Université Sidi Mohammed Ben Abdellah Ecole Normale Supérieure Fès Licence professionnelle des métiers de l’enseignement de l’éducation physique et sportive (LPMEEPS) Biomécanique instrumentale Rédigé par: AMMALI Youssef HIBAT ALLAH Anas JAAFAR Jalal KABBOU Zakaryae SAIDI Mustafa Propose par: Pr: SLALI Hamid A.U: 2019/2020 Plan I. Introduction II. Principaux outils de mesure 1) Anthropométrie biomécanique 2) Électromyographie(EMG) 3) Potentiomètres 4) Jauges Électriques d'Extensométrie 5) Capteurs de Forces à jauges 6) Analyse cinématique de mouvements par vision 7) Les systèmes matriciels de mesure des pressions 8) Accéléromètre III. conclusion Introduction biomécanique: Des propriétés mécaniques des organismes vivants ainsi que l’analyse des principes d’ingéniérie faisant fonctionner les systèmes biologiques. Elle traite des relations entre les structures et les fonctions à tout les niveaux d’organisation du vivants à partir des molécules, comme les collagènes et l’élastine aux tissus et organes. Biomécanique instrumentale: Techniques et outils de mesures, acquisition et de traitement des données. Principaux outils de mesure ANTHROPOMÉTRIE BIOMÉCANIQUE • Technique de mesure des particularités dimensionnelles de l'homme. • Elle est par exemple utilisée en ergonomie scientifique ou par la police pour s’assurer de l’identité des prévenus. Mesure classique Elle concerne notamment les dimensions : la taille ; la hauteur du buste ; la longueur de chaque membre et de chaque partie de membre (bras, avant-bras …) ; les masses : masse totale ; masse de chaque partie du corps ; les centres de gravité ; les circonférences, parfois appelées « couronnes » : bassin, poitrine, tour de cou… ; circonférence des membres. Nouvelles méthodes d'investigation Scanner, IRM: • L’analyse de minces tranches de toutes les parties du corps humain et la réalisation, sur ordinateur, des reconstructions 3D des différentes structures internes du articulations, ligaments. corps : os, muscles, Nouvelles méthodes d'investigation La spectro-RMN: donne la densité de différents protons (H, P, Ca, Mg...) à l'intérieur de l'organisme, il est ainsi possible de voir évoluer en temps réel un pH ou un métabolisme à l'intérieur d'un muscle et ce sans aucun prélèvement. cette méthode encore au stade du laboratoire. Électromyographie(EMG) L'électromyogramme (EMG) est un examen qui consiste à étudier l'activité électrique des nerfs et des muscles. Parfois appelé électromyographie, il est indiqué en neurologie pour détecter d'éventuelles anomalies ou pathologies d'origine nerveuse ou musculaire Comment se passe l'examen d'un Electromyogramme ? Le médecin analyse les différents tracés liés à la conduction de l'influx nerveux, enregistrés par l'appareil Analyse des données Analyse temporelle de l'EMG : représente l'activité électrique du muscle en fonction du temps Analyse fréquentielle de l'EMG : est une technique permettant d'exprimer la puissance de l'EMG en fonction de la fréquence POTENTIOMÈTRES Un potentiomètre est une résistance variable pouvant servir à mesurer des angles. Une partie fixe est liée au référentiel, une partie mobile est fixée sur un segment dont on veut déterminer l'angle avec le référentiel. Les rotations de la partie mobile modifie la tension de sortie du potentiomètre donnant une information électrique, aisé à traiter, proportionnelle à l'angle mesuré JAUGES ÉLECTRIQUES D'EXTENSOMÉTRIE une jauge est constituée par un fil très fin collé sur une feuille très mince, le fil est disposé comme le montre le schéma suivant D Schéma d'une jauge d'extensométrie les brins de fil sont principalement alignés suivant une directionunique D à l'exception des boucles de raccordement entre les brins successifs. Deux fils plus épais servent à souder les sorties à des câbles de liaison aux instruments. On admet, en première approximation, que le fil subit les mêmes modifications que la surface sur laquelle elle est collée. CAPTEURS DE FORCES À JAUGES ET SONDES Un capteur = instrument destiné à transformer une grandeur physique quelconque en une grandeur électrique, en vue d'une mesure ou d'une action sur un dispositif régulateur. Un capteur est constitué par une pièce métallique dite "corps d'épreuve". C'est un dispositif mécanique qui, sous l'influence du phénomène à étudier, subit des déformations. Le corps d'épreuve soumis à la mesurande étudiée en assure donc une première traduction en une grandeur physique (ou mesurande secondaire); c'est celle-ci que la jauge d'extensomètrie traduit en grandeur électrique A et C : les éléments encastrés respectivement sous le plateau et sur le cadre B : le corps d'épreuve, D : une jauge d'extensométrie ANALYSE CINÉMATIQUE DE MOUVEMENTS PAR VISION La cinésiologie est l'étude du mouvement (en dehors des causes de celui-ci) par différents dispositifs: Systèmes vidéo Ces systèmes, relativement économiques, permettent de travailler avec des caméras vidéo grand public. Les Systèmes Optoélectroniques (y compris la technique vidéo) Permet la réalisation des mesures à partir de marqueurs de surface, technique permettant une étude in vivo et dans les 3 dimensions de l’espace. LES SYSTÈMES OPTOÉLECTRONIQUES (Y COMPRIS LA TECHNIQUE VIDÉO) Des marqueurs réfléchissants sont disposés au niveau des points à analyser sur un sujet d'expérience. Des caméras qui enregistrent la position de tous les marqueurs. Marqueurs réfléchissants Caméra optoélectronique Un logiciel de traitement établi une relation entre les différents marqueurs des différentes caméras, reconstruit leurs positions successives en 3 dimensions. L'exploitation des données permet d'obtenir en 3D, les paramètres pour chacun des marqueurs. Tir au Handball vue de profil Tir au handball vue de face. LES SYSTÈMES OPTOÉLECTRONIQUES (Y COMPRIS LA TECHNIQUE VIDÉO) Visualisation des trajectoires relatives des différentes articulations, des différents segments Prise de vue simple d'un coureur sur tapis roulant Construction de modèles à partir de l'enregistrement puis du Traitement de la position des marqueurs qui reconstituent les différents segments Positionnement de marqueurs réfléchissant L'analyse de la trajectoire relative du pied. Les systèmes matriciels de mesure des pressions Les systèmes matriciels de mesure des pressions C’est un dispositif constitués d’un nombre important de capteurs de pression disposés sous forme matricielle. Ils sont généralement glissés sous la semelle dans la chaussure. Ils permettent de mesuré la pression exercée sur le sol et de mesurée les centres de pression pour obtenir un image d’un pas moyen. Accéléromètre Un accéléromètre est une capteur qui se fixe à un objet mobile Il permet de mesurer l’accélération de ce dernier Le principe de la plupart des accéléromètres est basé sur la loi fondamentale de la dynamique F=m.a CONCLUSION Le progrès dans le domaine de la biomécanique en inventant des instruments qui permettent l’analyse et la compréhension des mouvements d’un sportive, ce qui assure l’optimisation de la performance des sportifs.
