Union de Formation et de recherche Santé, Médecine

Union de Formation et de recherche Santé, Médecine
et Biologie Humaine – Léonard de Vinci PARIS 13
AUEPAS
Etude de l’onde de choc et fréquence vibratoire
en podologie
Jean Marie BERTIN
Pédicure Podologue
Podologue du Sport
Parlons du passé
Après les semelles mécaniques :
•
•
•
•
L’essentiel est de retablir les axes du talon et de l’avant-pied
pronation du talon + supination de l’avant-pied = disparition de la voute.
La correction est inverse
(Jean Lelièvre 1961)
Les semelles proprioceptives
• René BOURDIOL fait découvrir l’action à distance des semelles proprioceptives
dans les années 75 / 80
Les chaînes musculaires
• Les chaînes musculaires sont constituées d’une part de muscles mono
articulaires, d’autre part de muscles pluri articulaires,...
• Ce sont les muscles pluri-articulaires qui assurent la liaison des chaînons entre
eux, mais ils sont aidés en cela par les aponévroses qui unifient tout le système
locomoteur.
La podothérapie
• Repenser l’action musculaire et l’information proprioceptive pour agir en partant
du pied et en se servant des chaînes musculaires.
 Bilan clinique mécanique,
 Bilan des tensions musculaires par la palpation
Les nouveaux matériaux
• Tous ces matériaux de synthèse sont issus de la chimie organique
• Il s’agit de polymères provenant d’une réaction chimique associant des
molécules entre elles,
• Elastomères matériaux souples
• les thermoplastiques durs et réversibles
• les thermodurcissables irréversibles
Leur utilisation :
•
•
•
•
•
•
Base
recouvrement
éléments de soutien
éléments stimulateurs
anti-vibrateurs
amortissants
•
•
•
•
•
•
En fonction de :
la pathologie
le poids
la qualité des téguments
le sport
le type de chaussant
La formulation des matériaux
Nous trouvons :
• Des charges renforçantes
• des huiles
• des systèmes réticulents
• des agents gonflants
des colorants
• Ses buts :
•
•
•
•
rigidité
densité
elasticité
amortissement
•
La densité
• c’est le poids d’un volume donné
• exemple : Kg / m3
La dureté
• Dureté SHORE
• mesure de la résistance à la pénétration d’une aiguille calibrée sous une force constante
donnéepar un ressort taré.
• La dureté shore de la peau est de 43
La portance
•
•
C’est la mesure essentielle des caoutchoucs alvéolaires
Elle représente une résistance à la compression
• La portance est assimilée à une pression nécessaire pour comprimer un matériau
de 25% ou 50 %
• Densité et dureté
• densité et portance
• les relations ne sont pas évidentes
•
CHOC Mécanique
On appelle choc mécanique une excitation vibratoire dont la durée est de l ’ordre de
grandeur ou inférieure à environ deux fois la période du système sollicité
Il y a choc mécanique lorsqu ’une force, une position, une vitesse ou une
accélération est brusquement modifiée et que cela crée un régime transitoire dans le
système considéré,
Un choc est une sollicitation de courte durée, qui induit dans les structures des
contraintes dynamiques transitoires. Ces contraintes sont fonction :
- des caractéristiques du choc (amplitude, durée et forme)
- des propriétés dynamiques de la structure (fréquences de résonance,
amortissements)
La sévérité d ’un choc ne peut donc être estimée qu ’en fonction des
caractéristiques du système qui le subit.
Les deux mécanismes les plus courants sont les suivants :
- Le dépassement d ’une valeur seuil de la contrainte dans une pièce mécanique,
pouvant entraîner soit une déformation permanente,( acceptable ou non), soit une
rupture.
- - si le choc est répété de nombreuses fois le dommage par fatigue accumulé dans
les éléments structuraux pouvant conduire à terme à une rupture.
Trois zones des spectres de réponse au choc :
Une zone impulsionnelle aux basses fréquences, dans laquelle l ’amplitude du
spectre et de la réponse est inféarieure à l ’amplitude du choc. Le choc a ici une
durée très courte devant la période du système. Le système atténue les effets du
choc.
Une zone statique dans le domaine des hautes fréquences, où le spectre positif tend
vers l ’amplitude du choc, quelque soit l ’amortissement. Tout se passe ici comme
si l ’excitataion était une accélération statique, la période propre du système étant
petite devant la durée du choc.
Une zone intermédiaire, dans laquelle il y a amplification dynamique des effets du
choc, la période propre du système étant proche de la durée du choc. On peut
atteindre des valeurs beaucoup plus grandes dans le cas de chocs de type
oscillatoires, constitués par exemple, par quelques périodes d ’une sinusoïde.
-
L’impact
Réactions sur le corps humain
• Forces
• amortis
• L’absorbtion du choc est physiologiquement assurée par le panicule
adipeux du talon et le panicule adipeux de la plante des pieds.
• L’amortissement du choc et physiologiquement assuré par une
pronation au contact du talon, par une flexion au niveau du genou, et
une rotation interne du membre inférieur.
•
•
•
Le choc correspond à un accident de voiture à 30 km/h
le choc correspond à un tremblement de terre mesuré à 4 sur l ’échelle de
richter
•
• Le choc correspond à un accident de voiture à 30 km/h
• le choc correspond à un tremblement de terre mesuré à 4 sur l ’échelle
de richter.
• La vitesse de propagation de l ’onde de choc est de 100 m/seconde
• L’amortissement d’une onde de choc de 5 G, mesurée au niveau de la
cheville grâce à un accéléromètre est réduite au niveau de la tête à 0.5
G
• La violence du choc qui se répercute sur le squelette et qui se transmet
sur la base du crâne déplace la partie du cerveau qui repose sur la
région occipitale de la boite crânienne de 1 mm.
•
•
•
•
•
L’importance de l’impact talon / sol
du poids du marcheur,
de l’état du terrain,
de la distance pied/sol avant l’impact,
du type de chaussure.
est fonction :
• en marche athlétique, à 10 km/h,le marcheur place sur son talon, à
chaque pas, entre 120 et 160 % de son poids du corps.
Amortissement physiologique
L’amortissement du choc et physiologiquement assuré par une pronation au contact
du talon, par une flexion au niveau du genou, et une rotation interne du membre
inférieur.
Les vibrations
• Un phénomène vibratoire appartient aux mouvements à caractère périodique.
• Un mouvement se dit périodique s’il se répète, identique à lui même, à des
intervalles de temps successifs de même durée T.
La FREQUENCE
• Un mouvement vibratoire est un mouvement périodique rapide s’effectuant de
part et d’autre d’une position d’équilibre
• lame de couteau
• diapason
• La FREQUENCE“ N” est égale au nombre de périodes par seconde
• elle se mesure en Hertz et se trouve liée à la période t du mouvement par :
• N=1/T
Amortissement
• L’énergie se dissipe peu à peu la vibration s’amortit
• l’amplitude diminue progressivement.
chocs
• T = Fs / Fe
• le rapport entre la force d’entrée et la force de sortie doit être inférieur à 1
• un choc se caractérise par l’accélération en fonction de la vitesse.
• Un choc engendre sur le sujet réceptif une propagation vibratoire.
• Il faut interposer un filtre entre la source et le récepteur
L’onde de choc
• Un choc se caractérise par l’accélération en fonction de la vitesse
• Un choc engendre une propagation vibratoire
Absorbsion/restitution
• Un corps soumis à une vibration croissante va, pour une fréquence critique entrer
en vibration à sa fréquence de résonnance : les déformations sont maximales et
dangereuses
• LE FILTRE va jouer son rôle ensubstituant sa propre fréquence, évitant la
rupture
ABASbbbbbORBTION - RESTITUTION
• L’élasticité parfaite est représentée par le ressort pur
• l’amortissement total est représenté par le “dash pot” hydraulique
• le mariage de l’élasticité et de l’amortissement donne de la VISCOELASTICITE
• L’amortissement est un temps de retard entre l’action et la réaction
• l’amortissement empèche toute relance élastique
• l’élasticité permet la relance
• Tout corps amortissant ou déformable absorbe de l’énergie
•
•
•
La semelle va intervenir sur 4 dimensions ???
• Plan Sagital
• Plan Frontal
• Plan Horizontal
• + ???
•
Une Notion de Temps
•
•
• EXEMPLE “les tendinopathies d’Achille
•
• La dimension du temps :
Le sujet en antéposition doit contracter d’abord la chaîne plantaire et postérieure
pour avancer
Un autre va lancer la tête et le corps pour créer le mouvement vers l’avant
Il faut préparer le mouvement, en créant la dynamique, l’eefort sera moins fort et
moins long
Les sujets à pb d’ahille sont le plus souvent antepulsés, la compensation talonnière,
prescrite classiquement accentue cette ante pulsion et doit être discutée avant son
application
Sur les podométries, le premier temps du déroulement du pas sur la plate forme est
fortement diminué.
L’utilisation de matériaux différents va contribuer à modifier
Comparaison de rebonds :




Lancer d’une bille d’acier de 110 grammes
D’une hauteur de 52 cm
Sur un blc de carrelage de 2040 grammes
Température de la pièce 20°
INTERPOSITION DE DIFFERENTS MATERIAUX ET MESURE DU REBOND :
-
podiane : 19,7 mm
podiane I 2 : 27,04 mm
Podiane I 1.5 microperforé : 29,63 mm
viscotene vert 2.5 : 115,39 mm
Jogtene : 129,38 mm
viscotene beige 2 mm : 125,94 mm
Viscotene bleu 4 : 167,77 mm
• Le podiane + absorbe et transforme l’énergie en chaleur par effet joule
• le Jogtène absorbe l’énergie par déformation (la bille rebondit) il y a donc très
peu d’effet joule
L’utilisation d’un matériau à rebond limité va allonger le temps du pas concerné, va
constituer un filtre antivibrateur efficace,
L’utilisation d’un matériau avec un rebond plus important va placer un filtre
vibrateur, éviter l’onde de choc en retour du choc initial, et, une fraction de temps
après redonner un retour dynamique.
Il est possible d’imaginer, dans le cas d’une tendinopathie d’achille, d’associer
matériau à rebond limité en arrière, et un matériau plus rebondissant en avant, pour
chercher à équilibrer au mieux les différents temps de déroulement du pas,
perturbés chez ce sujet.
COMMENT FAIRE ?
•rappelons
Rétablir la physiologie du mouvement,
nous que le corps humain est un merveilleux organe d ’amortissement et
de transformation du mouvement
ENSUITE,
Complexer dans l ’orthèse plantaire, le matériau et, le plus souvent des assemblages
de matériaux, pour amener le filtre antivibrateur adapté, et également aménager les
rebonds.
ENFIN,
Contrôler par un bilan et des tests posturaux que tout ceci s ’intègre bien dans un
équilibre postural global
Définitions :
• Amortissement : diminution progressive d’amplitude dans un mouvement
oscillatoire. Le mouvement oscillatoire amorti est dit pseudo-périodique.
L’amortissement limite correspond à la frontière entre le régime périodique et
apériodique, il est alors critique
• Elasticité : propriété qu’ont certains corps de reprendre leur forme et leur volume
primitifs quand la force qui s’exerçait sur eux cesse d’agir
- Dureté : Propriété de ce qui résiste à la pression sans déformation par rapport à
l’état initial
- Fluage ou relaxation de déformation : caractéristiques que manifestent tous les
élastomères : accroissement graduel de la déformation au cours du temps sous
l’effet d’une charge constante
- Hystérésis : Taux d’énergie, en pourcentage, perdu par cycle de déformation.
- Indentation : Ecrasement ou pénétration produits par effet de pression ou de
choc
- Résilience : Rapport énergétique de restitution d’un élastomère entre la
déformation et le retour à la forme initiale.
- Rémanence : déformation que subit un corps après contrainte
- Résistance : capacité de transformation avant rupture
CONCLUSIONS
•
Nous avons la chance d ’avoir à notre disposition, maintenant, beaucoup de
matières de différentes qualité, et de pouvoir les assembler dans les semelles
que nous composons et fabriquons.
•
Il existe encore beaucoup d ’inconnus, et le coup de main, l ’expérience
compte encore pour une bonne part dans notre pratique.
•
Nous attendrons encore longtemps l ’analyse nous donnant la résultante de
toutes les fréquences, du sujet, de la semelle, de la chaussure, et du sol.
•
Notre génération a découvert et développé tous ces produits et des techniques
d ’adaptation au pied sur le sujet,
•
Je compte sur vous pour en trouver d ’autres et aller plus loin ,
et, ne l ’oubliez pas, les athlètes et sportifs de tout genre, comptent aussi sur vous
pour les aider à aller plus vite, plus fort,