Biomécanique du mouvement humain : Les fondamentaux

La biomécanique est la science qui étudie le mouvement des êtres vivants (animaux, Homme). Cette étude est basée sur les lois et les théories de la mécanique newtonienne. L’analyse du mouvement se fait grâce à la détermination de ses caractéristiques à la fois qualitatives (description analytique du mouvement) et quantitatives (quantification du mouvement). La performance sportive est l’un des domaines où les connaissances de la biomécanique sont très sollicitées dans un souci de perfectionnement technique et d’élévation des résultats sportifs, mais aussi la médecine, l’anatomie, l’ergonomie, l’anthropologie, la paléontologie… etc.

Modèles de représentation du corps humain

Modèle cylindrique.

Chacun des segments du corps humain est considéré comme un cylindre. Ce modèle cylindrique du corps humain a été conçu afin de faciliter le calcul et la détermination des centre de gravité segmentaires et donc du centre de gravité global du corps.

Modèle en fil de fer.

Ce modèle a été conçu afin de simplifier la représentation du corps humain tout en montrant les segments et leurs longueurs.

Centre de gravité ou d’inertie (cdg)

C’est le seul point dans un corps matériel qui garde une trajectoire droite et une vitesse régulière lorsqu’on propulse ce corps dans le vide absolu. Le cdg est le point d’équilibre de tout corps solide. Dans le cas du corps humain qui est considéré comme un corps solide articulé, le cdg est déterminé à partir des cdgs de chacun des segments composant le corps humain. Chacun de ces segments est considéré comme un corps solide à part entier qui possède son propre cdgs. Le cdg du corps entier est donc le centre d’inertie des cdgs de chacun des segment qui compose le corps humain.

Leviers-pivots-moteurs

Le corps humain est considéré comme un corps articulé dont les segments sont liés entre-eux par des jointures. Ainsi le mouvement humain est fondé sur trois unités fondamentales qui permettent son bon déroulement :

Les Leviers : correspondent aux segments osseux qui constitue la charpente qui supporte le mouvement.

Les Pivots : correspondent aux jointures et aux articulations. L’articulation est le centre du mouvement c’est pourquoi elle renferme les forces de résistance et de réaction. Elle est aussi le lieu de passage de l’axe du mouvement qui est toujours perpendiculaire au plan du mouvement.

les Moteurs : correspondent aux muscles. Chaque muscle ou groupe musculaire produit le mouvement qui correspond à son emplacement sur le segment et son point d’insertion sur l’articulation ou sur l’os. Le muscle est le convertisseur de l’énergie chimique en énergie mécanique et en présence d’un levier et d’un pivot intacts il produit un mouvement donné.

Mouvements-axes-plans

Plan sagittal : son axe correspondant est toujours frontal, renferment les mouvements de flexion-extension, d’antépulsion-rétropulsion et de flexion plantaire-flexion dorsale.

Plan frontal : son axe correspondant est toujours sagittal (antéropostérieur), les mouvements qui lui sont attribués sont : l’abduction-adduction, inclinaison cubitale-inclinaison radiale, inclinaison latérale gauche-droite

Plan transversal (horizontal) : son axe correspondant est toujours vertical, renferment les mouvements de rotation, et de prono-supination

Articulations-degrés de liberté-mouvements

Articulations immobiles

Par définition une articulation immobile est une jointure dont la possibilité de mouvement est quasi nulle. Elle peut présenter des micro-mouvements dont la valeur fonctionnelle est négligeable. Par conséquent, elle ne possède aucun degré de liberté.

Exemple : les articulations : Sternoclaviculaire, Acromioclaviculaire, Sacroiliaque, Péronéotibiale, Astragalocalcanéenne, interligne de Chopart, interligne de Lissefranc, Intercarpiennes

Articulations semimobiles

Ce sont des articulations dont l’amplitude du mouvement est restreinte mais d’une grande valeur fonctionnelle. Elles ne peuvent être considérées comme mobiles car leur mouvement est limité. En général, leur mouvement s’effectue grâce à la combinaison de la mobilité de plusieurs articulations disposées en unités de sorte à produire un mouvement d’ensemble beaucoup plus structuré et prononcé. C’est le cas des articulations intervertébrales (mouvements du rachis), costovertébrales et sternocostales (mouvements ventilatoires du thorax). L’articulation scapulaire n’est pas une articulation proprement dite mais un espace de glissement qui permet à l’omoplate de se déplacer latéralement (enroulement et déroulement des épaules) et en cloche ou en sonnette (haussement et abaissement des épaules).

Articulation	Degré de liberté	Mouvement
Intervertévrales (rachis)	3 (3plans)	Flexion- extension Rotation droite- rotation gauche Flexion latérale droite- gauche
Scapulaire (mouvement de l’omoplate)	1 (plan frontal non strict)	Haussement- abaissement des épaules Enroulement- déroulement des épaules

Articulations mobiles

Ce sont les articulations qui assurent les mouvements de base qui permettent l’indépendance fonctionnelle. Le tableau suivant résume les différentes articulations mobiles selon leur degrés de liberté et leur mouvements :

Articulation	Dégré de liberté	Mouvement
Maxilofaciale	2  (plan sagittal et horizontal)	Flexion- extension Rotation droite- gauche
Atloïdocranienne	3	Flexion- extension Rotation droite- gauche Flexion latérale droite- gauche
Axoatloïdienne	3	Flexion- extension Rotation droite- gauche Flexion latérale droite- gauche
Epaule (scapulohumérale)	3	Flexion (antépulsion)- extension (rétropulsion) Rotation interne- externe Abduction- adduction
Coude (humérocubitale, huméroradiale, radiocubitale supérieure)	2 (plan sagittal et haorizontal)	Flexion- extension Prono- supination
Poignet	2 (plan sagittal et frontal)	Flexion- extension Abduction (inclinaison radiale)- adduction (inclinaison cubitale)
Articulations de la main (interphalangiennes et métacarpo-phalangienne)	2 (plan sagittal et frontal)	Flexion- extension Abduction- adduction
Hanche (coxofémorale)	3	Flexion- extension Rotation interne- externe Abduction- adduction
Genou (fémorotibiale, fémoropatéllaire, péronéotibiale supérieure)	1 (plan sagittal)	Flexion- extension Rotation droite- gauche (articulation très peut mobile 4-5°)
Cheville (tibiotarsienne)	2 (plan sagittal et frontal)	Flexion plantaire- flexion dorsale Abduction (valgus)- adduction (varus équin)
Articulations du pied (interphalangiennes et métatarso-phalangiennes)	1 (plan sagittal)	Flexion- extension

 

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