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La locomotion
- 1. La locomo(on Benjamin NICOT Neurochirurgien
- 2. • Pour l’Homme-‐machine, la locomo(on est une fonc(on • Défini(on : – ensemble de mouvements qui entraînent son déplacement – variés et adaptés au mode de vie et à l’environnement Introduc(on
- 3. • Le système squele+que est cons(tué de pièces « rigides » ar(culées entre elles : leviers, poulies, engrenages, moteurs = os, ar(cula(ons et muscles • Il est mis en mouvement par le système musculaire • S(mulé et contrôlé par le système nerveux par la mise en jeu répétée de programmes moteurs stéréotypés permeQant la locomo(on • Origine : générateurs rythmiques cérébraux et médullaires Introduc(on
- 4. • La locomo(on est un transfert de forces entre le vertébré et l’environnement : – propulseur : les membres inférieurs – réac(on : dépend du degré de déforma(on et du coefficient de froQement avec la surface de contact • Grande capacité d’adapter la locomo8on à l’environnement: – rôle de l’évolu(on : l’appari(on de la bipédie – rôle des afférences sensorielles : adapta(on du pas, des déplacements – rôle des ou(ls : adapta(on à l’environnement, au handicap, améliora(on des performances Introduc(on
- 5. La bipédie Comment l’Homme (ent-‐il debout? Par miracle!
- 6. Les pieds définissent le polygone de sustenta(on mais sont une toute pe(te structure par rapport au corps La posi(on du centre de gravité par rapport au polygone de sustenta(on permet, ou pas, la bipédie
- 7. En c le polygone de sustenta(on est augmenté pour assurer le main(en de la bipédie en situa(on d’instabilité (ex : naviga(on, récep(on d’un saut, fin de soirée arrosée…)
- 8. La bipédie est-‐elle l’Evolu(on du Singe vers l’Homme? Ceci n’est pas sûr, car le Singe est brachiateur, il est difficile de penser que l’Homme se soit déspécialisé de la brachia(on et soit devenu bipède. L’ancêtre commun de L’homme et du Singe était donc très probablement quadrupède. La bipédie
- 11. Ce n’est pas tant en regardant de face le squeleQe des animaux que l’on observe les différences morphologiques u(les à la bipédie…
- 12. … mais surtout de profil
- 13. Chez l’Homme : bassin n’est plus horizontal et propulseur mais est ver(cal et porteur. Il est donc moins allongé et plus large, pour permeQre à la fois la bipédie et l’accouchement (et l’antéversion diminue les contraintes contre le pubis pour le foetus). Des paramètres anatomiques et biomécaniques sont nécessaires à la bipédie
- 14. Fémur long et croise la ver(cale passant par le cotyle pour augmenter la stabilité en sta(on debout.
- 15. La bipédie Ver(calisa(on du bassin Ver(calisa(on du tronc, courbures rachidiennes Raccourcissement de la cage thoracique Ouverture de l’angle entre le bassin et les fémurs (ar(cula(on coxo-‐fémorale)
- 16. La bipédie Influence des courbures rachidiennes sur l’acquisi(on de la marche cyphose lordose lordose
- 17. La bipédie La sta(on debout n’est pas économique pour le Singe : puissant travail musculaire (dos, fessiers) pour le main(en de la posture La posi(on antéfléchie n’est pas économique pour l’Homme. La bipédie est rendue possible par les modifica(ons géométriques du bassin No(on d’équilibre sagiQal et de moindre dépense énergé(que pour le main(en des postures
- 18. Chez l’Homme : le muscle grand fessier est propor(onnellement plus développé pour assurer la ver(calité du bassin, sa fa(gabilité est moindre vs celui du Singe La bipédie
- 19. Chez l’Homme : le trou occipital avance de même que l’ar(cula(on C0-‐C1 pour assurer le main(en du regard à l’horizontale et l’alignement du cordon médullaire ; son orienta(on sagiQale est ver(cale chez le tétrapode, 45° chez le Singe, horizontale chez l’Homme. La bipédie 45°
- 20. Main(en du regard à l’horizontale et de « l’alignement » du cordon médullaire depuis le tronc cérébral jusqu’au cône terminal
- 21. Sta(on debout non économique Sta(on debout économique… mais plicature médullaire Sta(on debout économique… mais ne voit pas devant
- 22. Chez l’Homme : voûte plantaire longitudinale pour absorber les chocs lors de la bipédie (tout le poids du corps repose sur 2 appuis) et res(tuer une impulsion lors de la marche. Il y a aussi un rapprochement du premier rayon. La bipédie
- 23. Les paramètres pelviens Cas spécifique de la marche L’incidence pelvienne est fixe et propre à chaque individu La pente sacrée varie en fonc(on de la posi(on du bassin
- 24. Cas spécifique de la marche Corps vertébral de C7 Plateau sacré Posi(on d’équilibre de la colonne vertébral (situa(on d’économie énergé(que)
- 25. Cas spécifique de la marche Si un Singe se met debout, il crée une rétroversion du bassin (ver(calisa(on) et un important flessum de genou pour tenter de garder « le dos droit ». Sa cyphose thoracique toutefois ne lui permet pas de trouver une situa(on d’équilibre Le centre de gravité passe par le polygone de sustenta(on : le Singe de tombe pas. Sa colonne vertébrale n’est pas dans une situa(on d’équilibre : travail musculaire important.
- 26. Cas spécifique de la marche L’Homme debout a un bassin ver(cal, « ouvert » grâce par une incidence pelvienne plus élevée. Ceci lui permet de basculer son bassin vers l’avant (augmenta(on de la pente sacrée, c’est l’antéversion) en gardant les jambes droites. La lordose lombaire lui assure un dos ver(cal et une posi(on d’équilibre de sa colonne vertébrale.
- 27. Cas spécifique de la marche Un sujet peut meQre en place des mécanismes d’adapta(on pour maintenir un équilibre dit « compensé » lorsque les courbures de sa colonne vertébrale s’effacent pour laisser la place à une cyphose et un enraidissement des ar(cula(ons entre les vertèbres : rétroversion du bassin (l’antéversion ayant permis la bipédie est un mécanisme progressif lié à l’Evolu(on des espèces) et flexion des genoux
- 28. Les paramètres anatomiques notamment pelviens permeQent la bipédie et prédisposent la posture, mais le profil psychologique peut aussi avoir une influence Cas spécifique de la marche
- 29. • L’Homme a la possibilité d’adapter les mouvements à l’environnement lors de la locomo(on bipède : marche, course, saut, demi-‐tour, déplacements latéraux, marche à reculons en fonc(on des afférences sensorielles, de la mémoire, des émo(ons, de la volonté • Les ou8ls créés par l’Homme: rôle de l’ingénieur – Du déplacement : chaussures, cannes, prothèses, exosquelleQe – De l’adapta(on : luneQes, implants audi(fs, centres de rééduca(on Cas spécifique de la marche
- 30. AQelle mécanique AQelle électrique (envoi d’impulsions aux muscles releveurs du pied au cours du cycle de la marche) Cas d’une paralysie des releveurs du pied (lésion d’un nerf)
- 31. Un exosqueleQe supplée le déficit moteur d’un pa(ent paraplégique L’enregistrement des champs électriques générés par le cerveau permet de s(muler les muscles privés de leur commande cérébrale chez un pa(ent paraplégique > En couplant ces 2 technologies, un pa(ent paraplégique pourrait de nouveau commander volontairement sa locomo(on Cas d’une paralysie des 2 jambes (paraplégie, par lésion de la moelle épinière)
- 32. • Réalisa(on d’une succession de mouvements complexes • Dépend de l’âge, de la taille, de la vitesse choisie • Son analyse est influencée par les condi(ons expérimentales : – Milieu naturel ≠ du laboratoire – Influence de l’état psychologique : la posture (droit fier, voûté penaud…) – Le sujet se sait observé : marche moins naturelle? Introduc(on La bipédie pour servir la marche Comprendre son fonc(onnement
- 33. Giovanni Alfonso Borelli 1608-‐1679 Père de la biomécanique (et maths physique astronomie) a ini(é l’étude du mouvement Analyse de la marche Buts : -‐ la Science pour la Science = COMPRENDRE -‐ améliorer les performances, notamment des spor(fs -‐ analyse de l’impact d’une orthèse, d’une interven(on chirurgicale, d’un programme de rééduca(on -‐ construc(on de robots
- 34. Analyse de la marche Chronophotographie de 60 à 500 images/s technique photographique qui consiste à prendre une succession très rapide de photographies, permeQant de décomposer chronologiquement les phases successives d'un mouvement
- 35. Analyse de la marche Un individu imprime des caractéris(ques dis(nc(ves sur son paQern de marche avec implicitement la volonté de se déplacer de façon économique Pendant le cycle chaque membre a une phase d’appui (environ 60% -‐ pied au sol commence avec l’aQaque talon) et d’oscilla8on (environ 40% -‐ pied en l’air commence avec le décollage de l’hallux) Le cycle de marche est le temps et l’ensemble des phénomènes compris entre 2 contacts successifs du même membre inférieur sur le sol Le pas est le temps et l’ensemble des phénomènes entre l’appui d’un talon au sol et l’appui du talon controlatéral
- 36. Le cycle de marche peut également être découpé en phases de simple et double appuis. La phase de simple appui (ou phase d’oscilla8on du membre controlatéral) est défini quand le pied est en contact avec le sol pendant que le pied du membre controlatéral oscille. Analyse de la marche
- 37. Analyse de la marche Déroulement mécanique de la phase oscillante : -‐ raccourcir le membre inférieur oscillant -‐ le projeter vers l’avant Il faut donc : -‐ fléchir la hanche, le genou, la cheville, le pied via des ar(cula(ons mobiles -‐ contracter les muscles permeQant de déplacer le membre vers l’avant, commandés par le système nerveux
- 38. Analyse de la marche Temps de double appui : 20%. Diminue avec la vitesse de déplacement, disparaît pendant la course
- 39. Analyse de la marche Déroulement mécanique de la phase d’appui: support / amor(ssement / propulsion Il faut donc : -‐ verrouiller (rigidifier) et inverser la rota(on des ar(cula(ons du membre sur lequel se crée l’appui -‐ par la contrac(on couplée des muscles antagonistes à ceux ayant servis à l’oscilla(on (la jambe d’appui ne doit pas plier)
- 40. Analyse de la marche La longueur du cycle est la distance parcourue en 1 cycle, soit 2 pas Les paramètres descrip(fs sont : longueur, largeur du pas, angle du pied Il faut prendre en compte le ressen( du sujet, sa qualité de vie (subjec(f)
- 41. L’étude du cycle de marche (pourcentage des phases d’appui) ainsi que des paramètres descrip(fs du pas permeQent d’examiner un sujet et de le comparer à d’autres individus Valeurs retenues comme normales chez un sujet jeune : -‐ vitesse spontanée : autour de 1,6 m/s (soit 5,8 km/h) -‐ longueur du pas : autour de 80 cm -‐ cadence de marche : entre 100 et 130 pas par minute Analyse de la marche
- 42. Quelques records 50 km marche Progression 3 h 32 min 33 s (14,11 km/h) Yohann Diniz Championnats d'Europe Zurich 15 août 2014 20 km marche Progression 1 h 24 min 38 s (14,17 km/h) Liu Hong La Corogne 6 juin 2015 L'ultra-‐runner français de 56 ans a parcouru 22 582 kilomètres en 307 jours, soit la plus longue distance courue à pied, sans journée de repos ! Usain BOLT peut courir à 44km/h Fauja Singh en marge du marathon de Hong Kong, a couvert 10 kilomètres en 1 heure, 32 minutes et 28 secondes à l’âge de 101 ans
- 43. Quelques muscles des membres inférieurs pour la marche M ilio-‐psoas > fl cuisse M quadriceps > ext genou M fessier > ext cuisse M ischio-‐jambiers > fl genou
- 44. Quelques muscles des membres inférieurs pour la marche M triceps sural > ext pied et orteils M loge ant > fl pied et orteils
- 45. Analyse de la marche Fléchisseurs du pied Triceps sural Quadriceps Ischiojambiers
- 46. Analyse plurimodale Analyse de la marche Quan(fica(on cinéma8que des déplacements de repères anatomiques par la mise en place de marqueurs cutanés : -‐ rela(fs entre eux -‐ et par rapport au repère laboratoire Electromyogramme de surface enregistrant l’ac(vité électrique d’un groupe de muscles : -‐ renseigne sur le début, la durée de la contrac(on et évalue son intensité (comparaison à un mouvement normé) -‐ liée aux caractéris(ques mécaniques du mouvement
- 49. Analyse de la marche Plateforme de force Etude des forces de réac(on au sol exercées par le sujet pour se déplacer Sensibilité ≈10-‐3N Les plates-‐formes de force mesurent la posi(on du centre des pressions CdP grâce à des capteurs de force ou de pression, qui produisent un signal électrique propor(onnel à la force appliquée. La posi(on du CdP de la personne enregistrée est déterminée par la répar((on des forces sur chacun des capteurs : c’est le barycentre C’est la variable la plus u(lisée en posturologie Ex :sujet sain Ex : appui préfenre(el droit chez un pa(ent aQeint de SEP
- 50. Analyse de la marche Le centre de gravité du corps CG est un point où serait concentrée toute la masse du corps. Sa posi(on est définie est déterminée à par(r de la moyenne des posi(ons des centres de masse segmentaires pondérées par la masse des segments. Il permet en mécanique de réduire le corps humain à un point La posi(on du CG change à chaque instant car elle dépend de la localisa(on des masses segmentaires qui varie dès qu'il se produit un déplacement d'un segment corporel dans l'espace. Chez l’Homme la répar((on de la ma(ère n’est pas uniforme et le CG n’est pas confondu avec le centre géométrique
- 51. La projec(on ver(cale du CG au sol n’est pas forcément confondue avec le CdP (ex : appui renforcé sur un pied sans déplacement équivalent de masse) Intérêts de la connaissance de la posi(on du CG : -‐ en chute libre le CG suit la même trajectoire qu’une par(cule simple même si l’objet est en rota(on ou est subi à une déforma(on -‐ simplifie l’analyse des sauts (gymnastes, athlé(sme) -‐ créa(on de modèles biomécaniques remplaçant l’analyse quan(fiée de la marche, plurimodale, longue et coûteuse -‐ déplacement du CG à prendre en compte chez une personne amputée d’un membre si la prothèse est plus légère que le membre naturel Analyse de la marche
- 52. Les mouvements du sauteur en longueur ne vont pas modifier la trajectoire de son saut
- 53. Mass of Body Segments for the American Male Crewmember Pour déterminer le centre de gravité, des abaques sont disponibles
- 54. Calcul numérique des coordonnées du CG
- 55. En pra(que : sujet en sta(on debout immobile, CG en avant de L3 La norme du vecteur diminue en s’accroupissant : abaissement du CG
- 56. Chez un sujet qui présente une cyphose le centre de gravité est projeté vers l’avant ce qui peut cons(tuer un risque de chute s’il sort du polygone de sustenta(on
- 57. Reference: 16 , Chapter IV, 250 ; NASA-‐STD-‐3000 Whole Body Center of Mass Loca(on of the American Male Crewmember Le CG est plus haut en posi(on assise et en microgravité (et non en apesanteur!)
- 58. Rappels sur les lois du mouvement Une force est l’influence d’un corps sur un autre et qui provoque son accéléra(on 2ème loi de Newton € F = m. a 1-‐ L’animal doit exercer une force F externe sur son environnement pour se déplacer ; F est propulsive 2-‐ La vitesse de l’animal est propor(onnelle à F et inversement propor(onnelle à sa masse m 3-‐ réac(on du substrat : 3ème loi de NEWTON L’iner(e est une force interne et résistante, propor(onnelle à m € F = − N Les forces de froQement sont externes et propor(onnelles au poids € Fp = m. g
- 59. Rappels sur les lois du mouvement Le moment M d’une force par rapport à un axe en un point P est le produit de F par la distance d perpendiculaire à la direc(on de F P d € F Le moment d’iner(e est une quan(té de mouvement : m.v Lorsqu’une force déplace son point d’applica(on un travail est fourni. Le travail mécanique est la somme constante de l’énergie poten(elle et de l’énergie ciné(que.
- 60. Réalisa(on d’un appui Situa(on d’un corps à l’équilibre sur une surface horizontale résistante (ex : pied d’appui lors du pas) Une force de trac(on T imprimerait à ce corps un mouvement de glissement ; k est un coefficient dépendant de la nature de la surface
- 61. Le corps serait soumis à une force de froQement sta(que f, dirigée en sens inverse de T. Sa valeur limite est celle juste nécessaire pour obtenir le début du glissement Réalisa(on d’un appui La résultante R de N et flim fait avec N un angle de froQement φ. Cet angle forme un cône de révolu(on appelé cône de froQement
- 62. Réalisa(on d’un appui Si le corps exerce une poussée P sur le substrat (ex : phase d’oscilla(on du pied controlatéral à ce pied d’appui), il reçoit une force de réac(on Re iden(que et de sens opposé Si α est l’angle entre Fp et P, 2 situa(ons peuvent se rencontrer : déplacement vers A ou B
- 63. Réalisa(on d’un appui Si α<φ : h (composante horizontale de Re) reste < flim Le corps reste fermement appuyé sur le sol > situa(on d’arcboutement qui permet le mouvement du reste du corps dans le sens A Ex : appui d’un membre permeQant la mobilité du deuxième chez les bipèdes
- 64. Réalisa(on d’un appui Si α>φ : h (composante horizontale de Re) devient > flim Il y a dérapage et le corps glisse dans le sens B Si les surface en présence ont une forte rugosité (flim/N > 1), la poussée P qui détermine Re peut être rela(vement oblique car le cône de froQement est évasé En cas de faible rugosité (flim/N > 0), il faut accroître fortement P et donc sa composante ver(cale pour obtenir une même composante horizontale h
- 65. Réalisa(on d’un appui Pour que O fonc(onne comme un point d’appui il faut : -‐ une forte rugosité donc un froQement sta(que grand pour une poussée faible et oblique -‐ ou en cas de faible rugosité une éléva(on de la poussée (sa composante ver(cale) 3 paramètres sont donc fondamentaux à la locomo(on terrestre : gravité poussée froQement
- 66. Créa(on de la poussée Ex d’un membre postérieur d’un quadrupède (schéma plus explicite car moments plus grands) Lorsque le pied est au sol, le poids Fp du membre est équilibré par la réac(on N au niveau de la cheville (A) à la ver(cale du centre de rota(on de la hanche (B). La tension T des muscles extenseurs du genoux (C) est associée à un moment T.x qui équilibre donc le moment du poids
- 67. Créa(on de la poussée Lorsque l’animal s’apprête à lever le pied, N s’exerce sur les métatarsiens (D). La tension T des muscles extenseurs du genou augmente et apparaît une tension T’ des muscles extenseurs du pied en A qui doit aussi équilibrer le moment du poids par rapport à ceQe ar(cula(on
- 68. Mouvements pendiculaires des membres On peut faire l’approxima(on : les membres cons(tuent un ensemble rigide qui oscille dans un plan ver(cal autour d’un pivot (épaule ou hanche) : pendule normal L’iner(e d’un membre est l’expression de sa résistance à l’accéléra(on et la décéléra(on M est la masse et D le rayon de rota(on De grandes jambes peuvent cons(tuer un avantage
- 69. Mouvements pendiculaires des membres En oscillant un membre transforme de l’énergie poten(elle en énergie ciné(que et cet échange et cet échange se crée à chaque cycle moteur Il y a stockage puis récupéra(on de l’énergie ciné(que au niveau des muscles, tendons et ligaments Si on assimile la masse du membre concentrée en un point et suspendue par une corde non pesante la période d’oscilla(on est : L est la longueur ar(cula(on – centre de masse du membre g l’accéléra(on de la pesanteur
- 70. La marche, selon le modèle du pendule se fait de façon linéaire
- 71. Mouvements pendiculaires des membres Le modèle du pendule normal, par exemple, ne décrit pas le mouvement de piston du corps au-‐dessus des hanches et de façon plus globale du CG : aQeint sa posi(on la plus haute (Ep maximale) et sa vitesse horizontale la plus faible (Ec minimale) lorsqu’il passe au-‐dessus du pied d’appui Le modèle du pendule inversé est le plus simple pour étudier la marche normale
- 72. Mouvements pendiculaires des membres Le gyropode fonc(onne sur le principe du pendule inversé avec compensa(on automa(que et discré(sée de l’équilibre à intervalles courts (env 160 Hz)
- 73. Ce modèle est cons(tué d’une (ge rigide représentant la jambe du sujet reliée à une ar(cula(on distale (cheville) et une masse ponctuelle égale à la masse corporelle totale du sujet. Elle décrit un arc de cercle au dessus de la jambe d’appui rigide au cours de la phase de simple appui ; les varia(ons d’énergie poten(elle sont exactement à 180˚en phase opposée des varia(ons d’énergie ciné(que externe calculées au CG. Le CG aQeint son point le plus haut au milieu de la phase d’appui. L’énergie poten(elle aQeint sa valeur maximale et l’énergie ciné(que aQeint sa valeur minimale. Mouvements pendiculaires des membres
- 74. Mouvements pendiculaires des membres Lsc temps de simple appui Ldc temps de double appui Svt amplitude du mouvement de piston de CG La période se calcule de façon iden(que au modèle pendule normal et l’influence de la longueur de la jambe est la même
- 75. Nombre de FROUDE À la fin du XIXe siècle, Froude étudia la force de résistance à l’avancement des carènes de bateaux. Il trouve une rela@on entre résistance des vagues et déplacement du bateau, avec toutefois des hypothèses assez simplifiées pour établir le nombre de FROUDE qui caractérise de façon générale dans le cas d’un fluide l'importance rela@ve de l'énergie ciné@que de ses par@cules par rapport à son énergie poten@elle gravita@onnelle
- 76. De plus, 2 bateaux de même forme avec des vitesses différentes et des longueurs différentes mais avec le même nombre de FROUDE ont un pourcentage de résistance aux vagues iden@que. Ceci lui a permis de construire les premiers bassins d’essais pour maqueRes Nombre de FROUDE
- 77. Au cours du cycle de mouvement d’un membre il y a conversion d’énergies ciné(que et énergie poten(elle. Ce rapport est : Le nombre de Froude correspond de ce fait au rapport de l’énergie ciné(que sur l’énergie poten(elle : Nombre de FROUDE et peut être considéré comme une expression adimensionnelle de la vitesse (du pas)
- 78. 2 animaux dynamiquement semblables ont un rapport semblable, propor(onnel au nombre de FROUDE (concept de lois de comparaison par des nombres adimensionnels) Nombre de FROUDE Deux vertébrés ont des tailles géométriquement semblables si l’un peut prendre la taille de l’autre par modifica(on uniforme de l’échelle de toutes les tailles corporelles (homothé(e) sur longueur, largeur, hauteur (postulat de propor(onnalité) Deux mouvements sont dynamiquement semblables par changement uniforme de leurs paramètres longueur, temps, force
- 79. Nombre de FROUDE Intérêts : -‐ Réduire dans les études la variabilité inter-‐sujet -‐ Comparaisons enfants-‐adultes -‐ Evaluer l’impact d’une pathologie, d’un traitement de façon normée -‐ Es(ma(on des paramètres de marche d’espèces disparues Des animaux de tailles différentes mais géométriquement semblables se déplacent de la même manière (allures similaires) lorsque leur vitesse de déplacement donne des nombres de FROUDE égaux
- 80. Cas par(culier de la course Le temps de double appui diminue Le membre en contact avec le sol se plie durant la première moi(é de la phase de contact et s’étend durant la seconde par(e Le système ligaments-‐muscles-‐tendons a une élas(cité qu’on ne peut plus négliger dans l’élabora(on des modèles mécaniques
- 81. Cas par(culier de la course En 1878, en étudiant les notes émises par un fil tendu soumis au vent, le physicien tchèque Vincent Strouhal fut le premier à remarquer la rela@on entre la fréquence du son et le diamètre du fil divisée par la vitesse du vent. Allées de von Karman derrière un cylindre dans un écoulement 2D pour Re=140. Le nombre de STROUHAL donne la fréquence d’émission des tourbillons
- 82. Cas par(culier de la course Dans le cas d’un système oscillant, la similitude dynamique dépend d’une même valeur de nombre de STROUHAL et peut être considéré comme une expression adimensionnelle de la fréquence (du pas) L longueur caractéris(que
- 83. La marche sollicite l’ensemble du corps Les plans anatomiques d’étude
- 84. La marche sollicite l’ensemble du corps La ceinture scapulaire
- 85. La marche sollicite l’ensemble du corps La ceinture pelvienne
- 86. La marche sollicite l’ensemble du corps La rota(on de la ceinture scapulaire est de la même amplitude que celle de la ceinture pelvienne (5 à 6°) mais de sens opposé On observe dans le plan frontal un mouvement de rota(on de la ceinture scapulaire opposé à celui du bassin qui aQeint son maximum juste après la phase de double appui L’épaule s’affaisse du coté de la jambe qui devient jambe d’appui, cela afin de contribuer à la conserva(on de l’équilibre pour préparer la prochaine oscilla(on.
- 87. La marche sollicite l’ensemble du corps
- 89. La marche sollicite l’ensemble du corps On observe dans le plan horizontal, une rota(on de la ceinture scapulaire, là encore opposée à celle de la ceinture pelvienne Mais ici la ceinture scapulaire aQeint son maximum d’amplitude un peu avant la phase de double appui, reste inchangée pendant la phase de double appui pour ini(er un mouvement opposé à la fin de ceQe phase. La ceinture scapulaire revient en posi(on neutre lors de la phase « milieu d’appui »
- 90. La marche sollicite l’ensemble du corps
- 91. La marche sollicite l’ensemble du corps Les mouvements des bras dans le plan sagiKal ont probablement un rôle important dans le main(en de l’équilibre. Le bras gauche est projeté vers l’avant en direc(on de la jambe droite tandis que le bras droit lui est projeté à l’arrière. L’angle bras/avant-‐bras peut varier d’un sujet à l’autre mais plus le pas sera rapide plus cet angle sera faible – on observe également une dissymétrie dans l’amplitude des mouvements – la rota(on vers l’avant étant plus importante que celle vers l’arrière . Quizz : pourquoi plie-‐t-‐on les bras à la course? T diminue avec L
- 92. La marche sollicite l’ensemble du corps Rôle du rachis 7 vertèbres cervicales 12 thoraciques 5 lombaires sacrum et coccyx
- 93. La marche sollicite l’ensemble du corps Le rachis se déforme en 3D pour permeQre le mouvement de marche et le facilite par les échanges d’énergie ciné(que A Impact du talon B Décéléra(on dans le bassin C Contre rota(on dans la Sacro-‐iliaque D Emmagasinement de l’énergie ciné(que dans la flexion du tronc E Res(tu(on de l’énergie. L’extension du rachis est res(tuée dans la hanche opposée F Ce qui facilite le passage du pas avec flexion de la hanche
- 94. La marche sollicite l’ensemble du corps Moteur rachidien
- 95. Quelques exemples de marche pathologique Boiterie (asymétrie du pas) par déficit moteur des muscles releveurs du pied et des orteils, affecte la phase oscillante du cycle de marche Cause : neurologique
- 96. Quelques exemples de marche pathologique Boiterie par hypertonie d’un membre inférieur par aQeinte du système nerveux central (cerveau et/ou moelle épinière) appelée spas(cité, affecte les phases d’appui et oscillante Cause : neurologique
- 97. Quelques exemples de marche pathologique Boiterie par enraidissement d’une ar(cula(on, dans le cas par exemple d’une coxarthrose qui peut survenir avec l’âge, affecte la phase oscillante Cause : ar(culaire
- 98. Quelques exemples de marche pathologique Boiterie par faiblesse musculaire liée à une dégénérescence (myopathie), affecte la phase d’appui Cause : musculaire Les muscles fessiers servent aussi, lors d’un appui monopodal, à maintenir le bassin à l’horizontale au niveau de l’ar(cula(on coxo-‐ fémorale (rôle de haubans)
- 99. Quelques exemples de marche pathologique Toute modifica(on acquise de la locomo(on est à risque de chute, notamment chez la personne âgée Pour la locomo(on propre : les causes sont mul(ples et souvent plurifactorielles : neurologiques parfois, ar(culaires, musculaires (faiblesse acquise) Pour les risques associés de chute : le déplacement du centre de gravité, les dégrada(ons sensorielles, désadapta(on à l’effort, troubles de la vigilance (certains médicaments), habitat mal adapté
- 100. Références • La locomo(on 1994 Sabine RENOUS • DE MAUROY Biomécanique des dévia(ons vertébrales 2013 • Conférence Société d’Imagerie Musculo-‐ Squeleˆque juin 2013 L’Homme debout, MORVAN, J-‐M Le MINOR • Fabrice Noreils Une étude de la marche dans le but de concevoir un robot bipède 2014