TRAVAUX DE WORKSHOPS ( Le Mouvement Crawl).
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SP 2016 Le mouvement crawl Rapport réalisé dans le cadre du workshop d’anatomie fonctionnelle de M. Noirat Damien Barman, Antony Baudin, Youri Cortat, Yannick Bernard Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Table des matières 1. Introduction ......................................................................................................................................... 2 2. Anatomie ............................................................................................................................................. 2 2.1 Appareil locomoteur passif : os, articulations et ligaments .......................................................... 2 2.1.1 Tête et nuque ......................................................................................................................... 3 2.1.2 Ceinture scapulaire................................................................................................................. 4 2.1.3 Coude...................................................................................................................................... 5 2.1.4 Main........................................................................................................................................ 6 2.1.5 Tronc ....................................................................................................................................... 7 2.1.6 Bassin ...................................................................................................................................... 8 2.1.7 Jambes .................................................................................................................................... 9 2.2 Appareil locomoteur actif : muscles ............................................................................................ 10 2.2.1 Les muscles des membres supérieurs .................................................................................. 10 2.2.2 Muscles du dos ..................................................................................................................... 13 2.2.3 Muscles de la coiffe des rotateurs ....................................................................................... 14 2.2.4 Muscles antérieurs ............................................................................................................... 15 2.2.5 Muscles du cou ..................................................................................................................... 16 2.2.6 Muscles du tronc .................................................................................................................. 16 2.2.7 Muscles des membres inférieurs ......................................................................................... 16 3 Anatomie fonctionnelle ...................................................................................................................... 17 3.1 Déroulement du mouvement...................................................................................................... 17 Virage ou culbute .......................................................................................................................... 18 3.2 Mouvements, agonistes/antagonistes ........................................................................................ 18 3.2.1 Epaule et coude .................................................................................................................... 18 3.2.2 Poignet et doigts................................................................................................................... 20 3.2.3 Nuque ................................................................................................................................... 20 3.2.4 Virage.................................................................................................................................... 20 3.3 Posture et contraintes ................................................................................................................. 21 3.4 Extra............................................................................................................................................. 23 5 Conclusion .......................................................................................................................................... 24 6 Sources ............................................................................................................................................... 24 1 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 1. Introduction Le thème de notre travail de Workshop est le type de nage « crawl ». Nous allons analyser les mouvements des membres supérieurs lors de l’exécution de cette nage, tout en survolant également ce qui se passe au niveau des membres inférieurs. Nous avons trouvé intéressant de choisir ce thème car il s’agit d’un sport accessible à la majorité, et rares sont les personnes n’ayant jamais nagé. C’est un sport de compétition qui est cependant connu pour être également une activité de détente. Cet aspect nous a donné envie de creuser et d’analyser vraiment ce qu’il s’y passe, car la technique de la nage reste méconnue de la majorité des personnes ne faisant pas de compétition. Ce rapport nous sera d’autant plus utile en tant qu’étudiants en sport, car nous sommes confrontés régulièrement à la natation, sans être pour autant des nageurs chevronnés ayant une grande expérience dans ce sport. Nous avons, au fil des cours, remarqué que ce mouvement est beaucoup plus complexe que ce simple “battement” que nous croyons voir lorsque nous observons des nageurs professionnels. Que se cache-t-il donc derrière l’exécution de cette nage et quelle est la clé pour bien la maîtriser ? Répondre à ces questions est l’objectif de ce rapport. 2. Anatomie Pour décrypter le mouvement, il faut partir de la base anatomique. Ce chapitre est présent pour rappeler quelles structures du corps participent au mouvement. Le crawl est un mouvement cyclique qui utilise pratiquement toutes les parties du corps : la ceinture scapulaire et les extrémités supérieures ont le rôle principal de propulsion. La tête, le tronc et le bassin ont le rôle de maintien de la posture droite horizontale. Enfin, les extrémités inférieures, de la hanche au pied, ont celui de propulsion secondaire ainsi que de maintien. Nous allons revoir les points principaux de toutes ces parties du corps de haut en bas. 2.1 Appareil locomoteur passif : os, articulations et ligaments Pour commencer, voici un rappel des différents types d’articulation synoviale (qui ont une capsule articulaire qui entoure la jonction et les extrémités osseuses recouvertes de cartilage hyalin) : Enarthrose : insertion de deux surfaces sphériques l’une dans l’autre, présentant trois degrés de mouvement. Par exemple, l’articulation de la hanche. Condylienne ou ellipsoïde : insertion d’une paire de condyles (convexe) dans une autre paire de condyles (concave), présentant deux degrés de mouvement. L’articulation radiocarpienne est de ce type. En selle ou a emboîtement réciproque : emboîtement d’une surface convexe contre une surface concave perpendiculaire, présentant deux degrés de mouvement. Les articulations du pouce ou sterno-claviculaire sont de ce type. Trochoïde : roulement d’une surface convexe contre une concave, la présence d’une partie proximale et distale permet une rotation qui est le seul degré de mouvement de cette articulation. L’articulation radio-ulnaire est de ce type. Trochléenne : emboîtement d’une trochlée et d’une cochlée, le deuxième formant une sorte de pince, permettant un degré de mouvement à cette articulation. Le coude est une articulation de ce type. 2 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Arthrodie ou articulation plane : les surfaces articulaires sont planes et l’articulation a donc une infinité de degré de mouvement, mais peu de mobilité. L’articulation acromio-claviculaire est de ce type. A droite, un schéma de tous les os du squelette dont nous allons parler : 2.1.1 Tête et nuque Os Crâne (composé de l’os pariétal, frontal et articulé avec l’os de la mâchoire) 7 vertèbres cervicales, dont les deux premières sont : C1, l’atlas, et C2, l’axis Articulations Atlanto-axiale Ce sont en fait trois articulations synoviales, dont deux arthrodies latérales, qui se trouvent entre les facettes inférieures de C1 et les supérieures de C2, et une centrale, qui est trochoïde avec le dens de C2 qui s’insère dans C1 et est maintenu par le ligament alaire d’un côté et par le ligament croisé (composé de trois ligaments, dont le transverse) de l’autre côté. Les mouvements de ce complexe d’articulations sont surtout des rotations, sur l’axe vertical. Atlanto-occipitale C’est une articulation synoviale condylienne. Le crâne vient se poser sur les deux facettes articulaires supérieures, une capsule articulaire fibreuse fine faisant la jonction. Les membranes atlanto-occipitales lient aussi les deux os. Les mouvements possibles sont flexion/extension et flexion latérale à moindre amplitude. Axes Le complexe d’articulations de la nuque permet trois degrés de mouvement : flexion/extension, rotation gauche/droite et flexion latérale gauche/droite. 3 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 2.1.2 Ceinture scapulaire Os Sternum et cage thoracique Clavicule Scapula (omoplate) C’est un os plat qui possède un processus coracoïde et un processus acromial (acromion) sur la partie supérieure distale. Sur la partie dorsale, nous voyons aussi qu’il y a une protubérance (épine) qui sépare l’os en fosse sus et sous épineuse. Humérus Sur sa tête proximale se trouve la petite tubérosité devant et la grande derrière et entre deux se trouve une « gouttière ». Ce sont trois endroits clés pour l’attache des tendons musculeux. Articulations La liaison entre le tronc et nos extrémités supérieures se fait par l’articulation sterno-claviculaire. Ensuite, la clavicule est liée à la scapula par les articulations coraco-claviculaire et acromioclaviculaire, enfin, la scapula est liée à l’humérus par l’articulation gléno-humérale. Sterno-claviculaire C’est une articulation synoviale en selle reliant le sternum à la clavicule et au premier cartilage costal. L'articulation comporte un disque articulaire (ménisque) qui décrit deux capsules synoviales : une entre la clavicule et le sternum, l’autre entre la clavicule et le premier cartilage costal. Les ligaments principaux sont l’interclaviculaire, reliant les deux clavicules, les sterno-claviculaires antérieurs et postérieurs qui recouvrent la capsule, et le costo-claviculaire, reliant la première côte et la clavicule. Coraco-claviculaire et acromio-claviculaire Ces deux articulations sont de type synovial plan, elles lient la clavicule à la scapula en deux endroits. Elles utilisent une capsule synoviale qui est recouverte par les ligaments coracoclaviculaires, conoïdes et trapézoïdes pour la première, et acromio-claviculaires pour la seconde. Les deux processus sont reliés entre eux par le ligament acromiocoracoïdien. Gléno-humérale C’est une articulation synoviale énarthrose. La tête de l’humérus vient se loger dans un creux de la scapula que nous appelons cavité glénoïde. L’articulation en elle-même est très libre, car elle permet trois de 4 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 degrés de mouvement. Cependant, la tête du fémur n’étant qu’à un tiers sphérique et la cavité glénoïdale n’étant pas aussi étendue que la tête du fémur, des problèmes de fixation se posent. Il existe toutefois des moyens de renforcement. Tout d’abord, nous pouvons citer le ligament coraco-huméral et les ligaments gléno-huméraux (supérieur, inférieur, moyen et transverse) qui recouvrent la capsule synoviale. Il y a également un anneau fibro-cartilagineux sur le bord de la cavité, le bourrelet glénoïdal, qui permet d’augmenter la profondeur. Enfin, nous pouvons citer les tendons du biceps et du triceps qui ajoutent une tenue supplémentaire. Axes Ce complexe d’articulations de l’épaule permet 3 degrés de mouvement. Cependant, nous pouvons plus précisément considérer les mouvements de la scapula ou de l’humérus. Les premiers sont : élévation/abaissement de la scapula, adduction/abduction (rapprocher/éloigner de la colonne vertébrale) de la scapula et sonnette interne/externe (basculer le scapula en-dehors/en-dedans du corps). Si nous parlons de l’humérus, nous avons : adduction/abduction du bras, rotation externe/interne du bras et flexion/extension du bras (devant derrière). La circumduction est le mouvement qui permet au bras de faire un tour en entier, utilisant ainsi tous les autres types de mouvement. 2.1.3 Coude Os Humérus Ulna (cubitus) Radius Articulation Le coude fait la jonction entre le bras et l’avant-bras. Il réunit également les articulations huméro-ulnaire, huméro-radiale et radio-ulnaire. Huméro-ulnaire et huméro-radiale L’articulation principale est l’huméro-ulnaire. C’est une articulation synoviale trochléenne ; c’est-à-dire qu’au bout de l’humérus, entre les deux épicondyles, se trouve la trochlée qui ira se loger dans l’encoche prévue sur le coronoïde de l’ulna (l’incisure trochléaire). Une articulation secondaire est celle de l’humérus avec le radius. Sur la capsule synoviale liant les deux os, se trouvent les ligaments collatéraux ulnaires antérieurs, médians et postérieurs. Une articulation annexe lie le radius à l’humérus à partir de son incisure radiale. Elle est synoviale condylienne et utilise les ligaments collatéraux radiaux antérieurs, médians et postérieurs. Ces articulations permettent le premier degré de mouvement de l’avant-bras. 5 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Radio-ulnaire C’est une longue articulation synoviale trochoïde qui possède une partie distale et proximale. En fait, c’est simplement la liaison sur toute la longueur de l’ulna et du radius par une membrane interosseuse et la corde oblique. L’articulation proximale « fixe », est tenue par le ligament annulaire et l’articulation distale « mobile », est tenue par les ligaments radioulnaires antérieurs et postérieurs. Le seul mouvement possible est le roulement du radius sur l’ulna. Cette articulation permet le deuxième degré de mouvement de l’avant-bras. Axes Le coude a deux degrés de mouvements : flexion/extension et pronation/supination, la pronation étant la position où le radius est parallèle à l’ulna, et la supination celle où il effectue une rotation autour de l’ulna. 2.1.4 Main Os Radius Carpes Métacarpes Phalanges Articulation Les articulations de la main n’ont pas un rôle prépondérant dans la natation crawl. Elles seront donc citées, mais pas vues en détail dans ce rapport. Radio-carpale (poignet) L’articulation principale du poignet se fait entre le radius et le carpe, l’ulna étant séparé et n’ayant donc pas de rôle. C’est une articulation synoviale condylienne où la cavité glénoïde de l’extrémité inférieure du radius sert à loger le condyle des trois carpes de la première ligne (scaphoïde, semi-lunaire et pyramidal). De nombreux ligaments soutiennent la capsule synoviale, plutôt mince. L’articulation secondaire du poignet se trouve entre la première et la deuxième ligne de carpes (médio-carpales). Articulations de la main Dans la main se trouvent encore les articulations carpo-métacapriennes, métacarpophalangeales et phalangeales proximales et distales. 6 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Axes Le poignet possède un degré de mouvement : flexion/extension. Car la pronation/supination vient de l’avantbras. Les doigts possèdent deux degrés de mouvement : flexion/extension, adduction/abduction. 2.1.5 Tronc Os Colonne vertébrale (7 vertèbres cervicales, 12 dorsales, 5 lombaires, 5 vertèbres sacrales soudées et 4-5 vertèbres coccygiennes soudées) Cage thoracique Articulations Les articulations de la colonne vertébrale et de la cage thoracique sont importantes pour tout mouvement, mais n’ont pas de rôle majeur, mis à part dans la position du crawl. Elles ne seront donc pas traitées en détail. Intervertébrales La colonne vertébrale est un empilement de vertèbres qui sont de tailles et de morphologies sensiblement différentes selon leur position. Mais mis à part l’atlas, l’axis et les vertèbres soudées, toutes ont une articulation intervertébrale supérieure et inférieure plus ou moins semblable. Nous dénombrons trois articulations pour lier deux vertèbres, une centrale, qui utilise un disque intervertébral, et deux interapophysaires synoviales, où les deux apophyses postérieures supérieures s’articulent dans les deux apophyses postérieures inférieures. Ces articulations sont maintenues par les ligaments intervertébraux, interépineux, jaunes et interapohysaires, en plus de tendons musculeux. Vertébro-costales Les côtes sont liées devant par le sternum (sauf les côtes flottantes) et derrière par la colonne vertébrale. Il y a deux articulations synoviales qui lient vertèbres et côtes. La première est appelée costo-corporéale et lie la côte au corps de la vertèbre supérieure et inférieure (sauf exception). La deuxième, appelée costotransversale, lie la côte à l’arrière de la vertèbre correspondante (processus transverse) avec quatre ligaments. 7 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Axes et généralités Les mouvements de la cage thoracique sont essentiellement ceux d’abaissement/élévation, pour la respiration. Pour ce qui est de la colonne, la mobilité peut être très variable suivant les personnes, mais on a environ trois degrés de mouvement : flexion ventrale/dorsale et, dans un moindre mesure, flexion latérale gauche/droite et rotation gauche/droite (qui est limitée par les deux articulations interapophysaires). La courbure de la colonne vertébrale forme une alternation de lordose pour les parties cervicale et lombaire et de cyphose pour les parties dorsales et sacrococcygiennes. Selon notre posture, certaines de ces courbures peuvent être exagérées en cambrant ou courbant le dos. La question de la posture du dos lors de la nage en crawl sera abordée dans les chapitres suivants. 2.1.6 Bassin Os Colonne vertébrale (5 vertèbres sacrées et 4-5 vertèbres soudées coccygiennes) Os iliaque composé des parties iliaque, pubienne et ishium. Fémur Sa tête contient deux protubérances : le grand trochanter, côté externe, et le petit trochanter, côté interne, qui sont utiles pour l’attache de tendons musculeux. Articulations Le bassin est composé de l’os iliaque, réunit d’un côté par l’articulation du pubis et de l’autre, en passant par la colonne vertébrale, par l’articulation sacro-iliaque. Le bassin fixe peut être considéré comme un élément de soutien. Toutefois, le bassin mobile, lui, peut glisser vers l’avant, l’arrière ou sur le côté pour permettre, par exemple, des corrections de posture, des déhanchements ou le maintien de l’équilibre lorsque nous ne sommes que sur une jambe. La mobilité du bassin est propre à chacun. Elle peut être forcée si l’entrainement commence dès l’enfance, empêchant certains éléments sacro-iliaques de passer de cartilage à os. Les femmes ont un bassin un peu plus écarté que les hommes au niveau du pubis pour permettre l’accouchement, ce qui forme ce que l’on appelle couramment les hanches. 8 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Sacro-iliaque C’est une articulation synoviale plane. L’os iliaque est lié au sacrum par l’apophyse de la dernière lombaire et le ligament iliolombaire, ensuite par les apophyses sacrales et le ligament sacro-iliaque. Plus bas, nous trouvons aussi deux ligaments qui lient les sacrales à l’ischium : le ligament sacro-épineux et le sacro-tubéral. Leur but est de renforcer l’articulation sacro-iliaque, qui tend à s’écarter lorsque nous portons un poids important sur le haut du corps. Articulation pubienne ou symphyse pubienne C’est l’articulation cartilagineuse de type amphiarthrose, antérieure du bassin. Elle est très peu mobile, mais son écartement est possible pour la mise à bas. Coxo-fémorale (hanche) C’est une articulation synoviale énarthrose, comme la gléno-humérale. La tête du fémur vient se loger dans la cavité cotyloïde et est maintenue par le bourrelet cotyloïde (fibrocartilage). La capsule synoviale est entre le bourrelet et le col fémoral. Les ligaments ilio-fémoraux recouvrent la partie antérieure de la capsule alors que l’ischio-fémoral est du côté postérieur. Ce type d’articulation permet trois degrés de mouvement. Axe L’articulation coxo-fémorale permet trois degrés de mouvement : flexion/extension, adduction/abduction et rotation interne/externe. L’articulation sacro-iliaque permet plus ou moins un degré de mouvement : nutation avant/arrière qui consiste à basculer le bassin vers l’avant ou l’arrière. 2.1.7 Jambes Os Fémur Patella (rotule) Tibia Fibula (péroné) Astragale Calcaneum Tarses (dont le scaphoïde et les cunéiformes) Métatarses Phalanges Articulation Les articulations de la jambe ne jouent pas un rôle majeur dans le mouvement du crawl. En effet, le battement devrait se faire, en partant de la hanche, avec le genou tendu et le pied fléchit. Elles ne seront donc que citées dans ce rapport. Genou Tibio-fibulaire (proximale et distale) 9 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 C’est une articulation trochoïde, comme la radio-ulnaire. Elle permet la rotation du fibula sur le tibia. Talo-crurale Tarso-tarsales Tarso-métatarsales Métatarso-phalangiales Phalangeo-phalangiales (du pied) 2.2 Appareil locomoteur actif : muscles 2.2.1 Les muscles des membres supérieurs Deltoidus / Deltoïde Origine : Les 3 faisceaux du deltoïde s’insèrent sur le bord antéro-supérieur de la clavicule, sur le bord supéro-externe de l’acromion et sur le bord inférieur de l’épine de la scapula. Terminaison : Face externe de l’humérus, sur la tubérosité deltoïdienne. Fonction : L’insertion entoure l’articulation de l’épaule, ce qui permet au deltoïde de participer à tous les mouvements du bras. Abducteur principal du bras, il limite également l’ascension de la tête humérale. Le faisceau antérieur permet la flexion, la rotation interne et l’antépulsion de l’épaule. Le faisceau moyen permet l’abduction de l’épaule. Le faisceau postérieur permet l’extension, la rétropulsion et la rotation externe de l’épaule. Triceps brachii / Triceps brachial Origine : Le chef long du muscle prend son origine sur le tubercule infraglénoïdal de la scapula. Il passe devant le petit rond et derrière le grand rond. Le chef latéral provient de la face postérieure de l’humérus, du côté proximal du sillon du nerf radial. Le chef médial provient de la même face, mais du côté distal du sillon du nerf radial. Insertion : Les trois chefs du triceps brachial s’insèrent sur l’oléocrâne de l’ulna. Fonction : C’est un puissant fléchisseur de l’avant-bras au niveau de l’articulation gléno-humérale. Il permet l’extension du coude et la rétropulsion de l’épaule. Le chef long limite l’ascension de la tête de l’humérus au niveau de la cavité glénoïdale et permet la rotation médiale. Biceps brachii / Biceps brachial Origine : Le chef court s'insère sur l'apex du processus coracoïde de la scapula. Le chef long a son tendon d'insertion sur le tubercule supra-glénoïdien de la scapula. 10 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Insertion : Face postérieure de la tubérosité radiale (surface rugueuse du radius). Fonction : Il est un puissant fléchisseur du coude et supinateur de l’avant-bras. Il permet un mouvement de balance vers l’avant. Brachialis / Brachial Origine : Il part de la moitié distale de la face antérieure de l’humérus. Insertion : face antérieure de l'ulna Fonction : Il est fléchisseur du bras (associé au biceps brachial) au niveau du coude. Anconæus / Ancôné Origine : face postérieure de l'épicondyle latérale de l’humérus Insertion : face latérale de l'olécrane et la face postérieure de l'extrémité supérieure de l'ulna Fonction : Extenseur de l’avant-bras. Coracobrachialis / Coraco-brachial Origine : pointe du processus coracoïde de la scapula Insertion : face antéro-médiale de l'humérus, au milieu de sa diaphyse Fonction : élévation du bras, adducteur du bras (rotation interne). Brachioradialis / Long supinateur Origine : Bord latéral de l’humérus Insertion : apophyse styloïde du radius. Fonction : Il est fléchisseur du coude et porte l'avant-bras en supination si ce dernier est en pronation. Pronator quadratus / Carré pronateur Origine : quart distal de la face antérieure de l’ulna Insertion : quart distal de la face antérieure du radius Fonction : Il porte l’avant-bras et la main en pronation. Il permet aussi la stabilisation de l'articulation radio-ulnaire. 11 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Pronator teres / Rond pronateur Origine : Il possède deux chefs, un chef huméral et un chef ulnaire. Le premier provient de la face antérieure de l’épicondyle médiale du processus coronoïde de l’ulna. Le second provient de la face médiale du processus coronoïde de l’ulna. Insertion : Milieu de la face latérale du radius Fonction : Il porte l’avant-bras et la main en pronation. Il est également fléchisseur de l’avant-bras. Enfin, il permet la rotation de l'avant-bras, coude fléchi, en ramenant le pouce vers le corps. Extensor digitorum / Extenseur des doigts Origine : face postérieure de l’épicondyle latéral de l’humérus, ligament collatéral radial de l’articulation du coude et du faschia antébrachial. Insertion : Le muscle possède quatre tendons qui se dirigent vers les quatre derniers doigts. Chaque tendon se divise en deux faisceaux qui s’insèrent aux bords médiaux et latéraux de la base de la phalange intermédiaire, et se prolongent sur le bord dorsal de la phalange distale. Fonction : Il étend la phalange distale par rapport à l’intermédiaire, l’intermédiaire par rapport à la proximale et cette dernière par rapport à l’os métacarpien correspondant. Il étend donc la main sur l’avant-bras. Flexor digitorum / Muscle fléchisseur profond des doigts Origine : deux tiers supérieur de la face médiale et antérieure de l'ulna Insertion : Il se divise en 4 tendons au tiers inférieur de l'avant-bras, qui traversent le canal carpien à sa face profonde vers les 4 longs doigts. Les tendons entrent ensuite dans les articulations et se terminent à la base de la troisième phalange de chaque doigt. Fonction : flexion des articulations inter-phalangiennes distales des 4 longs doigts. Erector spinae / Elevateur de la scapula Origine : Il naît en quatre tendons sur le processus transverse de l'atlas (C1) et sur les tubercules postérieurs des processus transverses des vertèbres C2 à C4. Insertion : Il se termine par un seul tendon sur le bord interne de la scapula. Fonction : élévation de la scapula et rotation médiale de l’épaule. Eminence thénar Origine et insertion : partie antéro-supérieure de la main, sous le pouce. 12 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Fonction : Cette saillie musculaire est composée de quatre muscles qui interviennent dans l’adduction, la flexion, l’abduction et la rotation médiale du pouce, ainsi que pour amener le pouce en opposition des autres doigts. Eminence hypothénar Origine et insertion : la loge hypothénar Fonction : Cette saillie musculaire est composée de quatre muscles qui interviennent dans l’abduction, la flexion de l’auriculaire, ainsi que dans l’opposition de l’auriculaire par rapport aux autres doigts. 2.2.2 Muscles du dos Rhomboideus / Grand et petit rhomboïde Origine : Le grand rhomboïde s’attache sur les vertèbres T1 à T4, le petit rhomboïde s’attache sur les vertèbres C7 à T1. Insertion : Bord médial de la scapula. Fonction : Sonnette interne de la scapula, adduction et élévation de l’épaule. Son effet de rotateur sur la scapula lui permet un abaissement de l’épaule. Trapezius / Trapèze Origine : Le trapèze est composé des faisceaux supérieurs, moyen et inférieur. Le faisceau supérieur a une origine occipitale jusqu’ à la vertèbre C7, le faisceau moyen provient des vertèbres, cervicales, thoraciques et épineuses de C7 à T4, et le faisceau inférieur provient des vertèbres thoraciques et épineuses de T4 à T12. Insertion : Les 3 faisceaux s’insèrent respectivement sur le bord postérieur de la clavicule, sur le bord médial de l'acromion et sur le bord postérieur de l'épine de la scapula. Fonction : Adducteur et élévateur puissant de la scapula, ses 3 faisceaux lui permettent également l’abaissement des épaules, la rotation de la scapula lorsque l’abduction de l’humérus dépasse l’horizontale, ainsi que la rotation de la tête et la flexion du cou en arrière. Les 3 faisceaux permettent également un rapprochement des deux omoplates et une aide à la sonnette externe. Teres major / Grand rond Origine : Bord latéral de l’angle inférieur de la scapula Insertion : tête du tubercule mineur de l’humérus 13 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Fonction : Rotation interne de l’humérus et extension du bras au niveau de l’épaule. Il aide également à l’adduction de l’articulation gléno-humérale. La contraction des deux muscles permet de croiser les mains dans le dos. 2.2.3 Muscles de la coiffe des rotateurs Teres minor / Petit rond Origine : il naît aux deux tiers inférieurs de la face dorsale du bord latéral de la scapula. Insertion : Facette inférieure du tubercule majeur de l’humérus. Il envoie quelques fibres sur la capsule de l’articulation humérale. Fonction : Il provoque la rotation externe de l’épaule et aide légèrement à l’adduction de l’épaule. Il stabilise la tête de l’humérus. Infraspinatus / Infra-épineux Origine : Tiers médial de la fosse infraépineuse de la scapula et sur le fascia dont il est lui-même recouvert. Insertion : Facette moyenne du tubercule maeur de l’humérus. Il envoie quelques fibres sur la capsule de l’articulation humérale. Fonction : Rotateur externe de l’épaule et légèrement adducteur. Il permet aussi l’abaissement de la tête humérale. Supraspinatus / Supra-épineux Origine : Tiers médial de la fosse supra-épineuse et sur le fascia dont il est lui-même recouvert. Insertion : Capsule de l’articulation humérale et terminaison sur la facette supérieure du tubercule majeur de l’humérus. Fonction : Il coopère avec le deltoïde pour amener le bras en abduction. Il amène le deltoïde à l’abduction (même rôle mais insertions différentes). Subscapularis / Subscapulaire Origine : Face profonde antérieure de la scapula Insertion : Tubercule mineur de l’humérus Fonction : Sa fonction principale est la rotation interne du bras. Il intervient aussi dans l’adduction du bras. 14 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 2.2.4 Muscles antérieurs Pectoralis major / Grand pectoral Origine : Le grand pectoral possède trois faisceaux, qui proviennent de la partie interne de la clavicule, du sternum, des cartilages costaux et de l’aponévrose du muscle grand droit. Insertion : Crête du tubercule majeur de la face antérieure de l’humérus Fonction : Il agit dans de nombreux mouvements des bras : flexion, adduction et rotation interne. Il permet d’abaisser le bras lorsque ce dernier est en position haute et assure le début de la flexion de l’épaule lorsque le bras est baissé. Pectoralis minor / Petit pectoral Origine : Face antérieure des 3e, 4e et 5e côtes. Insertion : Partie horizontale de l’apophyse coracoïde Fonction : Il tire l’apophyse coracoïde en avant, en dedans et en bas, ce qui permet un abaissement de l’épaule. Il permet également la rotation médiale et l’antépulsion de l’épaule. Serratus anterior / Grand dentelé Origine : Il est attaché sur toutes les côtes sauf les côtes flottantes (côtes 1 à 10) Insertion : Bord médial et angle inférieur de la scapula Fonction : Il porte la scapula vers l’avant, et permet l’élévation et l’antépulsion de l’épaule. Il permet la sonnette externe de la scapula lors de l’abduction du bras. Latissimus dorsi / Grand dorsal Origine : Il naît sur la membrane tendineuse des vertèbres thoraciques, lombaires et sacrées, sur la crête iliaque et sur les 3 dernières côtes (10 à 12) Insertion : Sillon intertuberculaire de l’humérus Fonction : Rotation interne, extension de l’humérus. Il participe à l’adduction du bras. 15 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 2.2.5 Muscles du cou Sterno-cléido-mastoïdien Origine et insertion : Comme son nom l’indique, il est attaché au sternum, à la clavicule et au processus mastoïde de l’os temporal. Fonction : Il permet la flexion, l’inclinaison et la rotation de la tête. Sa contraction soulève la clavicule et le sternum. 2.2.6 Muscles du tronc Notre rapport s’intéresse particulièrement aux sollicitations musculaires des membres supérieurs lors de la nage ‘’crawl’’. C’est pour cette raison que l’analyse des muscles sollicités dans le tronc et les membres inférieurs ne seront pas analysés en détails. La nage en crawl nécessite une grande force du tronc pour pouvoir gainer la région abdominale et ainsi conserver une position plate et hydrodynamique, qui se caractérise par un alignement de l’axe tête-tronc-jambes. Pour ce faire, de nombreux muscles vont être sollicités. Tout d’abord les différents muscles abdominaux : les transverses et le grand droit sont contractés pour garder une tenue optimale et un bon alignement de la colonne. Les obliques sont également contractés pour éviter l’inclinaison ou la rotation de la colonne vertébrale. Les muscles postérieurs vont également se contracter : les 3 différents muscles du fessier (gluteus maximus, medius et minimus) permettent l’extension et l’abduction des hanches. Les autres muscles postérieurs, tels que les érecteurs du rachis (ilio-costal, longissimus et épineux), le carré des lombes et l’ilio-psoas stabilisent la colonne vertébrale et le bassin 2.2.7 Muscles des membres inférieurs Le battement de jambe du crawl sollicite la plupart des muscles des membres inférieurs. Cela dit, le but est d’atteindre un certain relâchement de la jambe pour pouvoir obtenir un battement fluide. Sur la partie antérieure de la jambe, les muscles les plus sollicités seront les quadriceps, qui permettent l’extension du genou, la flexion de la hanche et la rotation de la jambe. Le muscle sartorius est utilisé pour l’abduction, la flexion et la rotation externe de la hanche, ainsi que pour la flexion du genou. La rotation interne du genou est assurée par le muscle poplité. Le tibial antérieur permet l’adduction et la supination du pied. Enfin, les muscles longs et courts fibulaire (peroneus brevis et longus) participent à l’extension du pied sur la jambe, mais surtout à l’éversion du pied. La partie postérieure de la jambe regroupe, pour la partie supérieure, les ischio-jambiers (semitendineux, semi-membraneux, biceps fémoral) qui permettent la flexion du genou et la rotation interne et externe. La partie inférieure est composée du triceps sural (gastrocnémiens et muscle soléaire) qui provoque la flexion plantaire et celle du genou. Le muscle tibial postérieur permet la flexion plantaire, et également la rotation interne et l’adduction. 16 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Enfin, les adducteurs (pectiné, gracile, grand, court et long adducteurs) permettent l’adduction et la rotation interne et externe de la jambe. 3 Anatomie fonctionnelle 3.1 Déroulement du mouvement En crawl, un cycle de mouvement de bras peut être divisé en plusieurs phases représentées dans la figure ci-dessous : Afin de faciliter la compréhension de la description qui va suivre, seul le bras droit sera considéré. En commençant l’analyse à la position 1, nous pouvons voir que celui-ci est tendu vers l’avant et appuyé contre la tête qui regarde vers le bas (bras parallèle à l’axe longitudinal et regard parallèle à l’axe antéro-postérieur). Il s’agit de la prise d’appui. Le bras va ensuite s’immerger (début d’extension de l’épaule) tout en initiant une flexion du coude pour se préparer à la poussée (voir positions 2 et 3). Il s’agit de la phase de traction. Après la phase de traction, une rotation interne de l’épaule est effectuée ; c’est-à-dire que le coude, maintenant fléchi, est ramené contre le tronc. En même temps, le mouvement d’extension de l’épaule est poursuivi jusqu’à ce que le bras soit de nouveau tendu dans l’axe longitudinal, mais vers l’arrière cette fois-ci. Ce mouvement, représenté par les positions 4 à 6, est appelé la poussée. Il est important de noter que la poussée suivie de la phase de traction engendre un mouvement général du bras immergé décrivant un S. Cette forme de mouvement, caractéristique du crawl, constitue un moyen mnémotechnique efficace pour permettre aux débutants d’effectuer le mouvement correctement. A la fin de la poussée, le bras doit être ramené à la position 1 pour finaliser le cycle. Pour ce faire, une combinaison de flexion du coude, d’abduction et de rotation externe de l’épaule est nécessaire (voir 17 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 positions 7 à 10). Finalement, le coude est à nouveau étendu de manière comparable à la position de départ (voir positions 11 et 12). L’ensemble de ce mouvement désigne le retour aérien du bras. Virage ou culbute A l’approche du bord de la piscine, une culbute est effectuée par flexion de la hanche. Afin d’optimiser l’efficacité de ce mouvement, les avant-bras sont ramenés au maximum près du corps grâce à une flexion des coudes. Une fois sur le dos, bras et jambes sont à nouveau déployés et une poussée contre le bord de la piscine est effectuée à l’aide des jambes. Enfin, une vrille est nécessaire pour revenir sur le ventre. 3.2 Mouvements, agonistes/antagonistes 3.2.1 Epaule et coude Phase 1 Si nous considérons tout d’abord la position bras tendu vers l’avant (prise d’appui), on peut relever que cette position correspond en fait à une flexion extrême de l’épaule combinée à une extension du coude, mobilisant donc les muscles suivants : Mouvement Agoniste(s) Antagoniste(s) Deltoidus Flexion de l’épaule Serratus anterior Latissimus dorsi Levator scapulae Trapezius inferior Trapezius superior Rhomboideus major Erector spinae Extension du coude Triceps brachii Biceps brachii Brachialis Le premier mouvement nécessite quelques précisions. Le deltoïde (deltoidus) permet l’abduction du bras. Puisqu’un mouvement de sonnette externe de l’omoplate est nécessaire pour effectuer cette abduction, le grand dentelé (serratus anterior) est également sollicité. Le trapèze supérieur (trapezius superior) et le muscle élévateur de l’omoplate (levator scapula) permettent l’élévation de l’omoplate et donc de l’épaule, qui est nécessaire pour maintenir une telle position. Enfin, afin de garder le dos droit, les muscles érecteurs de la colonne vertébrales (erector spinae), et plus précisément ceux situés du côté opposé du bras adoptant cette position, se contractent pour éviter une flexion de la colonne. 18 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Phase 2 De la position tendue vers l’avant, le bras va ensuite s’abaisser pour effectuer le mouvement en S (phase de traction et poussée). Ceci correspond à un mouvement d’extension de l’épaule couplé à un mouvement de rotation interne de cette même articulation et à une nouvelle extension du coude. De tels mouvements impliquent les muscles suivants : Mouvement Agoniste(s) Latissimus dorsi Extension de l’épaule Rhomboideus major Trapezius inferior Rotation interne de l’épaule Extension du coude Antagoniste(s) Deltoidus Serratus anterior Levator scapula Trapezius superior Subscapularis Infraspinatus Teres major Teres minor Triceps brachii Biceps brachii Brachialis Dans le premier mouvement, le rhomboïde (rhomboideus) permet la sonnette interne de l’omoplate permettant l’extension de l’épaule, alors que le trapèze inférieur (trapezius inferior) initie un abaissement de l’omoplate et de l’épaule. Il est également important de préciser que cette phase de poussée inclut un mouvement flexion du coude (voir position 2 de la section « déroulement du mouvement »), mais ce mouvement n’entraînant pas de résistance de l’eau et donc ne nécessitant qu’un effort musculaire minime, les muscles qui actionnent celui-ci (biceps brachii et brachialis) ne sont en conséquence pas mentionnés dans le tableau ci-dessus. Phase 3 Une fois la poussée terminée, le retour du bras vers la position de départ doit être effectué (retour aérien du bras). Pour ce faire, un premier mouvement d’abduction et de rotation externe de l’épaule est effectué, suivi d’une flexion de l’épaule et d’une extension du coude (voir position de départ) : Mouvement Abduction de l’épaule Rotation externe de l’épaule Agoniste(s) Supraspinatus Deltoidus Antagoniste(s) Pectoralis major Infraspinatus Subscapularis Teres minor Teres major Lors du premier mouvement, le sus-épineux (supraspinatus) initie le mouvement dans les premiers 15 ° d’abduction, le deltoïde (deltoidus) prenant la relève lorsque l’abduction dépasse cette amplitude. Ici aussi il est également possible de noter une flexion du coude, mais encore une fois, l’engagement musculaire lors de ce mouvement est négligeable. 19 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 3.2.2 Poignet et doigts En ce qui concerne l’ensemble du mouvement des bras, et plus particulièrement la poussée, il est important de noter qu’une flexion constante du poignet est effectuée afin de contrer la résistance de l’eau lors du mouvement d’extension de l’épaule. De même, les doigts doivent être en légère flexion pour la même raison, et serrés (adduction) afin de maximiser l’efficacité de la poussée. C’est pourquoi les muscles suivants sont impliqués : Mouvement Agoniste(s) Antagoniste(s) Flexion du poignet Flexor digitorum Extensor digitorum Flexor digitorum Flexion des doigts Eminence thénar Extensor digitorum Eminence hypothénar Adduction des doigts Eminences thénar et hypothénar Les muscles qui composent les éminences thénar et hypothénar ne sont pas spécifiés. Il s’agit de tous les muscles adducteurs et fléchisseurs des doigts se trouvant dans la main. 3.2.3 Nuque Au niveau des mouvements de rotation de la tête nécessaires pour respirer (positions 5 à 8), seul le sterno-cléido-mastoïdien (sternocleidomastoideus ou SCM) a été considéré. Ce muscle est présent de chaque côté du cou, le muscle du côté opposé à la rotation initiant cette dernière ; c’est-à-dire que si nous voulons tourner la tête à droite, le SCM gauche est mobilisé et le SCM droit est antagoniste et inversement si nous tournons la tête à gauche. 3.2.4 Virage Lors de l’amorçage du virage, les avant-bras sont ramenés au corps et la culbute avant est effectuée, ce qui correspond à une flexion du coude et de la hanche : Mouvement Flexion du coude Flexion de la hanche Agoniste(s) Biceps brachii Brachialis Rectus abdominis Antagoniste(s) Triceps brachii Erector spinae Lors d’un mouvement de flexion de la hanche, l’ilio-psoas est également fortement sollicité, mais étant donné que notre thème porte principalement sur les membres supérieurs, il n’est pas mentionné dans le tableau ci-dessus. 20 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Lors de la phase de propulsion du virage, les mouvements inverses sont exécutés, à savoir une extension de la hanche et du coude : Mouvement Antagoniste(s) Extension du coude Triceps brachii Extension de la hanche Erector spinae Agoniste(s) Biceps brachii Brachialis Rectus abdominis 3.3 Posture et contraintes Comme dans tous les sports, le mouvement à la natation est déterminé par toutes les forces agissant sur le nageur et produites par lui-même. Mais contrairement à la majorité des sports où les forces de résistance seront liées à l’air, elles sont ici créées par le contact du nageur avec l’eau. Les forces de résistance seront donc plus grandes, mais ceci est équilibré car les forces produites par le nageur sont également plus fortes, dû aux propriétés de l’eau. Il faut donc bien les connaître afin de bénéficier au maximum de ces forces. Il y a plusieurs types de force de résistance : 1. La force de résistance frontale : c’est la force qui sera appliquée par l’eau sur la surface du nageur faisant face à la direction dans laquelle il avance. Si nous prenions une photo d’un nageur depuis l’intérieur de la piscine lorsqu’il nage vers nous, nous verrions très bien la surface sur laquelle s’applique cette force. En comparant 2 différents nageurs, celui ayant la plus petite surface aurait la plus petite résistance. 2. La force de résistance de forme : c’est la force appliquée par l’eau qui longe notre corps lorsque nous avançons. Elle est déterminée par les caractéristiques morphologiques du nageur ainsi que par la facilité que l’eau à glisser sur lui. C’est pour réduire cette force que les nageurs portent des bonnets et se rasent les jambes. 21 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 3. La poussée d’Archimède : c’est la force appliquée par l’eau en réponse à la force que le nageur lui oppose, elle nous pousse donc vers le haut, comme le dit la loi d’Archimède. 4. La force de résistance de vague : c’est la force créée par nos mouvements dans l’eau. Quand nous nageons, nous créons une “pente” liquide (ici à l’abaissement du bras) qui crée une zone de dépression à l’arrière que le nageur doit surmonter. Les forces de résistance seront plus ou moins grandes en fonction de la posture du nageur. Pour le crawl, mais également pour toutes les autres nages, une posture idéale est une posture la plus horizontale possible, car certaines nages posent des contraintes ne nous permettant pas d’être complètement à l’horizontale. Dans notre cas, nous parlons du crawl : cette posture est donc réalisable. Une position horizontale favorise la glisse et réduit les résistances. Cependant, notre position varie pendant le crawl, il y a donc des moments où la position horizontale est difficile à maintenir, par exemple lors de la respiration. La position de la tête exerce une grande influence. Avant la respiration, la position optimale de la tête est dans le prolongement de la colonne, le regard vers le fond de la piscine. Le déclenchement de la respiration se fait lorsque le bras qui va passer devant pour nous propulser est dans sa phase aérienne. Mais une respiration mal exécutée peut nuire à la performance ! Il y a plusieurs points importants à veiller lors d’une inspiration. Premièrement, il faut tourner la tête le moins possible, idéalement la sortir jusqu’à avoir la moitié du visage à découvert. Ceci permet de ne pas venir perturber le roulis des épaules. Deuxièmement, il est conseillé d’expirer son air avant le moment de la respiration, ceci nous permet de raccourcir le temps de respiration, car une fois la bouche hors de l’eau, il ne reste plus qu’à inspirer, plutôt que de devoir faire une expiration suivie d’une inspiration. Pour maintenir une posture idéale tout au long de la nage, 2 éléments sont très importants. En premier, le gainage. Il permet de maintenir la ceinture abdominale dans le prolongement du tronc, mais également de maintenir le bassin afin de pouvoir placer les jambes dans la ligne continue du corps. Un bon gainage permet de réduire la force de résistance frontale. En deuxième, l’allongement. Il est important de vouloir allonger son corps au maximum, car cela permet de réduire la force de résistance de forme. Une grande amplitude lors de nos mouvements permet également de maintenir un rythme régulier, ainsi que d’avoir de meilleurs mouvements de bras, pour avoir une surface d’appui plus grande et donc se propulser plus fort. 22 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 Il y a encore d’autres choses à prendre en compte pour éviter d’avoir une mauvaise posture. Par exemple, il faut bien s’assurer que le roulis de notre corps lorsque nous nageons le crawl parte des épaules et non du bassin. Un bassin qui tourne sur lui-même et s’enfonce successivement sur les côtés augmente la résistance frontale. Un élément plus technique mais qui a son importance est le placement de notre centre de gravité. Le centre de gravité doit être maintenu le plus haut possible, afin qu’il ne vienne pas en dessous de notre centre de masse, ce qui causerait l’abaissement de nos jambes. 3.4 Extra Nous connaissons maintenant les postures favorables au crawl, et ce qu’il faut faire pour optimiser sa technique. Mais même avec une technique parfaite, certaines personnes restent tout de même meilleures, à quoi est-ce dû ? Quelles sont les prédispositions favorables pour bien nager le crawl ? Nous allons nous baser sur Michael Phelps, qui aurait le corps “idéal” du nageur. Il mesure 1,93 m, ce qui lui donne une grande surface de glisse, ainsi que la possibilité de bien pouvoir s’allonger et d’aller chercher l’eau encore plus loin. Cependant, la taille n’est pas un facteur déterminant pour être prédisposé à la natation. En effet, il n’est pas le plus grand nageur mais arrive quand à même à la première place. Ce qui aide Phelps pour bien nager, c’est sa proportion des membres. Avec son envergure de bras de 2,03 m, il a une surface de contact avec l’eau très grande, ce qui lui permet de se propulser très loin et fort. Il a également de petites jambes, ce qui lui est profitable, car avec le même gainage qu’une personne de 10 centimètres de plus de jambes, il les maintient plus facilement dans la ligne de son corps. Ses jambes ont la taille d’une personne mesurant 1,80 m et qui est équitablement proportionné. Elles l’aident également lors de la poussée après la culbute, étant petites et puissantes, elles ont une grande explosivité, lui permettant de repartir très vite. Ses jambes ont beau être relativement petites, il chausse tout de même du 47, ce qui lui permet de fouetter une plus grande zone d’eau et donc d’améliorer sa propulsion. Allant de pair avec ses pieds, Michael Phelps est doté de mains très grandes, allongeant encore ses bras déjà longs pour exécuter des coulées encore plus longues, lui ayant valu bien des victoires. Avec toutes ses caractéristiques physiques, il se fait surnommer l’homme-poisson, et sa morphologie a même été analysée par des chercheurs américains, le décrivant comme le nageur parfait. Nous voyons donc que pour être un bon nageur, l’entraînement est primordial, mais la génétique peut parfois faire pencher la balance. 23 Anatomie fonctionnelle Le mouvement crawl SP 2016 5 Conclusion Après avoir analysé le mouvement du crawl, nous avons remarqué qu’il était très complexe. Nous ne pensions pas qu’autant de facteurs entraient en jeu pour pouvoir l’exécuter de manière optimale. C’est une nage qui fait travailler beaucoup de muscles dans le corps. Ces sollicitations font de la natation un sport complet, combinant à la fois un gain en coordination et en endurance. Sur le plan de la santé, la natation se rapproche du sport idéal : système cardiovasculaire, travail des articulations sans pour autant les traumatiser, et bien évidemment le travail de nombreux muscles. Il est le sport doux par excellence, accessible à tout le monde, peu importe l’âge, la condition physique, la santé ou le poids. Un sport complexe, nécessitant force, précision, forte coordination et abnégation. 6 Sources Introduction, conclusion, posture et contrainte 03.05. 2016 : http:// www.tomroud.cafe-sciences.org 02.05. 2016 : http://www.chironoirat.ch/UNIFR2016/ 02.05. 2016 : http://www.pubmed.com 02.05. 2016 : Encyclopedia universalis 03.05. 2016 : http:// www.swimmingscience.net 03.05. 2016, images : http://fr.m.wikihow.com/nager-plus-vite Muscles 28.04. 2016 : Jürgen Weineck, Sportanatomie, 18. Auflage 29.04. 2016 : http://www.membre-main.net/muscles-hypothenars.htm 02.05. 2016 : Cours d’anatomie descriptive MO.0630 02.05. 2016 : Sheila TAORMINA, Kraul-Schwimmen wie die profis 04.05. 2016 : http://sante.lefigaro.fr/sante/organe/muscle-sterno-cleido-mastoidien/quelleest-sa-fonction 04.05.2016 : wikipédia muscle, dont les sources sont : o Ahmed Mellal. 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