Biomécanique

« Un corps vivant est un mécanisme, dont il faut chercher les lois physiologiques dans les lois mêmes de la physique expérimentale. »

LA MÉCANIQUE C’est une branche des mathématiques. Elle comprend 3 grandes parties :

_ La statique_ La cinématique_ La dynamique

statique :étude des conditions d’équilibre d’un corps solide sous l’action des forces qui le sollicitent (ex : plan incliné avec un solide qui ne bouge pas)

cinématique :Etude du mvt d’un point géométrique en fonction du tps, sans se préoccuper des forces qui sont à l’origine de ce mouvement

dynamique = cinétiqueEtude   des   forces   qui   créent   le  mvt,   ou   le   freinent. Un muscle peut être moteur ou freinateur (ex : la marche)

LA BIOMÉCANIQUEmécanique   du   tissu   biologique,   étude   du   comportement   des   tissus   et   des   structures anatomiques.

La Biomécanique   fonctionnelle et la cinésiologie analysent   les  mouvements   du   corps humain. Leurs principes permettent de dégager une interprétation rationnelle du geste locomoteur humain.

_ Permet de comprendre les causes de certaines affections de l’appareil locomoteur_ d’orienter le Tt (médicamenteux, chirurgicaux, kinésithérapeutiques ou pdologiques)_ triade cinétique : os, muscles, articulation

LES FORCES

PRINCIPE DE L’INERTIE (NEWTON)

propriété d'une masse qui présente une résistance, à l’accélération ou à la décélération, appliqué par des forces externes.

Elle est illustrée par :. 1 corps solide au repos, ne se met ps spontanément en mvt. 1 corps solide en mvt ne s’arrête ps de lui-même mais tend à conserver indéfiniment la

direction et la vitesse de son mvt rectiligne et uniforme

NOTION DE FORCEOn appelle force toute cause ou action susceptible de modifier le mouvement. Il s’agit de tout facteur qui tend à modifier l’état d’inertie d’un corps, donc qui tend à mettre en mvt un corps au repos, ou, à modifier la trajectoire ou la vitesse d’un corps en mvt. Donc une force est tout ce qui communique une accélération positive ou négative à une masse ou un point matériel

Il peut s’agir soit : _ de la mise en mvt d’un corps au repos, _ de changer la trajectoire ou la vitesse d’un corps en mouvement, _ tendre à modifier l’état d’un corps sans qu’il y ait mouvement.

FORCES RENCONTRÉES EN MÉCANIQUE HUMAINELors de l’analyse du mouvement d’un corps, il faut prendre en considération l’E des forces mises en jeu. On doit envisager les forces internes et les forces externes.

Les   forces   internes sont produites par la contraction des muscles agissant sur les segments osseux pour les mobiliser (geste), ou les stabiliser (maintien d’une position).Les forces externes peuvent s’ajouter ou s’opposer aux forces internes.

LA FORCE MUSCULAIRE résulte  de   la   contraction  d’un  muscle, c’est la force intrinsèque du muscle, développé lorsqu’il se contracte, que ce soit en concentrique, en isométrique ou en excentrique.

Contraction ISOMETRIQUE contraction d’un muscle n’entraînant pas de mouvement. Travail musculaire de maintien d’une position. Les points d’insertion musculaire proximal et distale ne se déplacent pas.

Contraction CONCENTRIQUE   mise en mouvement, travail musculaire moteur. Les points d’insertion du muscle (proximal et distal) se rapprochent. Elle consomme de l’énergie.

Contraction EXCENTRIQUE  contraction frénatrice, travail  musculaire   freinateur. Les points   d’insertion du muscle (proximal et distal) s’éloignent.. Elle consomme moins d’énergie.

Caractéristiques Vectorielles  La force musculaire peut-être représenté par un vecteur qui aura pour caractéristiques :

_ point d’application : l’insertion du muscle sur le segment mobile._ direction : varie selon le type de muscle :

. muscle fusiforme, long et rectiligne: droite joignant le point proximal et le point distal.

. muscles en éventail : celle de la bissectrice de l’angle définie par l’éventail du muscle, le sommet étant le point le point d’insertion sur le segment mobile.

_ sens : celui de la traction du muscle._ intensité : dépend du travail du muscle. Mesurée par dynamomètre

LA FORCE DE PESANTEUR résulte de l’action de l’attraction terrestre sur les segments corporels.

force verticale, avec laquelle l’attraction terrestre s’exerce sur un corps en un lieu donné = POIDS (le poids d’un point matériel varie selon la latitude et l’altitude).

Caractéristiques Vectorielles  peut-être représenté par un vecteur qui aura pour caractéristiques :

_ point d’application : centre de gravité du segment corporel considéré_ direction : verticale_ sens : vers le B_ Intensité : proportionnelle à la masse du segment

AUTRES FORCES _ frottements_ résistance de l’air_ résistance des ligaments_ résistance de la capsule

PRINCIPE et ÉGALITÉ de l’ACTION et de la RÉACTION

Quand 2 corps st en équilibre l’un par rapport à l’autre, leurs actions réciproques st représentées par 2 vecteurs directement opposés et qui s’annulent

OPÉRATIONS POSSIBLES sur les FORCES _ Première opérationOn peut faire glisser une force, appliquée sur un corps solide, sur sa direction  sans faire varier son sens ni son intensité.Il est donc possible de déplacer le point d’application d’une force sur sa droite d’action (ou direction).

_ Deuxième opérationQuand plusieurs   forces agissent simultanément sur un corps solide, on peut ajouter ou supprimer deux forces égales et de sens contraire, ayant la même direction.

_ Troisième opérationOn peut remplacer plusieurs forces appliquées en un même point par leurs résultantes, et inversement, on peut remplacer une force appliquée en un point par ses composantes

COMPOSITION des FORCES PRINCIPE

Si plusieurs forces agissent simultanément sur un point matériel, leur effet sur ce point est le même que celui d’une force unique appelé résultante.Le vecteur qui la représente est la somme géométrique des premiers vecteurs composants.

FORCES SITUÉES DANS UN MÊME PLAN

FORCES DE MÊME SENS, SITUÉES SUR 1 MÊME DIRECTION La résultante a pour caractéristiques : F1 F2_ Point d’application : 1 point situé sur la direction commune des forces_ Direction : celle des composantes R_ Sens : celui des composantes_ Intensité : la somme des intensités des composantes

FORCES DE SENS CONTRAIRE, SITUÉES SUR 1 MÊME DIRECTION La résultante a pour caractéristiques :_ Point d’application : 1 point situé sur la direction commune des forces F1 F2_ Direction : celle des composantes_ Sens : celui de la composante la plus grande  R_ Intensité : la différence des intensités des composantes

SYSTÈME DE 2 FORCES CONCOURANTES _ point d’application : celui des 2 composantes concourantes

_ direction, sens et intensité de la résultante définis par la diagonale       F1  F2d’un parallélogramme représenté à partir des 2 forces composantes

SYSTÈME À PLUSIEURS FORCES CONCOURANTES F1Méthode dite « du polygone » F2 R1

Ex : le quadriceps F3 (vecteur de 4 forces concourantes)

R2 F4 R

SYSTÈME À 2 FORCES PARALLÈLES DE MÊME SENS A et B points d’application de F1 et F2.F’1 et F’2 sont égales, et de sens contraire sur une même direction On cherche la résultante de F’1 et F1 et de F’2 et F2R1 = la résultante de F’1 et F1R2 = la résultante de F’2 et F2R = la résultante de R’1 et R’2

Propriétés de la résultante : _ point d’application : sur la droite joignant le point d’application de chaque composante, et à une distance inversement proportionnelle à l’intensité des forces composantes, tel que :

F1.OA = F2.OB_ direction : // à celle des composantes_ sens : celui des 2 composantes_ intensité : somme des intensités des forces composantes

SYSTÈME DE FORCES PARALLÈLES, INÉGALES ET DE SENS CONTRAIRE Propriétés de la résultante :_ point   d’application : se situe sur le prolongement de la droite joignant le point d’application des 2 forces composantes, et du côté de la plus grande, tel que les produits des intensités de chaque composante par sa distance à se point soient égaux, tel que :

F1.OA = F2.OB_ direction : // à celle des composantes_ sens : celui de la force la plus grande_ Intensité : la différence des intensités des composantes

SYSTÈME À 2 FORCES PARALLÈLES, EGALES, DE SENS CONTRAIRE F1 = F2 F1Ce système ne présente pas de résultante F2

Nous sommes en présence d’1 couple de force = couple de rotation Le mvt communiqué au corps solide par ce couple est une rotation de celui-ci sur lui-même et non un mouvement de translation.

Caractéristiques :L’axe de rotation du couple est perpendiculaire au plan déterminé par les 2 forces parallèles.On peut déplacer un couple dans son plan, et l’orienter de n’importe quelle façon, sans modifier l’état de rotation ou de mouvement du corps sur lequel il agit.Ex : effet de la force musculaire autour d’un axe articulaire pour entraîner un mouvement.

FORCES SITUÉES DANS DES PLANS Trois forces concourantes R

La résultante dans un système à 3 forces concourantes, la résultante est la diagonale du parallélépipède (construit à partir de ces forces)

F3 F1 est perpendiculaire à F2

DÉCOMPOSITION DES FORCES

Une force peut toujours être décomposée en deux autres concourantes, situées ds un même plan, à condition de connaître leurs directions.Si les directions des 2 composantes ne sont pas connues, la décomposition sera réalisée de telel sorte que les composantes soient perpendiculaires entre elles.La décomposition d’une force, en plus   de   deux   directions, dans un même plan est IMPOSSIBLE.

SUJET EN ABDUCTION DE HANCHE

FORCE DE PESANTEUR Une force de pesanteur peut être décomposé en :

_ 1 composante radiale : Cr (longitudinale) qui aura une direction définie par une droite joignant le centre de gravité du segment à l’axe articulaire autour duquel s’organise le mouvement.

_ 1 composante tangentielle : Ct : perpendiculaire à la direction de la composante radiale et tangente à l’arc de cercle que décrit le point d’application de P (force de pesanteur) au cours du mvt

F1

F3

FORCE MUSCULAIRE Une force musculaire peut être décomposée en :

_ 1 composante radiale : direction définie par une droite joignant le point d’insertion du muscle sur le segment mobile à l’axe articulaire autour duquel s’organise le mouvement.

_ 1 composante tangentielle : perpendiculaire à la composante radiale et tangente à l’arc de cercle que décrit son point d’application au cours du mouvement.

CARACTÉRISTIQUES DES COMPOSANTES COMPOSANTE RADIALE génératrice d’appuis articulaires

_ positive = de pression (dirigée vers l’axe articulaire et témoigne de la pression exercée au niveau des surfaces articulaires de l’X mobilisée)_ négative = de traction (dirigée ds le sens opposé à l’axe articulaire). Elle tend à disjoindre les surfaces articulaires de l’articulation mobilisée. Elle témoigne de la traction exercée à ce niveau.

COMPOSANTE TANGENTIELLE tend à entraîner le segment dans sa direction, c’est une force qui engendre le mvt.Change d’orientation

DÉCOMPOSITION D’1 FORCE EN 2 FORCES PARALLÈLES

Elles st évaluées à l’aide de la trigonométrie Ct Sin = Ct/F Ct = F.sin CrCos = Cr/F Cr = F.cos

Angle = angle d’insertion sur le segment osseuxF = force musculaire dvpée

DÉCOMPOSITION D’1 FORCE EN 2 FORCES PARALLÈLES Possible uniquement si les points d’application des deux composantes sont connus.

DIRECT° de la FORCE à DÉCOMPOSER passe entre les pts d’ APPLICAT° des FORCES CHERCHÉES f3 et f5 : // à FSens : celui de F

Intensité : inversement proportionnelle à la distance de leurs points d’application

direction : celle de FExemple : Permet de savoir quelle est la répartition de poids sur les membres infDirection : verticaleSens : vers le BIntensité : inversement proportionnelle

à la distance

DIRECTION DE LA FORCE À DÉCOMPOSER   : EXTÉRIEURE AU PT D’APPLICATION DES FORCES CHERCHÉES Les composantes seront // à la force à décomposer, la force la plus proche aura le même sens, la plus éloignée sera de sens opposé, leur intensité sera inversement proportionnelle à la distance de leurs points d’application, et à la direction de la force à décomposer.

MOMENT D’1 FORCE

Moment d’une Force (par R à un point) : produit de l’I de la force par son bras de levier par R à ce point

bras de levier d’une force (par R à un point) : distance la plus courte de ce point à la direction de la force, cad : la perpendiculaire abaissée de ce point sur la direction de la force.

En biomécanique, le point de référence pour la mesure du bras de levier et le calcul du moment sera tjs un axe articulaire

BUTSLes mouvements humains résultent de la rotation de certains segments autour d’un axe passant par le centre articulaire.L’étude des moments des forces permet de définir, et de comparer, l’effet des contractions musculaires, ou l’effet des poids de segments, sur les segments corporels. Les moments peuvent être facilitateurs

Axe : CDirection : celle de la forceDistance : la + courte qui passe / C et qui est appliqué perpendiculaire sur F

Evolution du moment en fonction de l’amplitude dvpée1 moment favorable l’est qd la distance = bras de levier le + important (se confond avec d)

+ la taille de d est G (importante) et + elle facilite l’action de F

PROPRIÉTÉS DES MOMENTS

_ l’axe de rotation passe / le centre du mvt et est perpendiculaire au plan déterminé par la force et le centre de rotationaxe articulaire : axe bimalléolaire de la chevillePlan : saggital déplacement vers l’AV

Le plan du mvt est tjs perpendiculaire à l’axe articulaire du mvt

_ le moment d’1 force est nul si le centre de rotation se trouve sur la direction de la force (bras de levier = 0)

_ On peut équilibrer le moment d’1 force /R à 1 centre de mvt en introduisant 1 autre force qui engendre 1 moment /R au même centre, même I et de sens opposé = base de l’équilibre articulaire

La patella tend à éloigner le quadriceps du genou, elle augmente le bras de levier du quadriceps.et donc facilite la contraction du quadriceps._ Ce ne st ps les forces qui s’équilibrent mais leurs moments

ETUDE DU SOLIDE& CENTRE DE GRAVITE

solide : E de particules dont les distances mutuelles restent invariables. Chacune d’elles a une masse m et est soumis à l’attraction terrestre avec 1 force p = mgp est proportionnel à la masse.

La combinaison de l’E de ces forces // donne 1 résultante : P = Mg qui correspond au poids de l’ensemble du solide et dont les caractéristiques st :Direction : verticaleSens : dirigé vers le BIntensité : Mg avec M = E de la somme des masses de tt le solideApplication : au centre des forces parallèles = centre de GRAVITE

Cela revient à concentrer la masse du solide en un point G, qui soumis à la gravité terrestre, est le point d’application de la force P, appelée poids du solide.

PROPRIÉTÉS DU CENTRE DE GRAVITÉ

_ direction du poids P d’un corps, quelle que soit sa position, passe toujours par le centre de gravité de celui-ci elle est aussi appelée AXE DE PESANTEUR ou DROITE D’ACTION._ Un solide est toujours en équilibre autour d’une droite passant par son centre de gravité_ Le centre de gravité peut se situer à l’extérieur de la surface d’un corps

_ Le centre de gravité, et le poids de 2 parties d’un corps étant connu, il est possible de déterminer le centre de gravité total de l’E, c’est le pt d’application de la résultante de 2 forces // de même sens.

_ L’axe de gravité est la perpendiculaire abaissée du centre de gravité sur la base de sustentation = contour qui réunit l’ensemble des points de la base d’appui).

Base de sustentation Base de sustentation Base de sustentation En station sur 2 pieds en position de double en position de double modérément écartés appui appui avec 1 canne

de la base de sustentation

+ la base de sustentation est grande et + il y a d’équilibre

RECHERCHE DU CENTRE DE GRAVITÉ DU CORPS HUMAINHISTORIQUE

1889 PAR BRAUN ET FISCHER   premiers à travailler sur le centre de gravité du corps humain. Recherche du centre de gravité par la en utilisant un sujet (cadavre) dont ils avaient déterminé le poids respectif de chaque segment

1955 DEMPSTER   utilise la statique ds le même but (chaque portion représente 1proportion du poids total du corps) avec 100 cadavres : tableau de % et de position du centre G / la résultante des forces appliquées à chacune des portions

TABLE DE DEMPSTER% DU POIDS

TOTAL DU CORPS

CENTRE DE GRAVITE

TETE 6, 9 % De la scelle TURCIQUE

TETE + COU 7, 9 % A l’extrémité inférieure de l’os occipital

TRONC 51, 1 % A la face ant de la 1ère vertèbre lombaire

TETE+ COU + TRONC

59 % A la face ant de la vertèbre (11e) dorsale ou thoracique

BRAS 2, 7 % Au niveau de la partie moyenne de l’humérus

AVANT-BRAS 1, 6 % Au-dessus de la partie moyenne de l’avt-bras

MAIN 0, 6 % A la partie moyenne du 3e métacarpien

CUISSE 9, 7 % A l’intersection du 1/3 sup et des 2/3 inf du fémur, à la hauteur du bord int

JAMBE 4, 5 % Au niveau du 1/3 sup et des 2/3 inf du tibia,

à la face post

PIED 1, 4 % Au niveau post-inf de l’interligneC2 -C3

CORPS HUMAIN 100 % A la partie antérieure S2 qd le corps humain est en position de référence

anatomique

MÉTHODE DE LA DOUBLE PESÉE : LOWETT et REYNOLDS (PENINOU)

La méthode de la double pesée permet de positionner le :_ plan horizontal de gravité : partie G et partie D_ plan frontal de gravité : partie AV et partie AR _ plan sagittal de gravité : partie Haute et Basse

Chaque plan sépare le corps en 2 parties égalesLe centre de gravité total se situe à l’intersection des 3 plans

MATÉRIEL _ 1 balance_ 2 tréteaux de telle sorte que la 1e extrémité du plateau repose sur la balance (B), et la 2e

extrémité sur un point fixe qui est le 2e tréteau (le point O)._ 1 planche de bois, avec des repères (les 2 repères extrêmes seront séparés de 2 m exactement)_ 1 fil à plomb

MÉTHODE _ On détermine P : le poids du sujet_ installation du système parfaitement horizontal sur la balance

Par rapport au point O, il y a équilibre, d’où : ΣM = 0 MP/O = MP’/O OA.P = OB.P’ OA = (OB.P’)/PP est à déterminer au niveau de B : P’

_ on note le repère sur la planche _ on approche 1 potence auquelle on a accroché 1 fil à plomb_ traçage d’1 ligne le long du corps au crayon dermo-graphique :

. sujet de profil = plan frontal

. sujet allongé = plan horizontal

. sujet de face = plan sagittal

But : étude de l’organisation posturale du corps humain.Ces plans st théoriques et il existe de petites différences selon les théories

DÉFINITION DU PASSAGE MOYEN DES PLANS DE GRAVITÉ

PLAN SAGITTAL DE GRAVITE

ligne passant par : _ occiput (1/2 os occipital) _ ligne des processus épineux _ saillie postérieure de l’arc vertébral _ plis inter-fessier _ entre les 2 talons

PLAN FRONTAL DE GRAVITE

C’est une ligne qui passe : _ en AR du tragus (PENINOU)ou en AV du conduit auditif ext (L & R) _ ds la concavité du rachis cervical _ 10e vertèbre dorsale ou thoracique _ bord pos de la 5e vertèbre lombaire _ en regard de la 2e vertèbre sacrale (sacrée) _ en regard de l’X de la hanche _ au milieu du bord > du Grand trochanter _ en AV du centre articulaire du genou _ en AV de l’X talo-crurale _ à l’aplomb de l’X transverse du tarse

PLAN HORIZONTAL DE GRAVITE

Chez les hommes et les femmes.Passe par une ligne située : _ homme : à 5 cm au-dessus du G trochanter _ femme : à 4 cm au-dessus du G trochanter

VARIATION de l ’EMPLACEMENT du CENTRE de GRAVITÉ du CORPS HUMAIN

PRINCIPES UTILISÉS

_ 1 corps est constitué d’1 assemblage de parties mobiles : le centre G de cet E est le lien géométrique des centres de G de ces parties

_ déplacement   d’1   des   éléments   d’1   E   articulé : le centre de G de l’E subi 1 déplacement // et de même sens mais de moindre importance. Connaissant la nvelle position du segment et de celle de son centre de G, on détermine le centre de G général

MÉTHODES DE RECHERCHE DU CENTRE DE GRAVITÉ DU MEMBRE INFÉRIEUR GÉOMÉTRIQUE

g et g’ = centre de G du membre infj et j’ = centre de G du pied + jambeG se situe au niveau de S2Entre 2 positions, les membres ont franchit 90° de flexion

PROPORTIONALITÉ

Exemple d’1 membre inf dq le sujet est assis sur 1 chaise :Hanche fléchie à 90°Genou fléchi à 90°Talo-crurale en position de référence : 90°

Le centre G de l’E d’1 membre dépend du R des masses et des distances entre les pts d’application des forces de pesanteur : G1 = cuisse 9, 7 % du poids du corpsG2 = jambe 4, 5 %G3 = pied 1, 4 %

_ I de gravité de l’E jambe-pied 5,9 %

4, 5 . G2O = 1, 4 . OG3

4, 5 . G2 = 1, 4 . OG3

3.2 = 4, 5/1, 4 = OG3/ G2OOG3 = 3, 2 G2O

_ I de gravité de l’E cuisse-jambe-pied G1x . 9, 7 = 5, 9 . x Ox O/G1x = 9, 7/5, 9 = 1, 6x O = 1, 6 G1x

jambe

pied

ETUDE DE L’ÉQUILIBRE D’UN CORPS

Pour qu’un corps solide soit en équilibre :

_ qd il est mobile autour d’un point fixe : le système des forces qui lui est appliqué doit se réduire en ce pt à 1 force unique

_ qd il est mobile autour d’un axe fixe : la somme algébrique des moments des forces qui lui sont appliquées, par rapport à cet axe doit être nulle.

_ qd il repose sur un plan fixe : le système des forces qui lui est appliqué doit se réduire à une force unique, perpendiculaire au plan et, qui appuie ce corps sur le plan en passant à l’intérieur de la base de sustentation.

Un solide est en équilibre quand la projection verticale de son centre de gravité tombe à l’intérieur de son polygone = base de sustentation.

La stabilité est directement proportionnelle  à la  grandeur  de la  base  de  sustentation, et inversement proportionnelle à la hauteur du centre de gravité /R à la base de sustentation.

Notion d’équilibre optimum : l’équilibre est optimum lorsque la projection du centre de gravité s’effectue au centre du polygone de sustentation.

LES MACHINES SIMPLESLES MACHINES SIMPLES

Les machines simples transmettent et transforment les forces sans en changer la valeur

Celles qui trouvent leur application en analyse du mvt st principalement les: _ leviers_ poulies

LE PLAN INCLINÉ

F1 composante de glissementF2 composante d’appuiL’angle F2OP a ses côtés perpendiculairement à l’angle donc F2OP = F1 et F2 st proportionnelle à l’angle Donc : F1 = P sin  sin  = F1/P

F2 = P cos  cos  = F2/P

Utilité : verticalisation d’1 patient (surtout kiné)

F1

F2 P

Quand l’angle augmente, le sinus augmente, d’où la charge du sujet.LES LEVIERS

Le levier est un corps solide indéformable, de forme quelconque, mobile autour d’1 pt ou d’1 axe appelé APPUI et soumis à l’action de 2 forces :

_ force motrice = puissance_ résistance

Ces 2 forces ont leurs points d’application sur le levier

La force motrice peut être la force musculaire et la résistance la force de pesanteur, mais la force motrice peut être la force de pesanteur et la résistance peut être la force musculaire.

Il existe 3 types de leviers :_ de 1er genre_ de 2e genre_ de 3e genre

La différence est liée à la position de l’appui par rapport aux forces.C’est la position du point d’appui /R à la force motrice et à la résistance qui définit le genre du levier.

LEVIER DE 1 ER GENRE = LEVIER D’INTER-APPUI

L’appui se trouve entre la force motrice et la résistance.Ex : une paire de ciseaux mvt d’extension

LEVIER DE 2 E GENRE   : INTER-RESISTANT

La résistance est située entre l’axe = pt d’appui et la force motrice

Ex : Casse-noix pointe de pieds brouette appui = MTP

LEVIER DE 3 E GENRE   : INTERPUISSANT

La force motrice est placée entre l’appui = axe et la résistance.

Ex : le sujet sur la pointe des pieds pose ses talons sur le solLe triceps freine le rabattement du talon au sol, c’est une contraction excentriqueMvt qui passe du digitigrade en plantigrade

CONCLUSION Un type de levier n’est définissable qu’à un certain moment, instant t du mvtUn système n’a pas toujours le même type de levier en fonction du déplacement

Un levier avantageux est celui où le bras de levier de la force motrice est grand, et celui de la résistance petit, c’est donc le levier de deuxième genre.

NOTION D’ÉQUILIBRE D’1 LEVIER

Un levier est en équilibre ss l’action de 2 forces, celles-ci admettent 1 résultante R passant obligatoirement par le pt d’appui = charge du pt d’appui et 1 force qui s’y oppose (sens opposé) = réaction d’appui

LA POULIE

C’est une machine qui change la direction d’une force sans en modifier l’intensité. Elle est constituée de différentes parties :

_ 1 partie mobile = REA : 1 disque, 1 axe et 1 gorge_ 1 partie fixe = Chappe fixée

F P

Les frottements sont supposés nuls

NOTION D’ÉQUILIBRE D’1 POULIE

Une poulie est en équilibre lorsque les moments (par rapport à l’axe) des forces qui sollicitent chacun des brins de la corde sont égaux.

NOTION DE CHARGE D’1 POULIE

Pour calculer la charge d’1 poulie, il faut qu’elle soit en équilibre

charge d’une poulie = résultante des forces appliquées sur la poulie, et cette résultante passera toujours par l’axe de la poulie.

POULIE À BRINS //

Equilibre : d’où F1=F2La résultante a pour point d’application le centre de la poulie R = F1 + F22 forces // de même sens s’exerçant sur 1 système

POULIE À BRINS NON-//

Equilibre d’où : F1 = F2Forces dont les directions sont concourantes

R’ la résultante de F1 et F2 est aussi la plus grande diagonale du losange.

Les diagonales d’un losange se coupent en leurs milieux et forme des triangles rectangles :

cos = (R/2)/ F1 ou F2

R = 2 F1 cos = 2 F2 cos

R = 2 F.cos 

L’angle est la moitié de l’angle formé par les deux forces.

Ex : _ Bord latéral du cuboïde (Long Fibulaire) poulie de réflexion._ Arrière de la malléole médiale (TP) point de réflexion.

_ En avant de la patella : tendon patellaire ou rotulien et le quadriceps : plus le genou se fléchit, plus la surface articulaire de la patella et de la trochlée fémorale seront comprimés.

LES CHAINES CINETIQUES =CHAINES ARTICULAIRES

C’est une suite de segments osseux articulés entre eux.Il en existe 3 types :Les chaînes ouvertes.Les chaînes fermées.Les chaînes semi-fermées.

La chaîne articulaire    ouverte   

C’est une suite de segments articulés entre eux, dont le plus distal possède une extrémité libre.

Tous les mouvements au niveau du bras s’organisent en chaîne ouverte si la main est libre humérus + ulna (cubitus) + os du poignet.Cuisse fémur + fibula + os du pied (pied qui se balance).

La chaîne articulaire    fermée   .

C’est une suite de segments articulés entre eux, dont les extrémités articulaires des premiers et derniers segments ont un point d’appui fixe.

Pieds et mains fixe, et fait des pompes.Une gymnaste qui a les mains sur une barre et les pieds au sol.

La chaîne articulaire    semi-fermée   .

C’est une suite de segments articulés entre eux, dont une extrémité articulaire, ou non, a un point fixe et dont l’autre extrémité articulaire, ou non, est souvent soumise à une forte résistance et est astreinte à ce déplacer suivant une trajectoire bien déterminée.

Sujet qui fait du vélo : La ceinture pelvienne est fixe. Le pied se déplace toujours de la même façon.

Un haltérophile : Pieds au sol.

Les membres supérieurs ont un déplacement qui se fait toujours selon la même trajectoire.

Le travail musculaire et le travail articulaire ne se font pas de la même façon suivant la chaîne articulaire.

Rque :Les muscles mono-articulaires : c’est un muscle qui ne croise, au cours de son trajet, qu’une seule articulation.Ex : le poplité.

Les muscles poly-articulaires : c’est un muscle qui va croiser plusieurs articulations au cours de son trajet.Ex : les muscles intrinsèques du pied.

La fonction d’un muscle est toujours définie en fonction d’une articulation.

LES CONTRAINTES.

Une contrainte s'est la sollicitation mécanique interne d'un matériau et sa représentation.En effet les contraintes représentent l’effet qu’exerce une force extérieure dans le matériau, et la réaction du matériau à la force extérieure.

Au niveau des os, selon le poids, au niveau d’une articulation, éléments pour envisager une correction (arthrose due au poids).Les unités de contraintes sont :

kg/cm² ; N/m² (pas pour le corps humain).

I- Les types de contraintes   .

1- Contraintes en compression   .

Représentent la sollicitation mécanique qui contribue à comprimer les petits éléments constituant la matière du matériau.

Elle dépend de la force appliquée à la surface.

2- Contraintes en traction   .

Représentent la sollicitation mécanique qui contribue à étirer, ou tend à disjoindre les petits éléments constituant la matière d’un matériau.

3- Contraintes en flexion   .

Association de 2 contraintes dites ‘composés’.Sur un matériau : contrainte en traction et en compression.Ces deux types de contraintes s’exercent en même temps : elles sont ‘conjuguées’.

Ex :

t2 à la partie supérieure }on a des contraintes } CONTRAINTESen traction ( ). } EN A la partie inférieure } FLEXION.on a des contraintes }en compression ( ). }

Notion de moment fléchissant.

C’est la distance entre le point de fixation et le point d’application de la force multipliée par la force :Moment fléchissant = a*F

La flèche.

Cinématique d’un point matériel situé à l’extrémité du déplacement optimal.

La ligne neutre.

C’est la zone d’inversion de contrainte.

Au niveau de la ligne neutre, il n’y a ni traction, ni compression.

Contrainte maximale en traction au niveau supérieur du matériau.Contrainte maximale en compression au niveau inférieur du matériau.

Modèle de PAUWELS.

Ce qui se passe dans une colonne quand elle reçoit une charge P excentrée.

a

F(t2)

4- Contraintes en torsion   .

Elles représentent la sollicitation mécanique d’un matériau soumis à un couple de force.

Ex. : skieur : pied et chaussure : partie fixe.Le reste du corps : partie mobile fracture spiroïde.

5- Les contraintes en cisaillement   .

D : va avoir tendance à comprimer illustre l’effort en compression pure (si D est centré par rapport à la colonne) au niveau de la colonne :D = F sin

S : cisaillement :S = F cos

REM : si D est excentré pour D dans le cas d’une charge excentré appliquée à une colonne D représente :

Des contraintes en compression pure.Des contraintes en flexion.

D : perpendiculaire à la surface d’appui de la colonne et parallèle à l’axe de la colonne.S : perpendiculaire à l’axe de la colonne.

Les contraintes en cisaillement tendent à faire glisser les particules élémentaires, qui constituent la matière, les unes sur les autres, et tendent à les séparer.

II- Le flambage   .

Etudié lorsqu’on observe le comportement d’une tige fine ou souple, lorsque ses deux extrémités sont soumises à une force. Les deux forces appliquées aux extrémités de la tige vont donner des contraintes en compression.

ou

La déformation de la tige se nomme phénomène de flambage : la tige se courbe en forme d’arc.

Le phénomène de flambage varie selon : Le diamètre de l’élément. Sa forme.

Exemple :

cervicales

Le rachis soumis à la gravité terrestre. dorsales

lombairessacrées

coccyx

CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES MATERIAUX-GENERALITES

Un matériau est caractérisé par un certain nombre de paramètres mécanique.D’une manière générale, les caractéristiques mécaniques d’un matériau découlent de la relation entre :La contrainte appliquée à ce matériau.ETLa déformation observée.

Chaque matériau a une courbe contrainte déformation, qui donnera le comportement mécanique du matériau.

CONTRAINTEσ = F/S(ou stress)COURBE DE HAINAUTouCOURBE DE CONTRAINTE / DEFORMATION σ / ε

σ = F/S

phase de rupture

déformation plastique

déformation relative déformationε = l/l (ou strain) élastique

εductilité (élongation à la rupture)

Phase   de   déformation   élastique : correspond à la première partie de la courbe contrainte/déformation. Elle illustre le fait que le matériau sollicité reprendra ses

dimensions initiales si on cesse de lui appliquer la contrainte. Plus la déformation élastique est grande, moins le matériau est dit ‘rigide’.

Phase   de   déformation   plastique : correspond à la deuxième partie de la courbe contrainte/déformation. Le matériau sollicité ne reprendra pas ses dimensions initiales lorsque la contrainte cesse d’être appliqué, le matériau restera irréversiblement déformé. Cette phase précède toujours la rupture.

La force de rupture : est la force maximale applicable au matériau soumis à contrainte, au point de rupture. Cette déformation dépend des propriétés du matériau et de ses caractéristiques géométriques.

Contrainte  de   rupture : est une contrainte qui correspond à la force de rupture, mais indépendante de ses caractéristiques géométriques. La variable : caractéristique géométrique, est supprimée en calculant la force par unité de surface (ex. : acier : caractéristique géométrique : le diamètre).

La ductilité : est l’amplitude de la déformation que l’on peut obtenir juste avant la rupture du matériau.

Notion de rigidité : dépend du module d’élasticité du matériau (module d’Young) et de la géométrie du matériau.

Module d’élasticité (ou d’Young) :E = l/l * F/S = σ/ε

= contrainte/déformation (en N/m²) Toujours inversement proportionnelle à la déformation, et proportionnelle à la contrainte.Module connu pour chaque matériau.

Notion de  fatigue d’un  matériau : c’est la diminution de résistance d’un matériau sous l’effet de charges répétée, dont l’amplitude est inférieure à la valeur de rupture, mais induisent des dommages microscopiques au sein de ce même matériau. Le nombre de charges répété, induisant la rupture en fatigue, est lié à l’amplitude des charges.

Fracture de fatigue : comportement mécanique (d’un métatarsien) soumis à une contrainte répétée déformation microscopique, et casse trait de fracture dur à voir.

Rupture de tendon d’Achille : tendon sollicité en traction en permanence, jusqu’au jour ou il y a rupture.

Résistance   à   la   fatigue : c’est la plus grande charge dynamique, infiniment répété, ne provoquant pas la rupture du matériau. La valeur de la résistance à la fatigue est, à peu près, deux fois moins grande que celle de la résistance à la rupture.

Viscoélasticité : un matériau est dit viscoélastique, lorsque à contrainte appliquée constante, la déformation augmente avec le temps. Elle signifie que la relation entre contrainte et déformation dépend du temps (ex. : os tubercules, sillons ou gouttières). ε

t

Le fluage : signe, ou confirme, la viscosité d’un matériau. Le fluage d’un matériau est illustré par le phénomène suivant : lorsqu’une contrainte constante est appliquée sur le matériau, la déformation entraînée varie avec le temps d’application, il est dit que le matériau flue.

1. se déforme2. arrête3. si contrainte continue se déforme encore

1 2 3

Exemple : Chaussure. Tissu ligamentaire.

CARACTERISTIQUES MECANIQUESDU TISSU OSSEUX

Au total on a 206 os. Tissu en remaniement permanent :

Ostéoblaste : font de l’os (à partir du calcium).Ostéoclaste : libèrent le calcium dans le sang, détruisent l’os.

L’os a une fonction de soutien, c’est l’imprégnation de leurs substances fondamentales qui leur donnent une résistance importante (sel de calcium).Les os sont reliés entre eux par des cavités articulaires.Les os sont vascularisés et innervés.

I- Propriétés mécaniques de l’os   .

1- Elasticité   .

Notion d’hystérésis parfait (os sec - os vivant).Module d’élasticité du tissu osseux. L’anisotropie du tissu osseux.

Un corps est dit élastique quand il est soumis à une charge, il se déforme, puis retrouve sa forme initiale. L’os a un comportement élastique.Différent selon les éléments.(Facteurs : âge, sexe, race, mobilisation prolongée ou non.)

a- Hystérésis parfait.

Cela explique le retour à 0, idéal, après charge sur le tissu osseux. σ = F/S

aller retour

ε= l/l Charge sur tissu osseux se déforme.

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Si on cesse d’appliquer cette charge il reprend son aspect initial : Sans retard (tout de suite) : RETOUR IDEAL. Pas de déformation résiduelle.

Le retour idéal à 0 est expliqué par le diagramme σ/ε (ci-dessus), le faible écart entre les courbes aller/retour traduit l’hystérésis dit parfait.

Remarque : Quand il y a sollicitation répétée du tissu osseux : fatigue du matériau. A ce moment il y a un plus grand écart entre les deux courbes.

b- Différence os sec/os vivant.

Os vivant Innervé, vascularisé avec insertions.

Os sec pas de phase plastique, dans le diagramme : passe tout de suite en phase de rupture (la rupture suit la phase élastique).Le tracé de la courbe σ/ε est relativement rectiligne.

c- Le module d’élasticité du tissu osseux.

Rapport de la contrainte sur la déformation :E = l/l * F/Sen N/m² ou kg/mm²= 1900 +/- 100 kg/mm².Plus le module d’élasticité est grand, plus le corps est dit raide (peu élastique). L’os compact à un module d’élasticité supérieur à celui de l’os spongieux. Le module de l’os est moyen (faible), le tissu est relativement souple.

d- Anisotropie du tissu osseux.

Corps isotrope : se dit d’un corps élastique quand le rapport σ/ε (de la contrainte à la déformation) est constant, quelle que soit la direction de la sollicitation et quel que soit le type de contrainte (LOI DE HOOKE).

Anisotropie : tissu osseux non isotrope.

Pour l’os les propriétés mécaniques ne sont pas identiques dans toutes les directions

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Pour un os long : l’élasticité dans le sens longitudinale est 2 fois supérieure à l’élasticité dans le sens transversal. Os 2 fois plus raide dans le sens longitudinal.Exemple : compression transversale du fémur : E1.Compression dans le sens longitudinal : E2.Comportement mécanique différentes courbes σ/ε, d’où E1 E2.Matériau anisotrope, car en fonction du type de contrainte appliqué au niveau des extrémités du tissu osseux, on n’a pas le même module d’élasticité.E varie avec la géométrie du tissu.

REM :Dempster : expérience : os soumis à des contraintes.But : trouver les variations d’élasticité selon l’orientation des contraintes.

Dans la direction longitudinale : (moyennes) 1285 kg/mm² = E pour des contraintes en compression ; 645 kg/mm² pour des contraintes en traction ; 643 kg/mm² pour des contraintes en torsion.

Conclusion : l’os est plus résistant pour des contraintes en compression : l’os est prédisposé à subir la compression.Pour un os long, le module le plus grand est dans la direction du grand axe de l’os. La direction des travées osseuses semble augmenter les qualités mécaniques dans le sens longitudinal : facteur de qualité et de rigidité de l’os

2- Résistance de l’os   .

a- Résistance à la rupture.

(Cf. avant).On étudie le comportement du tissu osseux en charge croissante briser.On compare avec les caractéristiques de variations de la résistance. La résistance dépend de 5 facteurs : Sa section. Son épaisseur. Son architecture. Sa configuration externe. Sa teneur en sel minéraux.Exemple :Résistance à la rupture de la rotule : 198 kg (charge avant rupture).Du tibia : 450 kg.Du fémur : 756 kg.

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Propriété : l’os compact a une meilleure résistance que l’os spongieux pour des contraintes en traction ou en compression.

Bilan : l’os a une bonne résistance à la rupture (dépend des 5 facteurs).

b- Résistance à la fatigue.

Etude : application de contraintes répétées pendant un temps t. 1 : déformation élastique. 2 : déformations microscopiques à l’intérieur du matériau.

Etude avant que l’os présente des déformations microscopiques : l’os a une bonne résistance à la fatigue (se mesure en cycle : nombre d’application). En fonction des os, le nombre de cycles varie entre 1 et 2.8 milliards de cycles (pour les plus résistant). Un cycle est la quantité de fois ou une contrainte est appliquée.Ex. : celle de l’acier : 107 cycles.La contrainte est la ½ de celle appliquée pour la résistance à la rupture.

La résistance à la traction d’un os est due aux fibres de collagène.La résistance à la compression est due aux cristaux de phosphate tricalcique de l’os.

3- Légèreté      : avantage mécanique   .

L’os n’est pas plein : il est alvéolé au niveau des épiphyses, et il y a une zone médullaire au niveau de la diaphyse.C’est la teneur en eau qui augmente son poids. Le tissu osseux sec est très léger (squelette = 6 à 7 kg).

II- Variations des propriétés mécaniques   .

1- Age   .

Dès 25 ans, la résistance osseuse diminue (en traction, compression, flexion). Le tissu osseux s’altère, car sa composition histologique évolue.

2- Sexe   .

Pour les femmes : risque de diminution de la résistance osseuse par le biais de l’ostéoporose, après la ménopause (processus hormonal hormonothérapie peut modérer l’altération).

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3- Ethnie   .

4- Immobilisation   .

Altère les caractéristiques mécaniques (l’os soumis à l’apesanteur est plus élastique) astronautes.

A travers les pathologies, on voit différentes résistances qui dépendent : De la malnutrition. Des qualités de la vascularisation osseuse. De facteurs héréditaires.

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CARACTERISTIQUES MECANIQUESDU CARTILAGEDU CARTILAGE

Le cartilage recouvre les extrémités osseuses.Il contribue à former l’articulation.Il n’est pas vascularisé (sinon il s’ossifie).

En fonctionnel : il amortit les chocs, permet une meilleure complémentarité des surfaces articulaires, permet un meilleur glissement des surfaces articulaires, participe à la lubrification articulaire. Il s'use, car il est très sollicité.

Il existe 3 types de cartilage : Cartilage hyalin (2 à 4 mm d’épaisseur). Fibro-cartilage (disque interménisqual en continuité avec la surface cartilagineuse hyaline). Cartilage élastique (conduit auditif externe, épiglotte, larynx).

Ces cartilages ont, à peu près, les mêmes caractéristiques mécaniques.

I- Propriétés mécaniques du cartilage   .

1- Viscoélasticité   .

Imparfaite.Le module d’élasticité du cartilage est 100 fois plus petit que celui de l’os.Le cartilage frais a une bonne élasticité, mais elle varie dans le temps, diminue avec l’âge et la durée d’application de la charge.

Le cartilage, soumit à des contraintes constantes et à l’âge, se modifie, se déforme est dit viscoélastique.

Expérience de Hirch si le temps de charge est bref : pas de déformation, si le temps de charge est supérieur à 5 mn : se modifie.

2- Auto-nutrition du cartilage   .

Comme une éponge.Se nourrit à partir du liquide synovial au fur et à mesure de la compression. Le cartilage s’imbibe quand il est comprimé, et quand est décomprimé : libère le liquide.Autonomie métabolique, car la cavité est fermée.

3- Anisotropie   .

Le cartilage est anisotrope, comme l’os, car le comportement du matériau est différent en fonction de la direction des contraintes et du type de contraintes.Module d’élasticité en traction : 0.35 kg/mm², et en torsion : 0.24 kg/mm².

4- Le fluage   .

Avec une contrainte constante, la déformation du cartilage s’aggravera avec le temps d’application. Le tissu cartilagineux présente un fluage.Ex. : genou mal axé entraîne une pression au niveau d’une surface articulaire supérieure du tibia si même poids pendant 50 ans, à contraintes contantes : elle abîme son cartilage.

L’arthrose explique le fluage.Ex. : si compression, toujours au niveau des surfaces articulaires : cela altère le tissu.

5- La résistance du cartilage   .

Etude de la résistance à l’indentation (on pique le cartilage avec une pointe, la résistance est établie en fonction de la zone de prélèvement).

La résistance est différente selon le niveau de profondeur du prélèvement.La résistance est supérieure dans les zones superficielles.

La résistance en compression dépend :De la concentration en eau.De la concentration en glycoprotéines (glyco-amino-glycanes).Des fibres arciformes de collagène.

La résistance en traction dépend de la concentration en collagène.

6- Variations de la résistance du cartilage   .

Age.

Conclusion : le cartilage est RESISTANT, de bonne qualité, car au niveau des hanches (exemple) un sujet sur 1 pied au niveau dune seule articulation de la hanche 4 fois le poids du corps.

II- Propriétés mécaniques et lubrification articulaire   .

Grâce à la lubrification par le liquide synoviale, le système articulaire à un coefficient de friction (frottement) bas.

Caractéristiques du coefficient de friction :Plus le coefficient de friction est bas, plus le pouvoir de glissement est élevé. On étudie toujours un matériau glissant par rapport à un autre matériau.Soit : le coefficient de friction (pas d’unité).0.003 < cartilage/cartilage (bas) < 0.01 Varie en fonction des surfaces articulaires en présence.

Exemple : plastique/plastique = 0.1 (bon) pneu/route sèche = 1 (très élevé)

III- Propriétés mécaniques du liquide synovial   .

Excellent coefficient de frottement :0.001 < < 0.0032Rôle : très bon lubrifiant. augmente avec l’âge.Le liquide synovial a une bonne résistance.

LE TISSU MUSCULAIRELE TISSU MUSCULAIRE

I- Caractéristiques mécaniques du tissu musculaire   .

Muscle : fibres fibrilles sarcomère.L’unité contractile est le sarcomère.Il y a raccourcissement du sarcomère, s’il y a contraction.

1- Les différents types de contraction   .

a- Contraction musculaire isotonique.

Contraction générant le mouvement.

Concentrique : le muscle moteur : travaille en dynamique positive :FORCE MUSC. > RESISTANCE EXTERNELes points d’insertion se rapprochent.

Excentrique : muscle freinateur : travail en dynamique négative :FORCE MUSC. < RESISTANCE EXTERNELes points d’insertion s’éloignent.

b- Course musculaire isométrique.

Ne s’accompagne pas de mouvement.La distance entre les points d’insertion est constante.FORCE MUSC. = RESISTANCE EXTERNELe muscle est fixateur : travail en statique.

2- Courses musculaires   .

La course totale : amplitude de raccourcissement ou d’allongement d’un muscle.Il est possible pour un muscle d’aller d’un étirement extrême à un raccourcissement extrême.La course musculaire se décompose en 3 parties :

La course externe. La course moyenne. La course interne.

La course externe correspond à la longueur du muscle lorsqu’il se rapproche de sa position d’étirement maximal.FORCE MUSC. TENSION MUSCULAIRE .

La course moyenne correspond à la longueur moyenne du muscle.FORCE MUSC. (maximum).

La course interne correspond à la longueur du muscle quand il se rapproche de sa position de raccourcissement maximal.FORCE MUSC. =0,TENSION MUSCULAIRE = 0.

Il est possible d’étirer un muscle : 30 à 50% de sa longueur de repos.Il est possible de raccourcir un muscle : 20 à 40% de sa longueur de repos.

II- Propriétés mécaniques du tissu musculaire   .

1- Contractilité   .

L'état actif d’un muscle est défini comme la capacité du muscle à se raccourcir, ou à développer une tension.Le raccourcissement illustre la fonction de base du muscle, c’est l’élément fondamental de la contraction.

Il y a deux familles de contraction : Statique (isométrique). Dynamique.

Contractions statiques.

Pas de déplacement de segments osseux.Permettent de conserver une posture (le triceps intervient pour freiner le déséquilibre antérieur (plan frontal)).Si sous plâtre : contraction.

Contractions en dynamiques.

Excentrique. Concentriques.

Elles aboutissent au déplacement des segments osseux.

Quand il y a contraction, statique ou dynamique, il y a augmentation du tonus musculaire.

2- Excitabilité   .

Le muscle est excitable, car le muscle a une polarisation (ext. +, int. -). Le maintien d’une différence de potentiel, entre l’intérieur du tissu musculaire et l’extérieur, permet cette propriété d’excitabilité.Lors de la contraction musculaire, il y a dépolarisation de la membrane extérieure (cf. cours de physiologie).

Le muscle répond à la loi du tout ou rien : Si le stimulus ne dépasse pas une valeur seuil la fibre ne répond pas. Si le stimulus est suffisant, la réponse est la même quelle que soit l’intensité de la

stimulation.

3- Extensibilité   .

Elle est liée au nombre de fibres élastiques du tissu conjonctif.Elle est utilisée par les muscles antagonistes d’un mouvement. Quand ils freinent, ils corrigent ou harmonisent (précision) l’action d’un muscle moteur.Les antagonistes travaillent en course externe.

L’expérience montre l’extensibilité et l’élasticité.Pour le muscle, la résistance passive à la traction est de l’ordre de 50 kg au cm².Pour le tendon, la résistance passive à la traction est de l’ordre de 7 kg au cm².

Bilan :Le muscle est prédisposé à réagir à la traction, il a un bon comportement à la contrainte en traction (fibres tendineuses sont moins résistantes à la traction).

4- Elasticité   .

Elle est liée au nombre de fibres élastiques du tissu conjonctif.Il y a des fibres élastiques dans le sarcolemme et dans l’aponévrose.

Dans l’expérience de la potence : L’allongement se fait en 2 phases, car l’ensemble du tissu musculaire n’est pas homogène. Phase rapide. Phase lente.

Quand on supprime la charge : il reprend sa longueur initiale, se fait aussi en 2 phases (également car ses composants ont une élasticité différente) :

Rapide. Amortie.

Aussi : car ses composantes ont une élasticité différente.

Modèle de Hill.Système à double élasticité.

C : unité contractile (raccourcissement ou allongement).ES : élasticité en série. Sarcomère = C.EP : élasticité en parallèle du tissu conjonctif et du sarcolemmeDeux modules d’élasticité :

Elasticité en série de chaque coté de la structure contractile, dans la longueur de la fibre elle-même.

Elasticité parallèle.Le muscle est un système à deux éléments :

Elément contractile au niveau des myofibrilles. Elément élastique à 2 composantes : 1 en série avec l’élément contractile et tendon ; 1 en parallèle avec les fibres et une au niveau du sarcolemme et du tissu conjonctif.

Ces 2 composantes élastiques n’interviennent pas toujours en même temps.

5- Viscoélasticité   .

Elle est liée à l’élasticité, cette propriété fait intervenir un retard à la réponse du muscle observé sur le diagramme contrainte/déformation.

COURBE CONTRAINTE / DEFORMATION.

Inflexion de la courbe lors de la sollicitation mécanique.Le retard de réponse permet de protéger le muscle lors des mouvements brusques. En actif : le sujet fait un mouvement volontairement. En passif : le mouvement est réalisé par le praticien sur lui (plus grand retard à la réponse).

L’élasticité et la viscoélasticité jouent un rôle important lors de l’amortissement des tensions trop brutales dues aux raccourcissements et aux allongements musculaires. Elles jouent un rôle de protection des leviers osseux, des insertions musculaires, des ligaments, des tendons.

6- Le fluage      : aucun   .

Le fluage : à contraintes constantes : continu à se déformer.

Le muscle étiré pendant un temps donné, la contrainte est constante, ne présente pas de fluage : ne se déforme plus.

Le fluage : un matériau se déformant sous une charge constante présente un fluage, si la déformation augmente avec le temps.Or le muscle peut se contracter, quelle que soit la position articulaire et la longueur du muscle. L’état initial du muscle et le temps n’agissent pas.

REM : rétraction si en position raccourcie, le raccourcissement n’augmente pas, mais on peut modifier, un peu, l’état du muscle.

III- Etude fonctionnelle du muscle   .

1- Travail musculaire   .

Exemple : contraction concentrique : la contraction musculaire développe une force quand le muscle se raccourcit.W = F*lAvec :W : énergie développée.F : force développée par le muscle mesuré par le dynamomètre.l : allongement ou raccourcissement : variation de longueur.

2- Puissance musculaire   .

Energie développée par unité de temps.P = W/tLa puissance est différente selon les sujets, car elle dépend de la section du muscle. Il existe, quantifiée, une force de contraction par unité de section (Par Steindler) :3.6 kg/cm²Différente selon les muscles (ex. : le tibial antérieur (petit) / triceps sural (gros))Les muscles de la loge postérieure de jambe sont 14 fois plus puissants que ceux de la loge antérieure.

REM : amyotrophie : diminution de section musculaire, et, fonte musculaire.

3- Tonus musculaire   .

Tension active permanente et involontaire du muscle, même au repos.= Aptitude contractile.

Il existe 3 types de tonus : Tonus de repos. Tonus posturale. Tonus de soutien.

a- Tonus de repos.

Etat de tension minimum du muscle qui trouve son origine dans le réflexe myotatique d’étirement.

Il n’entraîne pas d’activité électrique du muscle, et permet au muscle de remplir son rôle de ligament actif, et la place dans un état de vigilance favorable à l’exécution rapide d’un ordre moteur éventuel (peut répondre dès le 1er stimulus).

b- Tonus posturale.

Etat de contraction volontaire automatisé, qui caractérise l’état des muscles de la station debout, dans leur lutte contre la pesanteur.Ex. : triceps, quadriceps, les muscles spinaux (près des gouttières vertébrales).

c- Tonus de soutien.

Contraction accompagnant et prolongeant un mouvement réflexe automatique ou volontaire, jouant un rôle capital dans le travail musculaire de force.Il fixe le segment mobilisé dans sa nouvelle position en fin de mouvement et correspond à une contraction statique du muscle faisant suite à sa contraction dynamique ou cinétique.Ex. : lors des gestes d’adresse, de vitesse de mouvement en général.

Troubles statiquesTroubles statiques

troubles architecturaux qui donnent les déformations du pied

I PHYSIOLOGIE 1/ Théories anciennes

comparaisons du pied à 1 voûte, la + admise est que le pied repose sur 3 appuis :

_ la partie postérieure du talon_ la tête de M1 = appuis immédiats_ la tête de M5

le tout relié / 3 arches :_ arche int (calc - M 1) : le + H que l’ext _ arche ext (calc - M 5) _ arche ant (M1- M 5) : + H qd pied en décharge

tri arche = arche tripode = triple voûte M1 et M5 devaient être en appui mais pas les autres.Or, il n'existe pas d'arche antérieure. D'où une confusion due à l'axe joignant M1 à M5 qui ne passait ps / ttes les têtes M mais / certains cols (les cols ne touchent pas terre)

2/ Théorie moderne : pied repose au sol / 2 triangles d’appui

triangle postérieur d'appui  triangle antérieur = de propulsion

BASE ligne des X MTPCÔTÉ 2 (arche int et arche ext) 2 (hallux, pulpes des orteils)SOMMET appui du calc. extr de l’hallux

Ce st des triangles de tailles et de rôles dont la base est commune = charnière MTP (travail en continue)C’est donc la + sollicitée donc où l’on retrouve le + G nbre de pathologies (80 %)Fragilité = charnière MTP car la zone d’appui est quasi-permanente pendant le déroulement du pied. Elle appuie bcp tt en se pliant en flexion dorsale des O.

Le triangle ant est + petit que le post (faux triangle)

II FERMES PODALES

La notion d’arche est remplacée / la notion de ferme podale (5 rayons = 5 fermes), constituée par :

_ 2 arbaletriers obliques (post : têtes de M1 et P1et ant : têtes de P2, P3) = os du pied

_ 1 entrait horizontal = parties mollesLes entraits st – solides car le lgt plantaire IP et les muscles fléchisseurs (courts et longs) ont 1 trajet plantaire

l’entrait existe pour éviter que les 2 arbaletriers ne s’écartent dc ne s’effondrent

Le pied est divisé en 2 parties :_ en DD : pied talien (nav, cuné, 3 premiers rayons talo-dépendants)_ en DH : pied calcanéen (calc, cub, 4e et 5e rayons calcanéo-dépendants)

A partir du talus, 1 partie des contraintes est dirigée vers l’AR et l’autre vers la charnière MTP, en AVvers le nav et l’autre partie est retransmise / pressions vers le cub / l’interméd du calcIl y a 2 catégories de fermes de hauteur mais agissant selon le même P :

_ méd : 3 premiers rayons_ lat : 4e et 5e rayons

2 nappes fibreuses épaisses : solides dont l’intégrité empêche les 2 arbalétriers de s’écarter.lgt plantaire long = élément important ds le maintien des fermes dc ds la forme longitudinale.Lgt calc-nav-plantaire (glénoïdien) = réceptacle de la tête du talus (sinon écroulement int)Lgts plantaires courts des X nav-cunéennes, cunéo-M et cubo-M = Lisfranc : direction ant.post et maintiennent en plantaire les os (empêche de les abaisser)

Eléments musculo-aponévrotiques st de 2 types :_ intrinsèques : CFO, ABD H, ABD Q, sésamoïdiens : CFQ, opp Q, ADD H et CFH

Pour maintenir l’équilibre les muscles intrinsèques : . en bipodal = travail moyen. en unipodal = travail max

ils sont statiques, peuvent travailler longtemps sans se fatiguer mais sont peu adaptés au travail volontaire..

_ extrinsèques : . direction ant.post (long) : LFO, LFH. direction oblique : TP et long fib qui se croisent et s’arrêtent

avt l’X MTP_ Aponévroses plantaires superficielles et profondes : permettent 1 maintien ant.

post très résistant (les tendons le st -) des fermes podales

A chaque fois, ces éléments plantaires st en étirement et en appui. Ce st rarement des traumatismes qui engendrent des luxations ou des subluxations mais c’est l’accumulation de contraintes au cours du tps qui y aboutissent. Pourtant la plaque plantaire au niveau de la charnière MTP est constituée de 5 caps plantaires MTP, renforcées / du fibro-cartilage, des éléments transversaux du CFO et des lgts interM. Malgré tout, le reste de la charnière reste vulnérable et est le siège max de pathoLa 1e X MTP est faite pour supporter des charges contrairement aux autres MTP, c’est pourquoi elles pvent s’user précocement lorsqu’elles appuient aussi.

III ARCHITECTURE TRANSVERSE du PIED 1/ En AR

superposition du tibia, du talus et du calc avec 1 discret porta faux : talus légèrement en DD /R à l’appui du calc.Le calc (vue>) ressemble à 1 parallélépipède à G axe légèrement oblique en AV et en DH

Le talus lui, ressemble à 1 accent circonflexe (plan saggital) avec 1 corps et 1 col non-alignés. Il présente 1 angle d’inclinaison de 120°Leur extr ant st décalées de DD en DH et ne st + superposées = divergence talo-calcanéenneLes 2 os assurent la répartition des efforts mais divergent.

Le talus est posé sur le calc dc à la partie post, le nav se trouve en DD et en H du cuboïde

2/ En AV = tarse-antjuste en AV de la transv du tarse : disposition oblique

_ nav = sommet de l’arche int (oblique en B et en DD)_ cub = sommet de l’arche ext (oblique en B et en DH)

3/ En AV = médio-piedL’obliquité diminue d’AR en AV (plan incliné) lorsqu’on passe du tarse post au tarse ant (C1 est + B que le nav).

_ partie ant (au niveau des MTP): disposition horizontal , la palette est étalée sur le sol. Les têtes des M st à la même hauteur et touchent le sol contrairement à leur col. L’inclinaison est dc différenciée des M /R au sol : angle méta-sol + important au niveau de M1 que de M5 :

_ M1  18-20°_ M2  15°_ M3  10° Ces valeurs ont 1 G importance ds la répartition des

charges au niveau de la palette M_ M4  8°_ M5  5° analytiquement

X tarso-M (Lisfranc) = ligne brisée avec des conséquences sur les M : _ M2 a 1 mobilité extrêmement réduite du fait de son encastrement_ mobilité selon le M considéré, analytiquement, bougent peu et

fonctionnellement, ne font ps les mêmes efforts et n’ont ps la même mobilité._ M2 et M3 st relativement enchassés dc – mobiles que M1, M4 et M5._ mobilité existe ds le plan horizontal et vertical M1 et M5 s’écarte en même tps

qu’ils se mobilisent et de manière différenciée : M2 et M3 st fixes et M1, M4 et M5 jouent 1 rôle de stabilisateur

Elévation = écartementAbaissement = rapprochement

Rque : X MTP st des arthrodies = planes et peu de liberté de mvt

Physiologiquement, ils s’adaptent +, globalement, on trouve en AR : patho de la verticalité et en AV des patho de l’Hyper/Hypo-appui.

IV AXES PRINCIPAUX du PIED

A Axes Osseux

1/ pince tibio-fib Quasi-horizontalpasse / la malléole tibiale et fiborienté en AR, en DH et en BLa direction de l’axe bimalléolaire oriente le mvt de flexion-extension de la talo-crurale

2/ talus : 2 axes3/ calcanéus : axe oblique en AV et en DH avec 1 divergence /R à celui du

talus4/ naviculaire os curviligne en ts sens : axe central ant.post =

transnaviculaire5/ cunéiformes axe central d’inclinaison 1 peu selon l’os6/ métatarsiens

axe ant.post résumé et symbolisé / l’axe de M2 qui représente l’axe du pied du point de vue anatomique seulement (géométriquement entre M2 et M3)

B Axes articulaires

1/ Talo-crurale + ou – oblique en B, en AR et en DH2/ sous-talaire et transverse du tarse  axe de HENKE : oblique en AV, en

H et en DD mvts autour d’1 même axe dc associés ds les 2 XCeci permet des mvts ds la talo-crurale et l’ARP prolongés / LisfrancMvts possibles : Flexion/extension et Inversion/éversionLes autres mvts impossibles

Angle du pied = 85° (sauf si récurvatum = 90°)

V ETUDE RADIOLOGIQUE de la STATIQUE du PIED (faire des mesures)

1/ Plan horizontal (vue de dessus)incidence oblique : debout immobile avec 1 seul rayonincidence bifocale : 1er cliché avec le pied sur la plaque + 2e cliché où le patient passe le pas (vue de dessous)

a ARPaxe du talus : milieu du bord de la tête et de l’arrête postaxe du calc : droite passant / le milieu de la tub post et l’apophyse antCes 2 droites convergent en 1 angle de divergence talo-calc = 15-20° (on peut subdiviser cet angle avec le point de divergence / M2)

Angle G (de GIANESTRA) = 60 à 80° : angle formé / l’axe du talus et 1 droite qui joint et passe / l’interligne nav-C2

L’angle  est le + important car il a 1 incidence ds les patho du Valgus ( augmente) et du Varus ( diminue.)Qd augmente, on voit la tête du talus faire saillie en DD

b AVPangles physio :

_ M1P1 = 8-12° ( si augmente Hallux Valgus)_ M5P5 = 8-10° (si augment angulation du 5e rayon)_ P1P2 H = 5° (si augmente crosse lat)_ M1M2 = 5-10° (caractéristique du métatarsus-varus)

possibilité de mesurer l’obliquité entre chaque méta = obliquité de l’interligne(si radio trop petite : tracer les perpendiculaires aux droites)ds cas d’1 métatarsus varus, comparaison axes diaphysaires à Lisfranc (ex : M5 =66°)

Angle de MESCHAN = 140°caractérise la forme de la paletteSi <135° = brièveté de la palette M (de 1 ou de 5) : _ pied grec = M2 est + G que M1 (23 %)

_ pied égyptien = M1 + G que M2 (50 %)_ pied carré = M1 même niveau que M2

(27 %)

Rque : La brièveté de M1 s’accompagne svent aussi de défaut d’appui de M1

Axe anatomique du pied va de la tête de M2 à la tub post calc, il peut couper d’autres axes :_ axe naviculo-cub en 2 parties (si ps de patho présentes)_ angle d’ouverture du pied = 20-28° : point post de la tub du calc jusqu’aux têtes de

M1 et M5_ triangle post d’appui_ axe bi-malléolaire : proche de la // avec l’axe M1M5

M1 prolonge en DH l’angle de la 1e X cunéo-M (coupe ½ diaphyse de M5)M5 prolonge en DD l’angle de l’X cuboïdo-M5 (coupe tête de M1)

2/ Plan SaggitalEn charge : visualisation des fermesLigne de SHÄD où, physiologiquement, se confonde M1 et le col du talusAngle de MEARY-BOMENO = axe tiré de la bissectrice de l’angle formé / les tangentes au talusSi ces 2 derniers ne st ps alignés, alors la ligne de SHAD est brisée

Troubles statiques : _ modification des fermes podales_ fermes trop H = M verticalisés (cassés vers le B) = pied creux

_ fermes trop B = M horizontalisés (cassé vers le H) = pied plat

angle de DJIAN-ANNONIER = 120-128°_ point le + B de l’X nav-calc

_ ligne tangente aux sésamoïdes_ ligne tangente à la partie ant de la tub post du calc

angle utilisé pour mesurer pied creux ou plat en fonction de son évolution.Pour localiser le pied creux, il faut le localiser sur la ligne de SHADE et à la partie calc (angle de T à la face < du calc avec le sol = 15-20°) ainsi qu’avec l’angle tibio-talaire = 100-110°

3/ Plan Frontal difficile à bien mesurer

a mesure destinée à mesurer l’ARP

cliché talon de face destiné à mesurer le valgus et varus calc

en 2 techniques de mesure : avec cal (représentation de l’assise talonnière) ou avec cerclage au fil de plomb du talon

_ repères de DJIAN correspondant. En H : à l’extr int et à l’extr ext de la poulie du talus (I). En B : repères int et ext d’assise talonnière (E)

A partir de ces 4 points, on trace la médiane du milieu de la poulie du talus jusqu’à l’assise talonnière)

A partir du milieu de la poulie du talus, on trace 1 verticale et on mesure l’angle entre la médiane et la verticale = angle de valgus ou varus calcAngle entre médiane et verticale = 8° si physio (angle du valgus) Sinon, abaisser 1 verticale de la ½ de la poulie et voir où elle tombe au niveau de l’assise talonnière (longueur)

. au 1/3 int = sens du valgus

. à la ½ ext = sens du varus

Rque : erreur possible sur radio (mais ne sert que s’il y a chir)

b mesure pour visualiser l’alignement ds têtes M et des sésamoïdesMéthode : _ sur la pointe des orteils (patient en décharge)

_ en charge : au ¾ déroulé ce qui permet de voir les os du tarse et du métatarse ant

Savoir : _ DJIAN-ANNONIER_ pente du calc /R au sol_ ligne Shade-méary_ angles métasols_ angles métatarsiens-phalanges entre M1 et M2 (suivre évolution Hallux

Valgus)

Description cinématique de la marcheI- Le 1er double appui de 0 à 15 %

Phase de réception freinage amortissement, qui se divise en trois parties.A- Début   :attaque du talon au sol. 1. Angle pied jambe ~ 90° avec la jambe (angle de 30° avec le sol).

parallélogramm

2. Genou en extension incomplète non verrouillé.3. Hanche en flexion de 30° / verticale.4. Hémi bassin homolatéral.5. Epaule homolat en Arr.6. La tête descend.B- Milieu   : rabattement du pied au sol. 1. Le pied parcours 30 ° en se rabattant au sol.2. Légère flexion du genou sous l’effet du poids du corps environ 15°.3. rotation médiale automatique.4. Diminution flexion de hanche ~ 20° à cause de l’avancée du bassin.5. Hémi bassin homolatéral en avant du controlatéral.C- Fin   : verticalisation de la jambe. 1. Diminution de flexion de genou.2. La jambe se redresse elle se verticalise.3. La flexion de cuisse diminue elle est d’environ 10°.4. La tête monte.5. Le membre inf controlat est près à quitter le sol.6. Le poids du corps est essentiellement réparti sur le MI homolat.

II- Le 1 er appui unipodal de 15 à 50% Divisé en séquences fonctionnelles, 2 séquences plus un instantané.1. 1er séquence de 15 à 40% le pied est à plat au sol.2. Instantané 40% passage à la verticale.3. 2ème séquence de 40 à 50%, décollement du talon.

A- Demi Pas postérieur.Déplacement du MI de la fin du 1er double appui au passage à la verticale.1. Pied à plat au sol.2. La jambe termine de se rapprocher de la verticale.3. Le genou se redresse progressivement mais incomplètement.4. Diminution de flexion de hanche elle se rapproche de la position de référence.5. Le bassin homolat recule.6. La tête monte.

B- Passage à la verticale.1. La verticale passant par le centre de gravité croise la tibio tarsienne du membre

portant.2. MI quasiment en position anatomique il va devenir postérieur.3. Pied toujours à plat au sol.4. La hanche est quasiment en position de référence.5. Le bassin est quasiment frontal.6. Ceintures scapulaire et pelvienne ~ dans le plan frontal.7. T1, D7, L5 alignées.8. La jambe va progressivement s’incliner en haut et en Av.9. L’angle pied jambe se ferme environ 85°.10. Le genou va légèrement se fléchir.

C- Demi Pas antérieur.1. Période comprise entre le passage à la verticale et le 2èmme double appui.

Décollement du talon progressif.2. Talo crurale en légère dorsi flexion.

Soulèvement du talon la flexion dorsale diminue (flexion dorsale relative).3. Jambe très oblique en Av et en H.

Entraîne une flexion automatique du genou (chaîne articulaire à débattement angulaire inversé).

4. extension de hanche variable selon les sujets (~10°).5. Cuisse homolat en Arr de l’hémi bassin homolat, oblique en Arr et en B.6. Passage de l’hémi bassin controlat en Av.

L’hémi bassin homolat recule.7. La tête descend.

III- Le 2 ème appui bipodal de 50 à 65%. A- Début.1. Appui post d’élan DUCROQUET.2. Talon nettement décollé du sol, le pied repose au sol par l’avant.3. Talo crurale en extension de 10, 15°.4. Extension passive orteils.5. Genou est légèrement fléchi10, 15°.6. La hanche est toujours en extension 10°.7. L’hémi bassin homolat est en Arr du contro lat.B- Milieu.1. La cheville augmente son extension.2. Le genou augmente sa flexion.3. La hanche reste en extension 10°.

D- Fin.1. Extension passive le pied.

Le P repose au sol par l’intermédiaire des orteils (appui pulpaire).2. MTP en extension passive du fait du soulèvement du talon.3. La talo crurale augmente son extension.4. Le genou augmente sa flexion qui atteint en général à la fin de cette phase 30 à

40°.5. La hanche diminue son extension, 5° du fait de la chaîne articulaire soulèvement

talon flexion de genou.Flexion de hanche dans le secteur de l’extension.

6. Le MI homolat va décoller.

IV- Le 2 ème appui bipodal de 65 à 100%. Divisé en séquences fonctionnelles, 2 séquences plus un instantané.

1. 1er séquence de 65 à 75% avancée du membre inf.2. Instantané 75% triple flexion.3. 2ème séquence de 75 à 100%, extension totale de genou.

A- Début.1. Membre homolat postérieur., la pulpe des orteils s’est décollée.2. Pied peu près en position de référence par rapport à la jambe.3. Dans un deuxième temps le P se place en flexion dorsale.4. Les orteils sont soit en position de référence soit en discrète extension.5. Le genou augmente sa flexion.6. flexion progressive de la hanche, 30° de flexion à la fin de cette phase.7. L’hémi bassin homolat avance.8. L’épaule recule.

B- Milieu.1. Le MI est dans sa position la plus raccourcie, triple flexion (cheville, genou,

hanche).2. Permet de croiser le MI controlat.3. La talo crurale est en discrète flexion dorsale.4. Genou fléchi, jusqu’à 60, 70°.5. Hanche fléchie 30°.6. Bassin et épaules orientation frontale.C- Fin.

1. Extension totale de genou.2. Le membre homolat devient antérieur.3. Le pied est à peu près en position de référence par rapport à la jambe.4. Le genou va s’étendre rapidement.5. La hanche reste fléchie de 30°.

V- Description des autres parties du corps.A- Mouvement de torsion des ceintures.1. Epaule ceinture scapulaire, solidaire des membres sup.2. Bassin ceinture pelvienne, solidaire des membres inf.3. Ceinture scapulaire tire dans le sens inverse de la ceinture pelvienne.4. Passage à la verticale ceintures sont située le plan frontal.

B- Le pas rachidien.1. L’alternance des orientation des ceintures animent le rachis d’un mouvement de

rotation.2. Les rotation s’annulent à peu près au niveau de D7.

amplitude de rotation : T1 5°, L5 8°.C- Pas pelvien.1. Rotation du bassin par rapport au fémur portant.2. Lorsque le MI homolat est en AV, le bassin va se déplacer en rotation interne par

rapport au fémur portant.3. MI homolat en Arr, déplacement du bassin de la position frontale vers l’avant

c’est la rotation externe du pas pelvien.D- La tête et le tronc.1. Dans un plan sagittal un point au sommet du crâne présente des oscillations

verticales (4cm entre les 2 extrêmes).2. Dans le plan frontal, oscillation transversales de la tête et du tronc du côté du

membre en appui (4cm entre les 2 extrêmes).3. Cadence : nombre de pas effectué pendant un temps donné.

Description sinésiologique de la marche.Coordination cheville genou hanche évite la monté et la descente trop brutale du CG.I- Le 1er double appui de 0 à 15 %.Attaque du talon.Rabattement du pied au sol.Verticalisation de la jambeA) La cheville.

- En Av :Action des releveurs du pied.Contraction excentrique isotonique.Frein du rabattement du pied au sol.Amortissent le choc du contacte du pied au sol (120% du poids du corps).Dissipent l’énergie emmagasinée lorsque l’Av pied était relevé.TA, LEO, LEH de 0 à 7% du cycle.- En Arr :Le soléaire aidé du LFO à partir de 5%, pied à plat au sol.Contraction excentrique.Freinent le déplacement de la jambe par rapport au pied vers l’Av.- En Dd :Le TP intervient dans les premiers pourcentages du cycle.Contraction excentrique, freine la poussée valgisante.Efforts en baillonette talus sustentaculum.Le pied est en légère supination à l’attaque du pas.Stabilisateur latéral du pied.Ligt actif interne du complexe articulaire de l’Arr pied.

B) Le genou.Genou en extension non verrouillé.Flexion sous l’effet du poids du corps.

- En Av :Le quadriceps stabilise le genou dans le plan sagittal.Contraction excentrique isotonique.Les vastes interviennent davantage et plus longtemps que le droit fémoral.Le genou se fléchi progressivement et participe à l’action d’amortissement asso releveurs du pied.- En Arr :Ischio jambiers à 0% fin de la contraction excentrique commencée ~ à 75% du cycle précédent.Empêche l’extension complète du genou.Action qui continue dans les 1er %age du cycle, donne une certaine harmonie à la marche.Stabilisent dans le plan sagittal / frontal.Surtout ½ T et Lg biceps.- En Dd :La patte d’oie, bi XR, forment un tripode convergeant vers le bord med de tibia.Sollicité par le valgus du MI (valgus du genou et poussée valgisante de la marche.Ces contrarient l’architecture du MI.Synergie avec le TP (chaîne musculaire anti valgus).Stabilité dans le plan frontal.Gracile : synergique des IJ, direction du corps R.Sartorius : 1er à intervenir insertion distale + large.½ T avec le gracile plan frontal / sagittal.- En Dh :TFL traction sur la face lat de tibia.Stabilise le genou.Equilibre l’action des de la patte d’oie.Préserve le valgus du genou.Ligt actif externe de l’X avec le biceps.Remarque :Les extenseurs (3 monoXR un bi) sont plus puissant que les fléchisseurs.

C) La hanche.Le MF aidé du GF stabilisent le bassin par rapport au fémur portant.Contraction isométrique empêche la bascule du bassin du coté oscillant.Le TFL et les fibres superficielles du GF stabilisent le bassin par rapport au tibia par l’intermédiaire de la bandelette.Le PF est stabilisateur accessoire il tire le bassin en rotation interne par rapport au fémur portant.Les IJ stabilisent le bassin dans le plan sagittal, lors de l’attaque du pas.

II- Le 1er appui unipodal de 15 à 50%.A) La cheville.

De 15 à 40% pied à plat au sol.De 15 à 40% pied à plat au sol.- En Arr :Le soléaire associé au LFO rejoint par le LFH (15%), les gastrocnémiens (25, 30%).

Contraction excentrique de freinage.Indirectement le soléaire agit sur le genou stabilité sagittale, contraction jusqu’à 55, 60%.Les fléchisseurs stabilisent la jambe par rapport au pied, accessoires du triceps.LFH étiré et contracté, stabilisateur post de la talo crurale et la s/s talaire (verrouillage du talus).Limite la bascule interne du nav, maintien du sustentaculum.- En Dh :Le LgF 30% et le CrF 35%.Translation controlat du bassin qui s’oriente vers le futur appui controlat.Les fibulaires freinent la tendance au déséquilibre du segment jambier.- En Dd :Le TP stabilisateur médial du pied contraction synergique LgF étrier tendineux du pied.Action sur les X s/s talaire, Chopart, Lisfranc, les petites X° du tarse ant.

De 40 à 50% De 40 à 50% décollement du talondécollement du talon..- En Arr.Le 3ceps décolle le talon du sol (1ère impulsion), contraction concentrique, extension passive des orteils.Le genou est en légère flexion.Le 3ceps solidarise le bloc pied segment jambier (système TCP).Les gastroc commencent à intervenir aux environs de 35% (réservoir de puissance CAMPBELL).Le LFO et le LFH, contraction excentrique, tendons étirés lors du soulèvement du talon. Ils appliquent la pulpe des orteils au sol, freinent l’extension passive des orteils.LFH stabilise l’Arr P, plan frontal / sagittal.- En DD.Le TP rôle conjoint avec le LFO, LFH accessoire de la traction active du 3ceps.Le 3ceps entraîne un mouvement varisant du pied par l’intermédiaire du jeu XR sous talaire, transverse du tarse (axe de Hencke).- En Dh.Les fibulaires, sous l’action de l’avancée du MI stabilisent le pied jusqu’à 40%.Lors du soulèvement du talon, ils orientent l’appui vers M1 propulsion accomplie avec le pied orienté en diagonal.Rôle de réglage au niveau de l’Arr pied.Le Lg fib applique la tête de M1 au sol, solidarise la base des méta.Equilibre médio et Arr pied dans le plan frontal.Propulsion en diagonal :Lg fib soulève le cubo.Crt fib tire la base de M5.

B) Le genou.De 15 à 40% De 15 à 40% pied à plat au solpied à plat au sol..

- En Av :Le 4ceps intervient jusqu’à 30% surtout VM et VI.

VM stabilise la patella dans le plan frontal.- En Arr :Le soléaire, action indirecte, stabilise le genou en résistant à l’avancée de la partie sup du sgmt jambier.Contraction de 5 à 55% du cycle.Les gastroc participent peu constituent un réservoir de puissance.

De 40 à 50% De 40 à 50% décollement du talondécollement du talon..Principal intéressé le 3ceps associé au LFO.Le soulèvement du talon entraîne lune flexion de genou sans contraction des de la loge post de cuisse.

C) La hanche.De 15 à 40% De 15 à 40% pied à plat au solpied à plat au sol..

Sensiblement les même actions R avec en moins les IJ le GF.Le MF aidé du PF stabilisent le bassin par rapport au fémur portant.Le PF est stabilisateur accessoire il tire le bassin en rotation interne par rapport au fémur portant.Contraction isométrique empêche la bascule du bassin du coté oscillant.Le TFL stabilise le bassin par rapport au tibia par l’intermédiaire de la bandelette.

De 40 à 50% De 40 à 50% décollement du talondécollement du talon..MF, PF, TFL cessent progressivement leur action stabilisatrice vers 45% du cycle début de la contraction des controlat.Le bassin est attiré vers l’appui controlat.Intervention des Add (Gd et Crt) qui prennent le relais des fessiers, contrôlent le déplacement lat du bassin, plan frontal un peu sagittal.Déplacement du au fait que le CG se projette successivement sur le pied porteur.Les pelvi trochantériens rétroverseurs du bassin par effet de poulie interviennent dans le passage de la position uni à bipodale.L’obturateur interne soulève le bassin par son passage dans la petite échancrure sciatique (concepte de DOLTO) délestage du bassin, décompresseur de la hanche.L’ilio psoas freine la tendance à l’extension trop importante, contraction excentrique.

III- Le 2ème appui bipodal de 50 à 65%.Décollement des orteils.A) La cheville.

- En Arr.Le 3ceps maintien l’angle pied cheville, contraction qui cesse entre 55 et 60%.Les LFO et LFH délestent progressivement les MTP, de DH en DD.Points fixes pulpaire ils pussent les têtes méta vers le Ht et vers l’Av.Pour le LFH = 2ème impulsion.- En Av.Le LEO prépare l’élévation du pied pendant toute cette phase pour le passage du pas.Le TA et le LEH rejoignent le LEO aux 2/3 de cette phase (préparent le soulèvement du pied).

La cheville se place en extension maxi.B) Le genou.

Flexion rapide et importante du genou sans activité des fléchisseurs, action mécanique pure liée au déplacement des segment du squelette.Le 4ceps (Dt fem et VI surtout) freinent la flexion du genou.Le gracile contrôle la qualité et l’amplitude de la flexion.

C) La hanche.Le poids du corps vient d’être transféré sur le MI controlat.Les Add tirent le fémur vers l’avant et amorcent la flexion de hanche.Action du Dt fem une fois que la hanche commence la flexionDiscrète rotation externe des Add et du gracile.

IV- Le 2ème appui bipodal de 65 à 100%.A) La cheville.

De 65 à 75% avancé du MI.De 65 à 75% avancé du MI.- En Av.Les releveurs du pied maintiennent l’Av pied relevé, contraction isométrique.

De 75 à 100% De 75 à 100% extension totale de genouextension totale de genou..Les releveurs maintiennent le pied en légère dorsi-flexion se préparent à la fonction d’amortissement action TA dominante.La cheville et le pied sont fonctionnellement liés et la position du pied au sol déterminera les fonctions musculaires.

B) Le genou.De 65 à 75% avancé du MI.De 65 à 75% avancé du MI.

La hanche se fléchit facilitant la flexion de genou, mécanisme de double pendule.L’accélération ant de cuisse facilite l’accélération post de jambe.Le 4ceps (Dt fem et VI surtout) freinent la flexion du genou limitant l’accélération post de jambe.Contraction freinatrice de l’NRJ emmagasinée.Les sartorius, gracile crt biceps contrôle la qualité et l’amplitude de la flexion.Le gracile entraîne une légère add.

De 75 à 100% De 75 à 100% extension totale de genouextension totale de genou..Extension sans contraction des de la loge ant.- En Arr :Les IJ freinent l’oscillation ant de la jambe qui part en Av à 75% du cycle.Action freinatrice de l’NRJ emmagasinée.Le crt biceps rejoint par le LgB (80%), le ½ M (85%), le ½ T (90%).Le poplité évite le verrouillage du genou, a une action synergique des IJ internes.- En Dd :Le sartorius freine l’extension et participe à la rotation externe du membre oscillant, il prépare son action de ligt actif du genou.

C) La hanche.De 65 à 75% avancé du MI.De 65 à 75% avancé du MI.

Le poids du corps est entièrement supporté par le membre controlat.MI homolat en triple flexion.(75%).Ilio psoas.

Dt fem fléchit la hanche, freine la flexion de genou (double pendule).Le sartorius et le gracile règle la flexion.Le Gd Add stabilise la hanche dans le plan frontal.Le TFL stabilise la hanche dans le plan frontal et équilibre l’action du Gd Add.

De 75 à 100% De 75 à 100% extension totale de genouextension totale de genou..Oscillation ant de la jambe, l'accélération ant de cuisse entraîne celle de jambe.Position de plus grande longueur pour atteindre le sol.L’ilio psoas continue la flexion jusqu’à 80, 85% du cycle.Les IJ freinent la flexion de hanche et l’extension de genou.Le long Add intervient de manière assez brève il ajuste la position du fémur aidé par le Gd de 75 à 90%.

Muscles de la marche