La biomécanique

BIOMECANIQUE                                                                                   22/01/19

I/ GENERALITE

1/ DEFINITION DE LA BIOMECANIQUE

2/ ASPECT HISTORIQUE

3/ DOMAINES D'APPLICATION

1/ DEFINITION DE LA BIOMECANIQUE

La biomécanique est l'application des lois de la mécanique aux systèmes biologiques. Elle cherche à décrire et à expliquer le fonctionnement de ces systèmes biologiques.

La mécanique est définie comme étant l'étude du comportement des corps solides, liquides ou gazeux lorsque différentes actions, appelées forces, s'exercent sur eux.

SCHEMA

Biomécanique : étude des F et de leurs effets sur le vivant.

Cinématique

→ Étude des valeurs descriptives du mouvement.

→ m et s : distance, déplacement, vitesse, accélération.

Cinétique

→ Étude des F qui causent ou qui résultent du mouvement des corps.

→ kg : le poids, la force motrice, la résistance, principe d'inertie, centrifuge.

2/ ASPECT HISTORIQUE : comprendre le mouvement d'un point de vue physique

Antiquité

• ARISTOTE (384 – 322 av. JC) : les causes du mouvement.
• ARCHIMEDE (287 – 212 av. JC) : le principe du levier ; centre de gravité des segments corporels ; poussée d'Archimède.

Renaissance

XVe siècle

• Léonard de Vinci (1452 – 1519) mouvement du corps et lois de la mécanique.

XVIIe siècle

• Giovanni Alfonso BORELLI (1608 – 1679) médecin et mathématicien italien, est le premier a déterminé expérimentalement la position centre de gravité.
• Dès 1679, il défend l'idée que les muscles constituent un ensemble de leviers obéissant aux lois mathématiques.

• Isaac NEWTON (1642 – 1727) mathématicien, astronome et philosophe anglais. Il établi les 3 lois universelles du mouvement (Principe d'inertie, principe fondamental de la dynamique et principe d'action / réaction). C'est le père de la Mécanique classique.
• Théorie sur la gravitation universelle.

3/ GRANDS DOMAINES D'ANALYSES ET D'APPLICATION

Domaines d'analyses et d'application en sport = compréhension du geste.

Analyser le mouvement pour améliorer la performance (reprise au volley)

Nouveaux matériaux (nouvelles chaussures ; nouveaux vélos...)

Domaine d'analyses et d'application en médecine = compréhension des pathologies ; conception d'implants ; optimisation des traitements.

Donc... 4 grands domaines

→ Optimiser la performance : sport, travail, handicap.

→ Préserver l'intégrité de la structure du corps humain : sport, sécurité, ergonomie.

→ Réparer la structure et corriger le dysfonctionnent : chirurgie, réparatrice, orthopédie.

Quelle utilité pour le praticien ?

1/ Principes mécaniques

• Comprendre les principes mécaniques de base qui produisent les mouvements.

• Pas un mouvement en particulier, aspect transversal.

• En observant le sportif : ce qu'on sait de la mécanique peut nous dire ce qui ne va pas dans son geste.

• Mécanique : effets des forces (gravité, friction, forces internes ou externes, résistance de l'air, de l'eau) sur les choses, cela permet la conception : ponts, voiture, bateaux, avions, téléphones.

• Lois physique universelles : gravité = saut en hauteur et avion ; résistance de l'air voiture ou cycliste...

Ex : compréhension des effets de la gravité, pour un plongeur, bien réaliser la ligne d'action verticale, pour un lutteur ou un judoka savoir utiliser la gravité sur un déséquilibre ; sauteurs à ski = position aérodynamique pendant la descente (utiliser la gravité pour prendre de la vitesse, puis utiliser la résistance de l'air pour planer).

2/ Technique

• Il / elle le fait bien = une meilleure technique, un meilleur enchaînement des gestes, une meilleure coordination : passes, prise de judo, saut de main, drop...

• Technique sportive déterminée en partie par le règlement. Spécificité des techniques (Ex : en tennis, renvoyer la balle en face sans que l'adversaire ne rattrape = revers, CD, service, passing shot.. ; lancer de javelot = avoir la technique la plus efficace).

• Bonne et mauvaise technique : réussite et échec. Comparer le service au tennis avec tous les niveaux et joueurs pro = beaucoup de variation vs homogénéité malgré des différences morphologiques.

4/ Façon inadaptée d'enseigner un geste sportif.

• Imitation aveugle d'un geste de champion (Ex : Franck Esposito ou Al Oerter).

• Conseils vagues.

• Pas de prise en compte de l'âge, des caractéristiques morphologiques, de la force, de la souplesse, de la motivation (Ex : pourquoi avoir des longs segments est un avantage dans certain sports et un désavantage dans d'autres). Pourquoi un bon rapport poids/puissance permet de vite changer d'appuis …

• Conséquence biomécanique de la croissance (ados plus maladroit).

• Ce qui marche pour l'un, ne marche pas forcement pour l'autre.

5/ Gestion de la sécurité

• Où se placer pour parer en gymnastique.
• Corriger les positions en musculation.
• Placer les protections.
• Quelles actions sont dangereuses ou non ?

6/ Pour résumer..

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