TPE prothèses sportives

               TPE

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Un athlète équipé d’une prothèse sportive peut-il rivaliser avec un athlète valide ?

Puch Antoine / Girardin Florian                                                                 1S1

                                                           Sommaire

1.     Introduction
2.     Présentation de la prothèse

1. Histoire et évolution de la prothèse
2. Matériaux utilisés à la fabrication
3. La Cheetah Flex-Foot

1. Comparaison entre un athlète valide et un athlète non valide

1. Fonctionnement d’une jambe valide
2. Fonctionnement d’une jambe équipée d’une prothèse
3. Mise en commun
4.  Expérience entre vitesse d’un valide et d'un non valide

1. Conclusion

I. Introduction

Bonjour, nous sommes deux élèves en 1ère S du lycée Périer. Nous allons vous présenter notre TPE sur les prothèses sportives. Le but de ce TPE est de savoir si un athlète muni d’une prothèse sportive peut rivaliser avec un athlète valide.

Le thème des prothèses sportives et du handisport nous a interpellé, en effet nous pratiquons le sport ensemble depuis longtemps et nous nous sentons concernés par le handicap qui pourrait nous toucher également, c’est pourquoi il nous est important d’aborder ce sujet.

Les prothèses ont un rôle essentiel dans un sport tel que l’athlétisme, pratiqué principalement par des athlètes valides. Concourir contre les athlètes valides permet de « normaliser » et d’intégrer le handisport aux vues de tous.

II. Présentation de la prothèse

1. Histoire et évolution de la prothèse

Du latin prothesis qui signifie "addition" (le suffixe pro- signifie "pour" et -thèse signifie « appui ») une prothèse est un dispositif implanté dans l'organisme pour suppléer un organe manquant ou pour restaurer une fonction compromise.

Les premières prothèses remonteraient à la Préhistoire, au temps où les hommes ont commencé à tenir sur leurs deux pieds. L'instinct de survie était primordiale, ils leur fallu donc trouver de quoi remplacer leurs membres amputés ou estropiés.

Les Égyptiens étaient capables d'amputer et de concevoir des prothèses. Des chercheurs allemands appuient leur théorie sur une momie d'une femme morte il y a environ 3 000 ans. Elle fut amputée de son orteil droit qui fut remplacé par une prothèse en bois sculptée (première photo de la frise chronologique). Composée de trois parties, elle est maintenue par une gaine en cuir cousue et du textile.

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Pendant l'antiquité, les Grecs et les Romains fabriquaient aussi des prothèses. Les traces en sont plus nombreuses, par exemple avec l'histoire de Thereupon Hegesistratus d’Elée dans Calliope qui, pour échapper aux Spartes, s'amputa la jambe et se fit une jambe de bois.

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Au Moyen-Âge, les prothèses n'ont qu'un but fonctionnel comme les crochets.

L’inconvénient était le poids et l’uni-fonctionnalité, si bien que seuls certains chevaliers ont choisi de s'en encombrer.

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Au XVIème siècle, le chirurgien français, Ambroise Paré (1510-1590) développe de nombreuses techniques d'amputation (ligatures des vaisseaux). C'est aussi le créateur des armatures métalliques, des pilons articulés et des cuissards à pilons.

Les guerres, à cause du nombre impressionnant d'amputés mais aussi de brûlés et de mutilés, ont permis l'essor des technologies prothétiques et des entreprises qui les conçoivent.

Par la suite, les deux Grandes Guerres Mondiales (1ère ≈300 000 amputés, 2nd ≈plusieurs millions) vont permettre un nouvel essor de l'industrie prothétique, notamment grâce à la mobilisation de nombreux vétérans de guerre et à l'aide financière du gouvernement américain.

Aujourd'hui, la science prothétique a considérablement évolué, on assiste à une réelle révolution des prothèses et des méthodes d'appareillage. Les prothèses se modernisent, sont de plus en plus légères, de plus en plus résistantes. La science prothétique prend de plus en plus place dans l'esthétisme (chirurgie esthétique, instituts de beauté, etc), dans le sport (handisports) et même chez les animaux (prothèse animalière). Les entreprises prothétiques se comptent par milliers dans le monde; même si les prothèses sont encore majoritairement faites à la main, bientôt le marché de la prothèse sera dominé par l'Industrie prothétique.

Les athlètes appareillés peuvent participer aux Jeux Handisports Paralympiques créés et organisés par le Comité Olympique. Plus de 20 disciplines sont à leur disposition comme l'athlétisme, l'haltérophilie, la natation mais aussi les Arts martiaux, le cyclisme et le rugby (prothèse athlétisme)

Frise chronologique : [pic 5]

2. Les matériaux

Le poids d’une prothèse sportive est un critère important car elle doit être légère pour diminuer les dépenses d'énergie d'un athlète.

Les principaux matériaux utilisés à la fabrication d'une prothèse sportive sont : 

• le kevlar est une fibre synthétique qui possède un réseau de liaisons hydrogènes entre les chaînes polymères qui lui donne une grande rigidité. Il existe une autre forme de Kevlar présente dans la prothèse : le Kevlar 29. Ce matériau est aussi utilisé dans des gilets de protection par exemple.

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• le kevlar 29 est bien adapté à la prothèse sportive car il résiste aux chocs et à la traction (mode de travail d'un corps soumis à l'action d'une force qui tend à l'allonger).

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Molécule du Kevlar

• la fibre de carbone est matériau ayant une grande résistance mécanique et une masse réduite car elle est composée de fibres extrêmement fines. Il est alors le matériau idéal à la création d’une prothèse.
  

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Formule topologique de la fibre du carbone

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• la fibre de verre : grâce à son poids léger elle permet des réductions de masse en améliorant les performances, la résistance aux chocs, l'isolation  

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Ces matériaux sont très coûteux excepté la fibre de verre.

3. La prothèse Cheetah Flex-Foot

La Cheetah Flex-Foot est une prothèse sportive, conçue par Van Phillips beaucoup utilisée par les athlètes professionnels du monde entier. 

Cette prothèse en forme de faucille, possède un talon relevé et une emboîture dans sa partie supérieure. Lorsque le porteur applique un poids sur ce talon, celle-ci agit comme un ressort, et convertit le poids en énergie. Ainsi l’athlète peut courir et sauter comme une personne non-handicapée.

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