lunes, 27 de octubre de 2014

Biodynamique du passage de haies


V. TJUPAS Legkaja Atletika (URSS) n°12 - 1978

COMMENTAIRE

Cette analyse a été réalisée à partir de mesures faites à l'aide de plateformes dynamométriques placées à l'impulsion et à la réception d'un obstacle, doublées pour 5 athlètes, d'une prise de vues. Cette étude particulièrement intéressante a le mérite d'être objectivée par des mesures précises à partir desquelles on est amené à d'autres observations en complément de celles de l'auteur.

Il serait judicieux de procéder à une étude comparée des résultats recueillis à partir d'athlètes de niveau identique, s'organisant de façon différente par nécessité morphologique, et de pouvoir emmagasiner les images et aussi les mesures des forces lors de l'avant dernier appui ainsi que les vitesses de franchissement.

F. URTEBISE

Dans tous les articles traitant de la technique de la course de haies, on oublie très souvent de mentionner certains éléments très importants comme les caractéristiques biomécaniques intra-cycliques et en particulier les différentes phases des forces articulaires.

Pour notre part nous avons traité le problème de la façon suivante : partant de la relation qui existe entre la vitesse de course et les réactions d'appui, si l'on détermine les différentes phases de la force dégagée au niveau des articulations, on peut savoir comment, et en fonction de quoi s'organisent les différents éléments de la technique de course en corrélation avec sa vitesse.

Une fois ces question résolues, il devient possible de dégager certaines recommandations à l'usage des athlètes.
Notre expérience a porté sur 12 coureurs de niveaux différents.
Les réactions de l'appui ont été enregistrées à l'aide de deux plateformes de tension placées respectivement devant et derrière l'obstacle.
La course a eu lieu avec départ accroupi.
On a également procédé à une double prise de vues stroboscopique de la course de 3 athlètes, en même temps que l'on enregistrait les réactions d'appui.

A partir des données initiales, on a calculé :
  • les forces et les impulsions maximales et moyennes de trois réactions d'appui,
  • les caractéristiques temporelles et spatiales
  • les caractéristiques cinématiques ultra cycliques linéaires et angulaires
  • les forces jouant à l'intérieur des masses les forces articulaires et leurs phases, pour les différents segments des deux jambes.

CARACTÉRISTIQUES TEMPORELLES ET SPATIALES

La vitesse de franchissement des obstacles est de 6,5± 0,71 mètre/sec.
La longueur de la foulée, au moment du passage 3,47± 0,17 m.
La distance depuis l'emplacement de l'appel jusqu'à l'obstacle, et de l'obstacle jusqu'à l'emplacement de la réception est respectivement de 2,08±0,09 m et 1,39±0,13 m.
Les résultats de l'analyse corrélative et de l'analyse non linéaire et régressive n'ont pas mis en évidence de relation fiable entre la vitesse de course, la taille de la foulée de franchissement et les distances entre emplacement d'appel - obstacle et obstacle- emplacement de réception.
I1 ressort donc que la longueur de la foulée de franchissement et ses caractéristiques propres dépendent de la longueur des jambes et du style de course. Ce que viennent confirmer les données de V.BALANCINEB (1977).
Par ailleurs se sont avérées justes les conclusions de nombreux chercheurs sur le lien très étroit existant entre la vitesse de course et la durée de la phase de passage de l'obstacle où il n'y a pas d'appui (le coefficient de corrélation est ici égal à 0,86).

REACTIONS D'APPUI

La vitesse de course s'est avérée liée de façon positive au maximum de la composante verticale et de façon négative à la valeur absolue de l'impulsion de freinage, au niveau de la composante longitudinale de la réaction d'appui lors de l'appel (Fig. 1).

Les corrélations sont égales respectivement à 0,75 et 0,78.
En d'autres termes : les coureurs de haies de haut niveau sont moins freinés et, par là même, présentent un angle de déviation du centre de gravité beaucoup moins important. Leur trajectoire de passage est relativement douce.
Tout cela confirme les théories de V.EISTJAKOV et de V. BREJZER (1971) concernant les divers procédés d'accélération de la vitesse lors du passage de l'obstacle.
En partant des réactions d'appui, nous avons mis en évidence un coefficient lié à la vitesse de passage de l'obstacle (relation corrélationnelle=0,82) et que l'on peut utiliser pour évaluer l'efficacité de l'action réciproque vitesse-appui.
Ce coefficient est égal à une fraction où le numérateur est la somme des impulsions de l'appel, et le dénominateur la somme des valeurs absolues de toutes les impulsions de freinage des composantes longitudinales au niveau des réactions d'appui lors de l'«attaque» de l'obstacle et de la réception après l'obstacle.
Les impulsions d'appel ont les valeurs suivantes 0,85=0,77 kgss, et 1 82±, 0,66 kgss (lors de la première et 2ème phase d'appui). Les impulsions de freinage ont comme valeur : 6,36±3,9 kgss et 1,81 kgss (lors de la 1ère et de la 2ème phase d'appui). Le coefficient est alors égal à 0,509±0,367.
A son tour, la diminution des valeurs absolues du freinage est déterminée par la réduction des temps de freinage (relations corrélationnelles respectivement équivalentes à 0,80 et 0,88 pour chacune des Phases). La durée du freinage est liée négativement à la vitesse de la course (relations corrélationnelles respectivement égales à 0,72 et 0,62, pour chaque phase de l'appui).

Tout cela nous permet de tirer la conclusion suivante : les coureurs les plus qualifiés présentent un indice de freinage, lors de l'attaque, particulièrement faible; par conséquent, la perte de vitesse du centre de gravité génèrale de leur corps est elle aussi moins importante; et la trajectoire de leur passage de l'obstacle moins brusque. Tout cela grâce à une réduction de la durée du freinage (dont les valeurs moyennes équivalent à 105±22m/sec, pour un temps d'appui de 144±45 m/s.)

L'APPEL

Il est possible de réduire le temps de freinage :
  • soit en posant la jambe d'appel plus verticalement
  • soit en augmentant la puissance au niveau des articulations de la hanche et des genoux
  • soit en conjugant les deux procédés.

I1 est évident que l'on ne peut pas faire varier indéfiniment l'angle de pose du pied. Naturellement, il doit correspondre de façon optimale à la vitesse de la course, à la masse du corps de l'athlète et à ses capacités de vitesse force.
Dans le cas contraire , on risque de ne pas avoir suffisamment de temps pour développer l'impulsion de la force verticale (par conséquent la trajectoire de franchissement ne sera pas suffisamment haute) et l'athlète ne pourra passer l'obstacle. Aussi, le rôle le plus déterminant lorsqu'il s'agit de réduire le temps de freinage peut être joué par les divers moments de force.
Sur la figure 1, on peut voir qu'avant la phase d'appui, au moment de l'attaque, et juste à son début les moments de force dans les articulations proximales des deux jambes provoquent leur rapprochement :
  • au niveau de l'articulation coxo-fémorale de la jambe d'appel, le moment d'extension se développe alors que sous l'action du poids du corps et des forces d'inertie, la cuisse se plie (dessin 2)
  • au niveau de l'articulation du genou, c'est la phase de flexion de la jambe qui se développe(dessin 1) comme si le coureur voulait «attirer l'appui sous lui».

Le moment de force au niveau de l'articulation coxo-fémorale de la jambe libre, est ici aussi développé lors de la flexion de la cuisse.
Ce sont précisémment les efforts mis en oeuvre par les articulations coxo-fémorales qui sont susceptibles de réduire le temps de freinage et d'assurer un passage rapide vers la phase d'appel.
Ici les moments de force au niveau de l'articulation des hanches coïncident avec les vitesses angulaires des cuisses (dessins 1 et 2)
Pourtant, le reste du temps cette coïncidence lors de la période d'appui est relativement insignifiante.
Si au début de la phase d'appui, la hanche de la jambe libre, sous l'action de la force exercée au niveau de l'articulation coxo-fémorale accuse une accélération de la flexion, par la suite, cependant, la progression de la vitesse est ralentie.
Cela se produit à la suite d'une brusque poussée lors de la phase d'extension qui augmente une nouvelle fois par la suite. Ce qui entraine un ralentissement par inertie de la flexion de la cuisse.
Aussi. il faut quelque peu corriger le conseil habituellement donné «au dernier moment de l'appel, il faut veiller à produire un mouvement actif aussi bien au niveau de la jambe libre, que du buste et des bras» : en effet, cette recommandation n'est valable que pour le premier tiers de la période d'appui.
La cuisse de la jambe d'appel se détend après le premier tiers de la phase d'appui. Mais le moment de la force au niveau de l'articulation coxo-fémorale, est orienté vers la flexion et opposé au moment de la force dans l'articulation identique de la jambe libre.

Les moments de la force au niveau des articulations distales de la jambe d'appel sont pratiquement tout le temps orientées vers un amortissement et contre une réduction angulaire dans l'articulation du genou et de la cheville. Le pied descend au début, sous l'action du poids du corps et des forces d'inertie, alors que la jambe se fléchit (dessin 2). L'action des différents moments de la force conduit à une flexion du pied et à un redressement de la jambe, au niveau des articulations du genou et de la cheville.

Toutes ces données nous montrent que la cuisse de la jambe d'appui ne participe pas activement à la propulsion de l'athlète (poses 2-3 dessin 1).
Ces données s'accordent, par ailleurs, avec des éléments de la biodynamique de la marche, de la marche :sportive, et de la course de sprint.(cf. V. Zaciorskij et autres. 1977).
En même temps, les articulations distales jouent le rôle de maillons dans l'organisation du mouvement d'appel vers l'avant et vers le haut. Et c'est seulement lors de la phase suivante de la période d'appui, que le moment des forces se développe au niveau de l'articulation coxo-fémorale, et ce moment est dirigé vers une extension de la cuisse.
On n'observe rien d'analogue dans les autres modes de locomotions que nous venons d'énumérer (marche ... etc...)
Il est probable que cela est lié au caractère très spécifique du travail des bras et du buste au moment de l'appel; en tous cas, cela mérite une étude particulière.
Une des particularités les plus caractéristiques du mouvement des différents segments de la jambe libre est le geste de la jambe (littéralement «envoyée vers l'avant») qui se produit par suite d'une flexion de la cuisse et en entrainant le développement du moment d'extension au niveau de l'articulation du genou, au tout début de la période d'appui (pose 1-2 dessin 1). Mais le mouvement de la jambe est freiné par la suite sous l'action du moment de force de flexion.

PÉRIODE SANS APPUI

Le début de cette période est caractérisé par une absence pratiquement totale de rotation au niveau de la cuisse de la jambe libre, jusqu'au moment ou le genou franchit la haie et ou le mouvement de «chasse» de la jambe se ralentit. Les moments de la force, dans les articulations correspondantes, sont dirigés vers l'extension de la cuisse et la flexion de la jambe, c'est-à-dire : contre leurs forces d'inertie. Ils déterminent la position de la jambe libre.

Il est caractéristique qu'à partir du moment où débute le deuxième tiers de la phase d'appui et pendant toute la période d’ »envol », on enregistre une certaine activité au niveau des quadriceps (B. NIKITIN 1970) de l'extenseur de la cuisse et du fléchisseur de la jambe.
La cuisse de la jambe d'appel est fléchie sous l'action du moment de force dirigé vers la flexion.
Dans son ensemble, l'action des moments de force au niveau des articulations proximales correspondantes des deux jambes s'exerce dans des directions différentes et conduit à un rapprochement des deux cuisses.
Dès que le genou de la jambe d'appel a franchi l'obstacle, la vitesse de flexion de la cuisse décroit brutalement sous l'action du moment de force, dirigé vers son extension (pose n°6, fig. 1). L'action du moment de flexion, au niveau de l'articulation coxo-fémorale de la jambe libre entraine un abaissement de la cuisse jusqu'à ce que le genou franchisse la haie.
La jambe se fléchit dès que le pied passe la haie (dessin 2, pose 6).

PERIODE D'APPUI A LA SORTIE DE L'OBSTACLE.

Ici on remarque que le mouvement de rotation de la cuisse (jambe d'appel) et du moment des forces (au niveau de l'articulation coxo-fémorale - Fig 1-2, pose 7-8) ont des directions différentes.
La cuisse de la jambe qui franchit latéralement la haie, sous l'action du moment de l'extension, s'abaisse, tandis que le mouvement de «chassé» de la jambe ralentit sous l'action du moment de flexion
Ici aussi on enregistre une action importante des muscles de l'articulation coxo-fémorale, exercée sur les cuisses des deux jambes, et qui provoque le rapprochement des deux cuisses pendant toute la durée de la période d'appui.
Au niveau des articulations distales de la jambe d'appui, les moments tendent vers l’amortissement, lui même suivi d'un mouvement de la jambe qui se repousse du sol.
Tout comme lors de la lère période d'appui, on remarque ici aussi un mouvement d'amortissement du pied suivi d'une rotation rapide dans le sens des aiguilles d'une montre.

Dans l'ensemble, on peut dire que dans le mouvement de prise d'appel, ce sont les articulations distales qui jouent le plus grand rôle.


CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS PRATIQUES

  1. Les athlètes de haut niveau passent l'obstacle en perdant moins de vitesse, au moment de l'appel.
  2. Il est possible de réduire la perte de vitesse en réduisant le temps de freinage. Cela s'obtient grâce à un effort soutenu des muscles des articulations coxo-fémorales des deux jambes afin de rapprocher les 2 cuisses au maximum. De même, on y parvient grâce aux efforts des articulations des genoux pour que la jambe d'appel sefléchisse et que la jambe libre effectue un mouvement de «chassé».
  1. Il est tout à fait justifié de recommander un mouvement très accentué de rapprochement des cuisses. avant et au début du mouvement d'appui lorsqu'on attaque l'obstacle.
  2. A partir du 2ème tiers de la période d'appui, il convient d'accentuer le freinaje de la jambe libre.
  3. A la descente de l'obstacle, au début de la période d'appui, il faut veiller très attentivement à rapprocher les cuisses.
Figure 1 :
graphiques des moments de forces au niveau des articulations du sujet testé.
- Vitesse de passage de l'obstacle : 7,22 m/sec.
- Longueur de la foulée de saut : 3,3 m, et de ses composantes : 2,01 m
1,28 m
- Durée des temps d'appui : 0,132 sec.
0,16 sec.
- Durée de la période sans appui : 0,34 sec.

Légende : 1,2,3 - moments de force au niveau des
articulations (en Newtons).
a) du pied
b) du genou
c) coxo-fémorale
- de la jambe d’appui (ligne pleine)
- de la jambe libre (pointillés)

Figure 2 : Graphiques des vitesses angulaires
par rapport à l'horizontale (en rad/sec).
- du pied (1)
- - des jambes (2)
- - des cuisses (3)


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