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XXIXème Olympiades Nationales de la Chimie

La chimie et le sport…

"Plus fort, plus haut, plus vite" disait Pierre de Coubertin, connu pour avoir donné un souffle nouveau aux Jeux Olympiques. Cette citation reflète l'esprit sportif actuel; le monde du sport cherche par tous les moyens à augmenter les performances, à améliorer les résultats, à battre les records. Ces objectifs sont atteints en grande partie grâce à une évolution des matériaux. Cette dimension matérielle du sport prend une importance de plus en plus conséquente et est désormais non négligeable pour un sportif car elle favorise l'évolution de ses performances.

« La performance des champions s'arrête là où commence celle des matériaux  »

Mercredi 16 octobre nous sommes allés assistés à une conférence de Mme Savary, membre de la société Arkema, sur le thème de la chimie et du sport, intitulée:

" Les élastomères thermoplastiques : des matériaux incontournables pour le sport "

A l'issue de cette conférence nous avons décidé de choisir pour notre projet olympiades de chimie le thème suivant :

" Plus fort, plus haut, plus vite : Les matériaux au service du ski."

XXIXèmes Olympiades Nationales de la Chimie 2013/2014

Plus haut, plus fort, plus vite………. plus chimique !

XXIXèmes Olympiades Nationales de la Chimie 2013/2014

Exemple de produit développé par Arkéma : Pebax® Rnew et la chimie du végétalUtilisé aussi bien dans les chaussures de sport que dans le fil

dentaire ou les cathéters, cet élastomère présente des propriétés exceptionnelles : flexibilité, résistance au froid, solidité, facilité de mise en œuvre, absorption des chocs. Récemment, Arkema est parvenu à opérer une transition vers un Pebax® bio-sourcé issu jusqu’à 90% d’huile de ricin.

Au final, ses performances dépassent même celles du Pebax® classique: toujours aussi léger, mais avec une meilleure résistance thermique et une plus grande élasticité à basse température. Tout récemment, Arkema a réussi à développer un Pebax®

Rnew issu à 100% de matières premières végétales.Le double objectif de performance et de respect de l’environnement est atteint.

Une expérience simple Réaction rapide entre un chlorure d’acide et une diamine Synthèse par polycondensation : + liaisons hydrogène

Le nylon découvert par W. H. Carothers dans les années 1930 est extrêmement utilisé dans les tissus synthétiques pour ses propriétés remarquables et son faible prix de revient.

Pour ce nylon 6/6, on se propose de faire réagir deux solutions sous une hotte ventilée : - une solution organique à 5% de dichlorure d’hexanedioyle

- une solution aqueuse d’hexane-1,6-diamine

L’acide décanedioïque

1,6-diaminohexane

Rappel: réactivité / propriété des molécules

Molécule : Propriétés physico-chimiques ou biologiques

Molécule + groupe fonctionnel : réactivité chimique nouvelle molécule

2 groupes fonctionnels polymères, matériaux : modulation des propriétés

Rappel : les matériaux créer des forces

Créer des liaisons entre les molécules ou les polymères

- Liaisons hydrogène - Liaisons ioniques - Interactions électrostatiques

- Liaisons hydrogène - Liaisons ioniques - Interactions électrostatiques

Molécules « tridimensionnelles » Principe des adhésifs

Skier

Skis : Un mélange de produits synthétiques a remplacé le bois/métal Structure supérieure

mousse de polyuréthane + fibre de verre + plastiques époxy… et récemment la fibre aramide (dérivée du Kevlar) Couche inférieure = polyéthylène

Assurer la glisse : le fart

kinésithérapeute OU TAPING NEUROMUSCULAIRE

Depuis plus de trente ans, nous utilisons couramment des bandages adhésifs élastiques ou non (élastoplaste, strappal…), tant en rhumatologie qu’en médecine du sport. Mais ces dernières années, les sportifs arborent de bien curieux bandages de différentes couleurs et formes .

Contrairement aux apparences, il ne s’agit pas d’un effet de mode mais bien d’une méthode «révolutionnaire» mise au point au Japon dans les années 70 par le Dr Kenzo Kase (Chiropracteur et Kinésiologue).

Tape élastique Leukotape K • Masse adhésive ondulée • 97% coton,3% spandex/acrylate • Le matériau est adapté aux propriétés de la peau

•Encollage de la masse adhésive «sinusoïde» •La bande est pré-étirée sur le support •Repères de coupe sur la protection •Les couleurs •Les dimensions 2.5 / 5 / 7.5 cm

LES BANDES: composition chimiques

Spandex permet un degré d’étirement si important qu'il n'est jamais employé à 100% dans un tissu. Le Spandex, également connu sous le nom d'élasthanne, a été synthétisé pour la première fois en 1959 par un scientifique (Joseph C. Shivers) travaillant pour Dupont. Le spandex consiste en une longue chaîne de fibres polymères synthétiques, interrompue par des segments doux et caoutchouteux de polyester ou de polyéther polyols.

Son unicité réside dans sa capacité à être étiré. Il s’étire jusqu'à 600% et, encore plus important, recouvre sa forme originale. Les fibres de spandex (Dupont emploie la marque de commerce Lycra pour sa fibre déjà baptisée spandex) permet à un vêtement de s’adapter au corps mariant approximativement 20-27% de spandex et fournissent suffisamment d’élasticité et de rétablissement pour remplir sa fonction. Le spandex reste un fil qui n’offre pas beaucoup de force et ainsi, le mélanger à d'autres tissus crée un vêtement plus stable et plus durable.

Les acrylates sont des polymères de la famille des vinyles. Les acrylates sont bien sûr composés de monomères acrylates, et il est temps d'expliquer de quoi il s'agit. Les monomères acrylates sont des esters qui contiennent des groupes vinyles, c'est-à-dire deux atomes de carbone doublement liés, directement attachés au carbone du groupe carbonyle. Le liant était constitué avant guerre par le seul caoutchouc, soit sous forme de latex naturel, soit sous celle de latex artificiel à base de déchets de caoutchouc.

L'arrêt des importations a nécessité pendant la guerre son remplacement par des résines artificielles : ce sont des mélanges de produits provenant de la polymérisation de chlorures, acétates ou acrylates de vinyle, de butadiène, isoprène ou autres substances semblables, mais ils peuvent également contenir, le cas échéant, du latex naturel ou artificiel, des caséines, de la colle de résine ou d'amidon, de l'algine ou des émulsions de bitume.J.

Les Acrylates

Le coton : propriétés exceptionnelles de gestion de l’humidité Le coton, la fibre utilisée pour notre toute première couverture à la naissance, notre premier pyjama, est souvent associé à la douceur de notre enfance et reste un sentiment éternel de confort. En regardant les étiquettes de produits d’habillement, il est toujours rassurant de voir un pourcentage de coton dans son contenu en fibres. Cette fibre naturelle a une histoire très longue, car elle est probablement la première fibre végétale à être tissée en un vêtement. Les archéologues croient que du coton a été employé dès 12 000 av. J.C. en Égypte et au Mexique il y a environ 7000 ans. Déjà, à la fin du 16e siècle ap. J.C., du coton était cultivé dans le monde entier, principalement dans les climats tropicaux secs et subtropicaux; des champs de coton ont été trouvés en Afrique, en Eurasie et en Amériques. Le coton a contribué de manière significative à la formation du monde dans lequel nous vivons parce qu’il était responsable de l’explosion économique des É.-U. aux 18e et 19e siècles. Le coton est une fibre naturelle toujours employée extensivement aujourd'hui parce qu'aucune fibre synthétique n'a jamais pu la remplacer. Il est si naturel qu'une fois tissé dans un matériau textile, les graines de coton sont encore visibles et peuvent seulement être enlevées par un processus spécial. Les propriétés exceptionnelles du coton par rapport à la gestion d’humidité le rendent le tissu le plus confortable pour porter en contact avec la peau, même avant la soie qui a une tendance à nous faire ressentir plus froid. Fortement hydrophile, le fil de coton a la capacité d’enlever l’humidité de la peau la laissant plus sec que n'importe quel autre fil. Le pouvoir absorbant du coton étant de 8%, ceci est suffisant pour maintenir la peau humaine sèche pour des usages normaux et en conditions atmosphériques normales. Cette sensation d’être au sec est ainsi associée à un sentiment de confort accru par la douceur de la structure de fil, le résultat de millions de fibres relâchées qui sont elles-mêmes douces et malléables. Pour maximiser son aptitude à être lavé et sa longévité, le coton est fréquemment mélangé à des fils artificiels tels que le nylon ou le polyester. Les uniformes militaires des Canadiens et des États-Uniens sont fait à partir d'un mélange 50:50 de coton et de nylon, ainsi un compromis utile entre le confort et la longévité.

Or, d'argent et de bronze n'étaient pas les seules couleurs qui décorent les jeux olympiques de Sotchi. Certains athlètes portaient des bandes tapes ayant de multitudes de couleur à signaler : les bandes roses, bleus et noir. Ces bandes sont populaires car elles accélèrent la guérison sans limiter l'amplitude des mouvements. La bande tire la peau légèrement vers le haut, permettant plus au sang de circuler dans la région blessée. La bande peut durer cinq jours, même sous la douche.Dans le monde du ski, amateur ou professionnel, on rencontre plusieurs genres de blessure et fréquemment, la blessure de la cheville qui est due à l’entrainement intensif dans le but d’améliorer sa performance. Bande tape, un adhésif athlétique populaire contribue à protéger le tendon de la surexploitation et donc de la blessure.

Dans la littérature, certains auteurs attribuent une importance à la couleur de la bande choisit pour « taper ».

Les 4 couleurs de base des bandes Kinésiotex, sont le noir, le rose, le bleu et la couleur chair.

Leurs symboliques en « chromothérapie » sont :➢Le rose : effet stimulant, chauffant, régénérant, cicatrisant…➢Le bleu : effet rafraichissant, anti inflammatoire…➢Le noir : effet apaisant➢La couleur chair : neutre

Caractéristiques

Ces bandages de taping se distinguent des autres bandages par des propriétés bien étudiées qualitativement pour se soucier des effets néfastes pouvant nuire au bon fonctionnement du corps (allergie, portabilité, et aisance). Les particularités de la bande de taping peuvent être résumées en dix points : • Il est formé de fibre en coton et de fibres élastiques • Il a la même épaisseur que la peau, le patient va l’oublier sur lui ! • Il laisse les pores de la peau respirer, l’effet transpiration est faible • Il résiste à l’eau • Il peut rester sur la peau jusqu’à une semaine • Il ne laisse pas de résidus collants sur la peau une fois enlevé • Il ne contient aucune substance médicamenteuse ou chimique • Il ne contient pas de latex • Une colle acrylique hypoallergénique entre dans sa composition • Il existe dans plusieurs colorisAfficher le contenu coupé

Les effets du bandage neuromusculaire, sont directement liés à la tension appliquée à la bande.

Les bandes ont des propriétés élastiques, et après avoir été étirées, elles reprennent leur longueur initiale.

Lorsqu’elles sont collées sur la peau, celle-ci est soumise à une forcepour éviter que la bande ne reprenne sa longueur initiale.Cette force par unité de surface est appelée la tension.Cette tension dépend donc du pourcentage d’étirement de la bande

Le TAPING NEUROMUSCULAIRE est une façon différente d’aborder les désordres musculaires, tendineux, ligamentaires et circulatoires.

Le strapping classique crée une stabilisation articulaire en limitant les amplitudes mais exerce une pression sur la zone lésionnelle ce qui induit une réduction de la circulation sous cutanée.

Le taping neuromusculaire, lui, permet une liberté de mouvement et fonctionne comme une pompe en stimulant la circulation lymphatique. En effet, celui-ci va augmenter l’espace interstitiel en soulevant la peau et en créant des circonvolutions à la surface de celle-ci. Le résultat est une diminution de la pression et de l’irritation des mécanorécepteurs sous cutanée.

Sans tape Avec tape

Tension de la bande : Les effets du bandage neuromusculaire, sont directement liés à la tension appliquée à la bande. Les bandes ont des propriétés élastiques, et après avoir été étirées, elles reprennent leur longueur initiale. Lorsqu’elles sont collées sur la peau, celle-ci est soumise à une force pour éviter que la bande ne reprenne sa longueur initiale. Cette force par unité de surface est appelée la tension. Cette tension dépend donc du pourcentage d’étirement de la bande.

Les différentes techniques correctives dépendent de la découpe et de la tension appliquée sur la bande

Le mot "fascia" est issu du latin et signifie bandelette, tissu : ce sont les tissus conjonctifs, qui relient tout dans le corps, de la tête aux pieds et de la superficie à la profondeur.

Un fascia est une membrane fibreuse qui recouvre ou enveloppe une structure anatomique.

C'est un tissu conjonctif dense, très riche en fibres de collagène, qui constitue une sorte de gaine.

Les fascias constituent une chaîne ininterrompue qui enveloppe chaque élément du corps et les relient entre eux.

Les fascias portent différents noms selon leur densité fibreuse : Le fascia entourant les muscles se nomme le périmysium; Le fascia entourant les nerfs se nomme le périnèvre; Le fascia entourant les os se nomme le périoste; Le fascia entourant les organes de l’abdomen se nomme le péritoine; Le fascia entourant le coeur se nomme le péricarde; Le fascia entourant les poumons se nomme la plèvre; Le fascia entourant le cortex se nomme les méninges.

Selon le sens de pose, on peut obtenir soit:

Une stimulation de la contraction musculaire (« pt fixe vers pt mobile » ou du proximal vers le distal) (Tension de la bande 15 à 50%)

Une inhibition de la contraction musculaire (« pt mobile vers pt fixe » ou du distal vers le proximal) (Tension de la bande 15 à 25%)

le sens de pose de la bande

Position : neutre permettant le mouvement correctif souhaité sans limiter le mouvement.

Techniques utilisées : bande coupée en « Y » avec tension sur les bandelettes, ou en « Y » avec tension sur la base, ou en « I » avec tension au milieu.

Tension entre 50 et 75%, et on applique en appuyant (pression ++).

Rq: il est important d'écarter les queues du tape en « Y », cela permet de disperser la tension. quand tension sur la base, cela attire les queues quand tension sur les queues, cela attire la base

Technique de correction mécanique

Créer une stimulation sur la zone du ligament ou du tendon pour augmenter la perception proprioceptive et stimuler le tissu (aide et stimule le ligament lésé).

Position : neutre au départ, puis flexion/extension, on fixe la base, puis à nouveau flexion/extension et on fixe le reste.

Techniques utilisées : bande coupée en « I » ou en « Y ». Tension entre 50 et 75% pour la correction tendineuse Tension entre 75 et 100% pour la correction ligamentaire La tension est appliquée sur la zone lésée.

Technique de correction ligamentaire et tendineuse

Aide ou limite le mouvement de l’articulation grâce à une tension importante sur la bande.

Techniques utilisées : le plus souvent une bande coupée en « I ». Tension de 50 à 75%

En pratique…

CONCLUSION

La théorie c’est quand on sait tout mais rien ne marche

La pratique c’est quand tout marche et l’on ne sait pas pourquoi

En Conclusion…

La Chimie mène le Sport vers les Sommets

" Plus fort, plus haut, plus vite : Les matériaux au service du ski."

« La performance des champions s'arrête là où commence celle des matériaux et les couleurs »

Derrière la plupart des sports, même pratiqués pour le loisir, on trouve des matériaux sophistiqués qui font appel aux plus récentes avancées de la chimie.

De tous temps, l’homme a cherché à améliorer ses performances

Réfléchir : histoire de couleurs : jeux olympiques ….!. : couleurs de taping!

Couleur