Biomécanique

BIOMÉCANIQUE
COURS
Spécialité Athlétisme
SAMIHA AMARA
MKAOUER
BIOMÉCANIQUE
La Biomécanique est:
La description du mouvement humain
(cinématique)
L’analyse des facteurs physiques affectant la
production et le contrôle du mouvement humain
L’analyse des tensions (charges) réparties sur le
corps durant l’exercice
Samiha Amara Mkaouer
CENTRE DE GRAVITÉ
Point à partir duquel tout le corps se
met en action
 La position du CG peut être
modifiée en bougeant les
membres du corps
Samiha Amara Mkaouer
MOUVEMENT
MOUVEMENT
LINEAIRE
ANGULAIRE
GENERAL
Samiha Amara Mkaouer
DESCRIPTION DU MOUVEMENT - 1
Mouvement Linéaire
Toutes les parties du corps
voyagent exactement la même distance
dans la même direction
au même moment
à la même vitesse
décrit par: vitesse et direction. Ex: m/s NE
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DESCRIPTION DU MOUVEMENT - 2
Mouvement Angulaire
Le corps bouge suivant un
chemin circulaire autour d’un
axe de rotation
Pour les corps bougeant dans
l’espace, le centre de rotation
est le CG
décrit par: vitesse et axe de rotation. Ex: t/m sur
un long axe
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DESCRIPTION DU MOUVEMENT - 3
Mouvement Général
Une action complexe et
simultanée de mouvements
linéaires et angulaires d’un
corps
Le mouvement général est
normalement analysé en
étudiant ses composantes
séparément
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QUANTIFICATION DU MOUVEMENT
Mouvement
Linéaire
Angulaire
Déplacement
Distance
(mètre)
Angle
(degrés)
Taux de déplacement
(taille)
Vitesse
(m/sec)
Vitesse Angulaire
(degrés / sec)
Taux de déplacement
(taille et direction)
Rapidité
(m/sec)
Vitesse Angulaire
(degré /sec)
Changements du
taux de déplacement
ACCÉLÉRATION
(m/sec/sec)
ACCÉLÉRATION
Angulaire
(deg/sec/sec)
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ACCÉLÉRATION
L’Accélération intervient quand il y a:
une prise de vitesse ou un ralentissement du mouvement
un changement de direction du mouvement
un changement dans l’axe de mouvement angulaire
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FORCES
les forces ont la capacité de
modifier le mouvement d’un objet,
ex: elles l’accélèrent
le changement de direction
résultant de l’action d’une force
va toujours dans la direction de
l’action de la force
l ’analyser de l’action des forces
se fait en des termes 3-D de ses
composants
Les forces d’impulsion au saut en
hauteur ont trois composantes
1.
Parallèle à la barre
2.
Angle droit à la barre
3.
Verticale
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LOI DE NEWTON 1 - L’INERTIE
Un corps au repos demeure au repos. Un corps en
mouvement continuera de se mouvoir avec une vitesse et
une direction constante (ex: vélocité) à moins qu’une
force externe n’agisse sur lui.
Le lanceur applique une force sur la tête
du marteau à travers le câble. Cela
permet d’accélérer le marteau vers
l’intérieur et de le faire bouger sur un
chemin circulaire. Si le lanceur laisse
s ’échapper le marteau, sans appliquer
aucune force, la tête du marteau continue
alors sur un chemin rectiligne.
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LOI DE NEWTON 2 - L’ACCÉLÉRATION
Quand une force agit sur un corps, l’accélération produite est
proportionnelle à la force et dans la direction d’action de la
force.
FORCE = masse x accélération
ou
FORCE = changement dans l'élan (vitesse) ÷ temps
L’IMPULSION est la résultante de la force et du
temps à la produire
Impulsion (F x t) = changement dans la vitesse
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LOI DE NEWTON 3 - RÉACTION
Pour chaque action il existe une réaction égale et opposée
Cette action
applique une force
sur les blocks. La
réaction pousse
l’athlète vers l’avant
L’athlète applique
une force vers le
sol. La réaction
propulse l’athlète
dans l’air.
L’athlète applique une force
sur le câble du marteau. La
réaction ressentie est celle
d’une force extérieure tirant
sur le câble.
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CONSERVATION DE LA VITESSE
La vitesse ne peut être créée ni détruite dans un
système fermé
ex: la vitesse totale dans un système demeure
constante à moins d’une action de force
extérieure
Dyson
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CONSERVATION DE LA VITESSE
Le corps entier et le disque
sont en rotation, et le côté
gauche est bloqué. L'élan
(vitesse) du corps est alors
transmise au disque, - en
augmentant sa vitesse
La cuisse libre est montée à
l’horizontale et est ensuite
bloquée. Sa vitesse est alors
transmise au corps tout entier,
augmentant l’élévation.
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COMPOSANTES DE LA FORCE
Les Forces peuvent être divisées en des composantes
mutuellement perpendiculaires. Chaque composante de la force
peut alors être analysée séparément.
ACCELERATION
VITESSE MAX
DECELERATION
•Corps incliné vers l’avant
•Corps presque vertical
•Corps incliné vers l’arrière
•CG bien en avant du pied
•CG presque au-dessus du
pied
•CG en arrière du pied
•Composante d’avance large
•Composante d’avance
petit
•Composante de recul
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PUISSANCE
La Puissance est le rythme du travail exécuté
Puissance = travail accompli ÷ temps nécessité
Puissance = force x vélocité
Les mouvements puissants sont des mouvements rapides
Une grande production de puissance est nécessaire pour les
sauteurs, sprinters et lanceurs.
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MOMENT D’INERTIE
L’Inertie est la résistance d’un corps aux changements en
cours
Pour les mouvements angulaires cette résistance dépend de:
(a)
La masse de l’objet
(b)
La distribution de cette masse autour de l’axe de rotation
La combinaison de ces paramètres est appelée le MOMENT
D’INERTIE (I) et dépend de:
(a)
La masse
(b)
De la distance moyenne de cette masse de l’axe de rotation
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MOMENT D’INERTIE
INERTIE Forte
INERTIE Faible
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CRÉATION DE LA ROTATION
Samiha Amara Mkaouer
CONTRÔLE DE LA ROTATION
• En changeant le moment
d’Inertie:
Corps de forme longue – (I) forte
Corps de forme courte – (I) faible
• En créant des contres rotations
• Des rotations des bras et des
jambes en avant produisent une
rotation arrière du torse. Le
moment angulaire total demeure
constant.
Samiha Amara Mkaouer
PROJECTILES
La gravité agit sur tous les objets y compris ceux
en vol. La trajectoire d’un projectile (et donc la
distance qu’il parcours) dépend de l’action de la
gravité, friction (résistance de l’air), et des
paramètres de lancement/lâcher. Pour un vol
normal la trajectoire est parabolique.
Samiha Amara Mkaouer
PROJECTILES
La distance horizontale parcourue par le vol dépend de:
(a)
La vitesse d’envoi – plus la vitesse est grande = plus la distance sera
grande
(b)
La hauteur d’envoi – Plus la hauteur d’envoi est grande = plus la distance
sera grande
(c)
L’angle d’envoi – l’angle optimal est de ~ 45o
(d)
Des propriétés aérodynamiques de l’objet – ex: croisement des sections,
caractéristiques d ’élévation, particularités de la surface
Samiha Amara Mkaouer
MERCI
Pour votre attention
Samiha Amara Mkaouer
BIBLIOGRAPHIE
ALLARD P., BLANCHI J.P. 1996 : Analyse du mouvement humain par la
biomècanique. Décarie Editeur, Montréal
BLANCHI J.P. 2000 : Biomécanique du mouvement et A.P.S. Vigot, Paris
DUBOY J., JUNQUA A., LACOUTURE P. 1994 : Mécanique humaine Revu
EPS, Paris
HAY J. 1980 : Biomécanique des techniques sportives. Vigot, Paris.
SMAIL, A. 2009 : Manuel d’entraînement de l’athlète confirmé
SMAIL, A. 2011 : Manuel de l’animateur en athlétisme
Samiha Amara Mkaouer