l`analyse du mouvement

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L’ANALYSE DU MOUVEMENT
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Sommaire
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A. Biomécanique du muscle
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1. Architecture du muscle
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2. Section physiologique
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B. Etude biomécanique du geste
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1. Analyse du geste
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2. Notion d’avantage mécanique
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3. Efficacité du mouvement
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4. Les différents leviers
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5. Etude du mouvement
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Conclusion
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L’ANALYSE DU MOUVEMENT
A . Biomécanique du muscle
1) Architecture du muscle
a. 2 sortes de muscle
- le muscle fusiforme
Les fibres musculaires sont groupés longitudinalement , elles sont
généralement longues et parallèles et vont d’une extrémité tendineuse à
l’autre .
- le muscle penniforme
Les fibres sont courtes et s’insèrent obliquement d’une extrémité
tendineuse à l’autre .
b. 4 catégories de muscle
- le muscle long ( ex : biceps )
- le muscle large ( ex : oblique)
- le muscle court (ex : carré pronateur , en général proche d’une
articulation )
- le muscle orbiculaire ( ex : anus )
Selon l’orientation des fibres et la disposition des insertions , les muscles
agissent dans une ou plusieurs directions
→ ex : les muscles abdominaux
Le ‘grand droit’ a des fibres orientées dans une seule direction
⤇ flexion du tronc
A l’inverse le ‘grand oblique’ a des fibres disposées en éventail
⤇ flexion , rotation et inclinaison du tronc
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2) Section physiologique
La force musculaire est proportionnelle à la section physiologique du
muscle ( plan qui coupe les fibres de manière perpendiculaire ) .
Pour 1 cm² de fibres , le muscle développe une force de 5 à 10 kg .
a. Muscle fusiforme
Les fibres sont strictement longitudinales , la section géométrique A sera la
somme des filaments d’actine et de myosine .
→ Si A = 6 cm² , F = 5kg /cm² Fm = 6x5 = 30 kg
A
b. Muscle penniforme
Par rapport à l’axe du muscle , on doit mesurer
A₁ et A₂ pour avoir la somme des filaments
d'actine et de myosine . A = A₁ + A₂
Si A₁ = 8 cm² et A₂ = 4 cm² alors A = 12
A₁
A₂
⤇ F = 12 x 5 = 60 kg
A masse musculaire identique , les muscles penniformes sont donc plus
puissants .
Pour développer la force d’un individu , il faut augmenter la section du
muscle ( hypertrophie ) .
B . Etude biomécanique du geste
Afin de faciliter l’étude du corps en mouvement , on réduit l’appareil
squelettique à un système de tige articulée de 14 segments :
tête , cou , 2 avant-bras , 2 bras , 2 mains , 2 cuisses , 2 jambes , 2 pieds
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Pour aborder l’étude biomécanique , il faut comprendre la notion de ‘levier’.
Un levier est un système rigide ( os ) sur lequel va agir une force ( puissance
musculaire ) pour vaincre une résistance ( charge – poids du corps ) en
prenant appui sur un point fixe .
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1. Analyse du geste
Pour l’analyse du geste , il faut :
- décrire le déplacement de la pièce osseuse
- situer le point d’appui fixe autour duquel cette pièce se déplace
- situer , sur la pièce osseuse , le point d’application et la direction de la
force qui s’oppose , qui résiste au déplacement
- en déduire le point d’application et la direction de la force , de la
puissance musculaire employée pour vaincre cette résistance
ex : flexion de l’avant-bras sur le bras
→ L’avant-bras ( os : radius /cubitus ) est le bras de levier qui se déplace
vers le haut
→ L’articulation du coude représente le point d’appui A
→ La résistance R est la charge qu’on tient dans la main , la force est située à
l’extrémité de l’avant-bras dirigé vers le bas qui s’oppose au mouvement
bras
F
A
avant-bras
R
Pour vaincre cette résistance , il faut une force dirigée vers le haut à
l’extrémité supérieure de l’avant-bras .
Il existe 2 muscles qui peuvent agir : le biceps brachial et le biceps antérieur
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2. Notion d’avantage mécanique
Un levier permet de soulever ou de déplacer une charge .
1er cas : point d’appui situé entre la charge et la force
F
dF
⎸
dR
R
Force ⨯ longueur du bras = charge ⨯ longueur du bras de charge
F ⨯ dF = R ⨯ dR ⤇ F = R ⨯ dR / Df
Ex : bras de levier de 25 cm ; bras de charge de 0,25 ; charge de 1000kg
→ F x 25 = 0,25 x 1000 ⤇ F = 0,25 x1000 / 25 = 10 kg
2ème cas : force située entre le point d’appui et la charge
F
25cm
⎸
50cm
R = 50 kg
F⨯ 25 = 50 ⨯ 50 ⤇ F= 50 ⨯ 50 / 25 = 100 kg
Dans le 1er cas une petite force suffit pour déplacer ou soulever une charge :
On parle d’avantage mécanique .
Dans le 2ème cas , une force plus grande est nécessaire , ce système
fonctionne avec un désavantage mécanique .
Dans le 1er cas quand il s’agit d’une articulation , c’est la force qui est
privilégiée .
Dans le 2ème cas , c’est l’amplitude et la vitesse du mouvement .
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3. Efficacité du mouvement
Pour calculer l’efficacité d’un mouvement , on doit faire le rapport entre la
distance de la force et la distance de la charge .
bras de levier de la force
dF
Efficacité =
=
bras de levier de la charge
dR
Si ce rapport est > 1 , avantage mécanique
Si ce rapport est < 1 , désavantage mécanique
4. Les différents leviers
Pour chaque bras de levier qui se déplace , il faudra situer l’appui , la
résistance et la puissance . L’élément se trouvant au milieu déterminera le
type de levier .
a. levier inter puissant
La puissance F s’exerce entre le point d’appui A et la résistance R .
→ Ex : action du biceps dans la flexion de l’avant-bras sur le bras
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b. levier inter appui
Le point d’appui A est situé entre la puissance F et la résistance R .
→ Ex : action du trapèze quand on relève la tête du bas vers le haut
c. Levier inter résistant
La résistance R se trouve entre la puissance F et le point d’appui A
→ Ex : les muscles extenseurs du pied ( triceps sural ) quand on se dresse sur la
pointe des pieds
A : doigt du pied
R : poids du corps qui s’exerce au niveau du tibia-péroné
F : puissance du triceps sural ; insertion au niveau du talon d’ Achille sur le
calcaneum
5. Etude du mouvement
Si le geste met en jeu plusieurs segments osseux , il faudra décrire le
déplacement de chaque segment osseux ( levier ) séparément les uns des
autres en commençant par le levier qui suit immédiatement le segment
osseux fixe du mouvement .
Ex : pour les squatts , pied segment fixe
L’étude du mouvement se fera également dans la phase concentrique et non
excentrique .
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Conclusion
Selon la disposition des 3 éléments , l’activité du muscle est modifiée
( vitesse de contraction , amplitude du mouvement , poids de la charge qui
peut être soulevée ) .
Dans les systèmes de leviers fonctionnant avec désavantage mécanique , la
force est sacrifiée au profit de la vitesse et les systèmes fonctionnant avec
avantage mécanique sont plus lents , plus stables et se retrouvent là où la
force est primordiale .
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