EVOLUTIONS des PARAMETRES CINETIQUES et

EVOLUTIONS des PARAMETRES
CINETIQUES et CINEMATIQUES
lors d ’un EXERCICE
de FLEXION-EXTENSION
du MEMBRE INFERIEUR
Sébastien
Sébastien MAITRE
MAITRE
Laboratoire
-Pascal // E.A.
Laboratoire de
de la
la Performance
Performance Motrice
Motrice :: Université
Université Blaise
Blaise-Pascal
E.A. 994
994
Laboratoire
Laboratoire dd ’Anatomie
’Anatomie :: Université
Université d’Auvergne
d’Auvergne // E.A.
E.A. 2149
2149
UFR STAPS Clermont-Ferrand 11 juin 1999
OBJECTIFS de la RECHERCHE
ÉVALUATION des :
VARIATIONS et VITESSES ANGULAIRES
(analyse optoélectronique)
ACTIVITÉ MUSCULAIRE
(analyse EMG)
CONTRAINTES sur l ’ARTICULATION LOMBO-SACRÉE
en condition statique
PROTOCOLE EXPERIMENTAL
20 sujets hommes :
27.7 ±6.8ans / 176.1 ±5.5cm / 74.9 ±9.8kg
Exercice de flexion de jambes (squat) à 90° :
3 répétitions à charge nulle
3 répétitions à 50% du poids de corps
3 répétitions à 75% du poids de corps
10 répétitions à 100% du poids de corps
10 répétitions à 120% du poids de corps
La flexion à 90° est déterminée à l’aide d’un repère tactile
DISPOSITIF EXPERIMENTAL
Caméras
Coordonnées 3D
vitesses et déplacements
angulaires
EMG
Recrutement musculaire
Plate-forme
de Forces
Paramètres
cinétiques
MATERIEL
Système d ’analyse 3D optoélectronique (Saga-3) :
marqueurs situés au niveau des repères anatomiques
acromions / T7 / S1 / Crêtes Iliaques / Grands Trochanters
Condyles Fémoraux / Condyles Tibiaux / Malléoles Tibiale &
Fibulaire / Calcaneus / 1er et 5ème Métatarsiens
EMG : électrodes de surfaces
Gluteus Maximus
Vastus Lateralis & Medialis
Gastrocnemius
Placement
Placement des
des électrodes
électrodes EMG
EMG et
et des
des marqueurs
marqueurs 3D
3D
Marqueurs 3D
Gluteus
Maximus
Electrodes EMG
Gastrocnemius
Vastus
Lateralis
& Medialis
EXÉCUTION du MOUVEMENT
Z
angle
tronc / horizontale
angle
cuisse / horizontale
angle
jambe / horizontale
Y
X
MODELISATION des CONTRAINTES
au NIVEAU de l ’ARTICULATION
LOMBO-SACREE
G = Centre de Gravité
8°
D
d
d = 5cm
M
P
= Force produite par les
Muscles Erector Spinae
Décomposition des composantes du poids P et de la force
musculaire M sur les axes (OX) et (OY)
Y
Px
Py
α
Mx
P
α
D
d
O
β
M
My
X
Calcul de la force produite par les muscles Erector Spinae
pour stabiliser le tronc en phase statique
Σ M (F) = 0
⇔
P x D = -M x d
M=PxD/d
Calcul de la force de réaction (FR) sur L5S1
en phase statique
FCo
FR
FCi
Σ F = 0 ⇔ P + M + FR = 0
avec
Py = P.Cos α
Px = P.Sin α
et
Mx = M.Sin β
My = M.Cos β
FCo = P.cos α - M.sin β
FCi = - (P.sin α + M.cos β)
FR résultante =
FCo² + FCi²
ÉVOLUTION des VARIATIONS ANGULAIRES
en FONCTION de la CHARGE
Tronc/Verticale
Cuisse/Horizontale
Jambe/Horizontale
55
50
Angles (°)
45
40
35
30
25
20
0%
50%
75%
% Poids Corps
100%
120%
ÉVOLUTION des VITESSES ANGULAIRES
en FONCTION de la CHARGE
Tronc
Cuisse
Jambe
65
Vitesse Angulaire (degré/s)
60
55
50
45
40
35
30
25
20
0%
50%
75%
% Poids Corps
100%
120%
ÉVOLUTION des CONTRAINTES sur
l’ARTICULATION LOMBO-SACRÉE
F Compression
Flexion du Tronc
9000
31
8000
31
7000
30
6000
30
5000
29
4000
29
3000
28
2000
28
1000
27
0
27
0%
50%
75%
% PC
100%
120%
Angle (°)
Force (N)
F Cisaillement
ÉVOLUTION des CONTRAINTES sur
l’ARTICULATION LOMBO-SACRÉE
F Cisaillement
F Compression
F Muscul. Max
8000
Force (N)
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0%
50%
75%
% PC
100%
120%
ÉVOLUTION de la VALEUR RMS
G
VL
VM
GM
80%
70%
RMS (%FMI)
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
50%
75%
% PC
100%
120%
PERSPECTIVES de RECHERCHES
VITESSES
VITESSES ANGULAIRES
ANGULAIRES
VITESSE &
ACCELERATION du
CENTRE de MASSE
EMG
EMG // recrutement
recrutement
EMG / synchronisation
VARIATIONS
VARIATIONS ANGULAIRES
ANGULAIRES
CONTRAINTES
CONTRAINTES sur
sur
ll ’ARTICULATION
’ARTICULATION
LOMBO-SACREE
LOMBO-SACREE
(statique)
(statique)
CONTRAINTES sur
l ’ARTICULATION
LOMBO-SACREE sur le
MEMBRE INFERIEUR
(dynamique)
EXPERTISE
EXPERTISE du
du MOUVEMENT
MOUVEMENT