires a conduit à l’élaboration de nouvelles approches multi-échelles pour le diagnostic et la quantification des descripteurs des forces de tension interne des différentes couches de tissus vivants (tomographie LC-OCT, microscopie confocale biphotonique, échographie haute résolution, etc.). Ce développement a marqué la naissance de la palpation digitale.
Une attention particulière a été portée au fascia superficiel qui enveloppe le tissu vivant. Le fascia est le tissu conjonctif fondamental de la vie humaine (80e organe de notre corps).
Le fascia (ou fascia) est une membrane fibro-élastique qui enveloppe l’ensemble de la structure anatomique humaine. On considère aujourd’hui que notre corps est un réseau fibrillaire s’étendant de la surface de la peau jusqu’aux os et aux cellules. Tout est lié par une organisation fibrillaire dont le diamètre est extrêmement variable, mais continu au sens de la mécanique des milieux continus. Le fascia enveloppe la peau, les muscles, les nerfs, les os, les vaisseaux sanguins, le système lymphatique, les artères, la moelle épinière, le cerveau et les organes. Les maladies héréditaires du tissu conjonctif, ou collagénopathies, regroupent les maladies dues à la mutation d’un des gènes codant pour le collagène. Les principales manifestations sont des anomalies osseuses, articulaires, cutanées, vasculaires, abdominales ou faciales. Le fascia, défini comme un tissu de soutien, est probablement à l’origine des forces de tension naturelles de tous nos tissus. Pour le tissu cutané, l’effet des forces de tension du réseau fibrillaire du tissu conjonctif est visible sur la topographie de la surface cutanée sous la forme d’un réseau de forces de tension de la tête aux pieds.