Accelerometer arrays are used in biomechanics and other fields to estimate the rigid-body acceleration field and, thence, all kinematic variables describing the rigid-body displacements. However, the progress of this technology has been limited by that of micromachined gyroscopes, which turn out to be more accurate than accelerometer arrays in most applications. The work reported in this thesis aims at improving the accuracy of the angular velocity estimates provided by accelerometer arrays. The approach is twofold:​ A class of accelerometer mechanical architectures is proposed, with the goal of reducing the accelerometer cross-axis sensitivity, and robust algorithms are proposed to estimate the angular velocity from some or all components of the rigid-body acceleration field.

The novel class of aceelerometers is inspired from parallel-kinematics-machine (PKM) architectures, taking the accelerometer proof mass to be the PKM moving platform, and the accelerometer frame the PKM base. A common characteristic of the proposed PKM architectures is that their moving platforms are connected to their bases by n + 1 legs each, n = 1,2,3 being their respective number of sensitive directions. For this reason, the resulting class of aceelerometers is referred to as "Simplicial Multiaxial Aceelerometers" (SMA). A micro-scale version of the Simplicial Biaxial Accelerometer (SBA) was devised, designed, fabricated, and tested.

Furthermore, the theory behind the estimation of the angular velocity from acceleration measurements is revisited. Hence, four algorithms are proposed, which allow for the estimation of the rigid-body angular velocity from centripetal acceleration measurements alone. Based on Kalman filtering, another method is proposed in order to obtain a rigid-body angular-velocity estimate from both the centripetal and tangential components of the rigid-body acceleration field.

Les assemblages d'accelerometres sont utilises entre autres en biomecanique afin d'estimer le champ des accelerations d'un corps rigide et, de la, les variables cinematiques decrivant les deplacements dudit corps rigide. On remarque toutefois que le progres de cette technologie a ete limite par celui des gyroscopes micro-usines, lesquels sont plus precis que les assemblages d'accelerometres dans la plupart des applications. Le but des recherches decrites dans cette these est d'ameliorer la precision des estimes de vitesse angulaire produits par les assemblages d'accelerometres. Les developpements proposes portent sur deux aspects :​ une classe d'architectures mecaniques d'accelerometres est proposed ayant pour but de reduire la sensibilite des capteurs aux accelerations transverses, des algorithmes robustes etant egalement proposes afin d'estimer la vitesse angulaire a partir de certaines ou de toutes les composantes du champ d'acceleration du corps rigide.

La classe d'accelerometres proposee est inspiree des architectures de machines a cinematique parallele (MCP) en assimilant la masse d'epreuve et le support d'un accelerometre a l'organe terminal et a la base d'une MGP, respectivement. Une caracteristique commune aux MCP proposees ici est que leurs organes terminaux et leurs bases sont reliees par n + 1 chaines cinematiques simples, n = 1, 2, 3 etant leurs nombres de directions sensibles respectifs. Pour cette raison, on appelle accelerometres simpliciaux multiaxiaux les capteurs resultant de ces MCP. Une version micro-usinee de 1'accelerometre simplicial biaxial est concue, fabriquee et testee.

En outre, la theorie permettant l'estimation de la vitesse angulaire d'un corps rigide a partir de mesures d'accelerations est reexaminee. De cette revision, quatre algorithmes permettant l'estimation de la vitesse angulaire a partir de mesures d'acceleration centripete sont proposes. Enfin, un algorithme permettant l'estimation de la vitesse angulaire d'un corps rigide a partir de mesures d'accelerations centripete et tangentielle et reposant sur le filtrage de Kalman est propose