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Myo Biomeca Dr J-L JULLY. •Janv 16

•STAPS C1b 2016 Janv •1

Biomeca appliquée

Plans des mvts

Frontal = de face

Sagittal = antero post

Transversal = en coupe Hzale



PRELIMINAIRES INDISPENSABLES ***

Avoir:

- Une bonne architecture

- Pas de limitations d’amplitude

- Un bon équilibre agonistes antagonistes

- Une bonne proprioception

- Pas detroubles

statiques

- Articulaires ourétractions muscul

Pour un mouvement harmonieux

mouvements

Plan frontalAbduction: éloignement de l’axe

Adduction= rapprochement

Plan sagittalEn avt : flexion

En arr : extension



mouvements

Plan transversal: Rotation int= prés du cioprs

Rot ext = éloigne du corps

mouvements

Plan transversal: Rotation int= prés du cioprs

Rot ext = éloigne du corps



positions ou mvts: particularités

Varus

Valgus

Pronation

supination

Nal valgus varus

Rappel géneralités

Statique

conditions d’équilibre d’un corps solide

Cinématique

Etude du mvt d’un point géométrique en fonction du tps

Dynamique

Etude des forces qui créent le mvt, ou le freinent



Biomécanique fonctionnelle

- Permet de comprendre les causes

des affections de l’appareil locomoteur

_ d’orienter le Tt

_ triade cinétique : os, muscles, articulation

Les Forces

PRINCIPE DE L’INERTIEPRINCIPE DE L’INERTIErésistance, à l’accélération ou à la décélération

NOTION DE FORCENOTION DE FORCEcause ou action susceptible de modifier le mouvement

FORCES EN MÉCANIQUE HUMAINEFORCES EN MÉCANIQUE HUMAINEForces internes & F ext



Rappels: Trigo

Sin A= BC/AC

Cos A= AB/AC

fp= F1cosθ

mode d’application

Travail d’une F cste

Plan horizontal

F Traction Horiz W = F x d

Traction avec un angle θ W = F x d cos θSi θ>90 w = - Si <90 W= +

Uté: Nm= 1kg/m2/s2




F traction / Plan vertical

W = mg x dCar F=mg

a : Acceleration d 1 mvt

a= dv/dt

2 eme loi de Newton F = M a•Quand une force résultante s’exerce sur un objet, celui-

ci est soumis à une accélération qui a même direction que

la force :




Sin A= BC/AC

Ppe d‘action réaction

• Si une personne exerce une force sur un objet, l’objet, en

réaction exerce une force sur la personne, force qui est égale en grandeur mais de direction opposée

3 eme loi de Newton F = R



conservation de l’E

E mec = E pot+ E cin

E mec = (E pot+ E cin) - E frott

Frottements

Qd φ tend vers 0 = glissement

Rt = P sin φ Rn = P Cos φ



Calculs: FORCES

Qd on double la vitessseles frottements sont multiliés par 4

µ :Le coeff de frottement

F : µ FN

Fs & Fc

frottements

Coeff µs & µk



FORCES EN MÉCANIQUE HUMAINEFORCES EN MÉCANIQUE HUMAINE

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’ajouterou s’opposer aux forces internes.

FORCES EN MÉCANIQUE HUMAINEFORCES EN MÉCANIQUE HUMAINE

Courbe tension longueur

Limite / tension longueur

Si >1,8 x L 0 = lésion



LLESES FFIBRESIBRES MMUSCULAIRESUSCULAIRES

F Contraction Rapide II bLiées à la volonté Anaérobie: pour des courtes durées: sprinter

haltérophiles

F Contraction Lente: endurance IEchappent à la volonté

Aérobie: cyclisme course à pied

F intermed: II aRapides avec une endurance variable

MMODULATIONODULATION SSELONELON GGENETIQUEENETIQUE EETT EENTRAINEMENTNTRAINEMENT

Evolution Musculaire: **

- Vieillissementdu nbre de fibres typ

II

(rapides, anaérobies glycolyse)

- l‘immobilisation

Fibres typ I (aérobies, endurance)



LLAA FFORCEORCE MMUSCULAIREUSCULAIRE

Contraction ISOMETRIQUE

pas de mouvement

Contraction CONCENTRIQUE

travail musculaire moteur

Contraction EXCENTRIQUE

travail musculaire freinateur

Autres ForcesAutres ForcesAutres Forces

_ Frottements

_ Résistance de l’air

_ Résistance des ligaments

_ Résistance de la capsule



PRINCIPE PRINCIPE etet ÉGALITÉ ÉGALITÉ de lde l’ACTION ’ACTION et de la et de la RÉACTIONRÉACTION

Quand 2 corps sont en équilibre

l’un par rapport à l’autre,

leurs actions réciproques

sont représentées par 2 vecteurs

directement opposés et qui s’annulent

exemples

amortissement du pied



Force Résultante

FORCES DE MÊME SENS, MÊME DIRECTION

La résultante a pour caractéristiques :

Intensité : la somme des intensités des composantes

FORCES DE SENS CONTRAIRE, MÊME DIRECTION

Intensité : la différence des intensités des composantes

SYSTÈME DE 2 FORCES CONCOURANTES

parallélogramme représenté à partir des 2 forces composantes

pds des segments: Dempster

% POIDS

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 +

TRONC59 % A la face ant de la vertèbre (11e) dorsale ou

thoracique

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’interligne

C2 -C3

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

position de référence anatomique



Exos : Dempster

En b) calcul de la F du psoas iliaque en N Pour un sujet de 70kg

Pds*lev1=Fm*lev2 avec lev2=0,05

Exos : Dempster

Déduction du poids d’un sujet

Pds MbreInf=10kg en position b) et lev2= 0,05

10= P *16/100



centre de masse CM

Le

CM d’un corps est un

Point de référence imaginaire

situé à la position moyenne

de la masse du corps

Centre de gravité

G

Lieu d application des resultantes

Centre de masse pour les membres



Appuis & centres G

Centres G

Celle ligne se projette sur la partie haute du médio pied

Types de leviers

Le corps est composé essentiellement

de leviers du type I et III

I inter appui

II inter résistant

III inter puissant



F & QUADRICEPS

Méthode dite « du polygone » F2 R1

Ex : le quadriceps F3

(vecteur de 4 forces concourantes)

Travail des ischioj: cf Dempster

Chez un sujet de 70kg avec 10kg en distal au pied



ABDUCTION DE HANCHE

Fp FFORCEORCE DEDE PPESANTEURESANTEUR

La Fp peut être décomposée en :

_ 1 composante radiale : Cr (longitudinale)

_ 1 composante tangentielle : Ct : perpendiculaire à la direction au cours du mvt

Pour une personne de 75 kg, en appui statique sur le pied

gauche cela équivaut à un poids exercé sur la hanche

gauche de 300kg. Lors de la course la charge peut aller

jusqu’à 6 fois le poids du corps allant jusqu’à 450 kg sur la

hanche gauche



M sup: calcul F triceps/ lancer

valeur de la F dévellopée ??

poids F= 5 kg

Fm x 0,4= 50 x 0,35

Fm= 17,5/4 = 43,75Nm

l = distance de soulévement Si l = 0,50

on augmente notoirement la F nécessaire

25/4 >= 59N m



Cervicales

Equilibre et levier genre 1

ou

il faut

Fm1 x L1= P x L2

Exemple 1

- 7cm x FM + 4cm x 55N =0, d ’ou FM=31N

atlas

extenseurs

cm têteFM

P

cmaxe

RA

-7cm +4cm

Note : On a dessiné RA d'une façon inutilisée jusqu'ici.Il y a 3 éléments dans le dessin d'une forceet on peut les agencer de diverses façons correctes :

Inter appui



Premier enseignement

Du point de vue mécanique, le corps humain

est un assemblage de leviers anatomiques.

orthèse

problème

solution

Deuxième enseignement

Si le mouvement est brusque, on doit tenir

compte de l’accélération angulaire.

accélération

> 31 N

accélération

< 31 N

redresser la tête brusquement laisser tomber la tête brusquement



Troisième enseignement

Pour réduire la force musculaire nécessaire pour poser un geste ou maintenir une posture, une personne doit réduire le bras de levier de la charge

abducteurs abducteurs

P PP

caisse

Pcaisse

plusfacile

A

A plusfacile

Applications..?

1 2 3…

Inter:

- App

- R

- P



poulies

Interêts:

-Renvoi directionnel de la F

-- Démultiplie la F : syst mouflon / alpinisme ou secours

Exos : charges en poulietherapie

Calcul de la force nécessaire à developer par le triceps



Exos : poulies

??

Calcul de la force nécessaire à developper

/ nb poulies

ROTATION ET COUPLE DE FORCES

•Caractéristiques :

L’axe de rotation du couple est perpendiculaire

au plan déterminé par la force.Ex : effet de la force musculaire autour

d’un axe articulaire pour entraîner un mouvement.

Moment ou couple de forces

On appelle moment d’une force ⃗F par rapport à un

axe de rotation ∆ le produit de la norme

F de la force et de son bras de levier r. Symbole :

M∆(⃗F) M∆(⃗F) = ±F · r



Evaluation de couple

Valeur en Nm application

1Nm=1kgm/s Bilan Isocinétique

Cheville pied = 1,5%Pds



Contraintes Bioméca

R* AR = F* AF

Contraintes Bioméca



Cheville Ptib > & Pt <

resserre en fp

relâche = écarte

Interêt lors des pointes

Pied : mouvements

Flex plant = ext



mouvements

Ri pronation

Rext supination

Pied / appuis :

1) conséquences

2) prévention

3) troubles statiques



Calculs appuis :

1) ( Pds – 1,5 à 2% )

2) Calca 50% = 342N

3) Sur le 1= 2/3*34,2= 228N

Sujet de 70 kg : 70-1,5=68,5

Couplage articulaire

Il existe un couplage avant-pied/arrière-pied.

En effet, tout déplacement au niveau du pied postérieur s’accompagne d’un déplacement dans le même sens du

pied antérieur

Prudence : lésions associées: PTI, arr P, med P, avt P



Pied: Tendon d Achille

G

dd

dhdh

supin pronnormal

ORIENTATION de la traction / triceps

tendance varisante



Équilibres agonistes / antagon

limites

R du td = approx 2 X r du muscle

Résistance

Assistée par :

les Fléchisseurs :

Tib post, fibulaires

Flech ort

Triceps

Triceps et amortis

contraintes etudes Komi 1992

triceps marche course saut rupture à

en N 260 9000 200 à 4000 7000

etudes LAPS Lyon

sujet course L Saut unip

80kgs en N 1600 3200



Fusibles: Art

- tibiotarsienne

- Péronéo tibiaux

- sous astragaliens

-Médiotarsiens

Structures passives

Contraintes et & Fusibles

Fusibles: Lgt

- LLE

- Lgt PTA

- Lgt en haie

- Lgt C cub inf

Déroulement / marche

1 Attaque talon

2 Atterrissage:

- bd ext pied M5

- Puis retour ver M1

3 Appui global

4 Impulsion avec l’avant pied



Déroulement / marche

Déroulé/ Pied

De l’arr à l’avt & l’ext vers l’int

en mode appui universel:

- pré appui en supin (ext) =30ms

- bascule arr �avt & dd =100ms

- propulsion =100ms

total déroulé footing lent= 1/4’



Déroulement / course

1 Attaque talon

2 Atterrissage:

-avt pied

3 Impulsion avec l’avant pied

Tendance au pied creux du coureur

Pied & course

terrain irreg =

pied ht pronation�

pied bas supination�

terrain en cote = achille étiré

terrain en pente =

hyperlordose

attaque / avt pied

Cycle:

- Attaque du talon

- Déroulé du bd ext

- Amorti avt pied

- Réappui sur le 1

- Réattaque avt pied



caract méca des matériaux

Notion de Contrainte en N/m2

3 ETAPES:

Déformation Elast

Deformation Plastique

Rupture





Notion de Fluage




En pratique

Distension

Elongation

rupture

Applicable:

aux Lgts

aux tendons

& Masses muscul

Triade / UTM:

- Doul press locale

- Dol en tension pass

- Dol en contract R

Exos :

chute en hyper extension du genou:

Contrainte au genou = d’un sujet de 70kg

-Calcul du pds segmentaire en jeu / DEMPSTER

-59*70= 41,3kg soit 413N

- possibilité de rupture du Lcae si> 1500N ?

-Pourquoi??



Causes: Tendinite d achille

Statiques

Iatrogenes

Surmenage

clinique

Diagnostic

Para clinique

Triade:

Dol locale

Dol étirement pass

Dol contract R

Echog , IRM



Bioméca: RACHIS

Levier du 1er genre •Inter app

Exemple 3� - 5 cm x FM -10 cm x (0,15 FM) + 20 cm x

450 N = 0 et FM = 1385 N avec PR - 5

cm x FM + 20 cm x 450 N = 0 et FM = 1800

N sans PR.

joint L5 / S1

cavité abdominale

colonne

muscles spinaux

cm combiné objet-caisse

PT

+20cm

FM

PR

RA

-5cm

-10c

m



Notion de pression

P = F / S

Une surpression = rupture de fib circulaire du disque *

et saillie du nucléus =

sciatique

Application CV

En Kg/cm2 selon la posture

Contraintes Discales:



Application Pied

P=F/s

Ski on augmente la surface

Taillon aiguille on diminue la surface

En Kg/cm2

amortisseurs

Actifs: UTM

Passifs: pluri art

lgts Limites:

Pt d’ancrage osseux

R tendineuse

R musculaire

R lgts



Prudence prévenir réadapter

Attitude /urgence Rôle de conseil /

modérateur / entrainement

Traitement précoce respect repos

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