ENTRAINEMENT SPORTIF

 CONTEXTUALISATION

La biomécanique est une science indispensable pour l'étude et la compréhension de la performance sportive. Les techniques sportives font l'objet d'analyses très poussées car elles sont en évolution permanente et se complexifient de plus en plus.

Repérer les aspects fondamentaux des gestes sportifs pour construire un modèle du mouvement, caractériser les erreurs pour optimiser le mouvement ou mettre en évidence les différences pour analyser la variabilité du mouvement sont les objectifs attendus des analyses biomécaniques menées dans le domaine de l'entraînement sportif.

Décrire et analyser un geste sportif, déterminer des facteurs de performance ou améliorer l'efficacité du mouvement de l'athlète sont des compétences essentielles pour devenir un entraîneur qualifié et nécessitent d'avoir recours aux connaissances et aux principes biomécaniques.

 EXEMPLE

 

Prenons l'exemple de la performance en gymnastique. Dans ce sport la création de nouvelles figures acrobatiques est nécessaire pour accéder au niveau de performance international. Dans les années 1980, un gymnaste russe du nom de Tkatchev réalise un lâcher-rattraper inédit à la barre fixe en s'éjectant après un grand tour d'élan dos à la barre et en la franchissant par au-dessus pour la rattraper après une demi-rotation avant. Cette acrobatie périlleuse ouvrit la voie à d'autres figures en lâcher-rattraper devenant par la suite de plus en plus complexes (Holvoet et al., 2000)

La vidéo représente le mouvement de lâcher-rattraper en Tkatchev à la barre fixe après une prise d'élan. Le repère d'analyse est constitué :

  • par un point origine qui est représenté par la barre fixe
  • par l'axe horizontal orienté positivement vers la droite
  • et par l'axe vertical orienté positivement vers le haut.


Observons les mouvements de fouettés des membres inférieurs, la trajectoire du corps et celle de la main du gymnaste lorsqu'il est en phase de prise d'élan. Peut-on parler de barre fixe ? Quel rôle peut jouer la barre lors de la phase d'élan ?

 RESULTAT

Le montage vidéo met en relation le déroulement des mouvements des segments du corps dans le plan sagittal avec la représentation graphique du déplacement du centre de gravité corporel. Ce déplacement au cours du temps est décomposé en un tracé rouge correspondant au déplacement horizontal et en un tracé bleu correspondant au déplacement vertical du centre de gravité du corps par rapport à la barre fixe.

De manière synchronisée au mouvement du gymnaste, le curseur vertical noir indique la position horizontale et la position verticale du centre de gravité du corps à un instant donné

Cet instant exprimé en secondes est défini par le point d'intersection du trait du curseur avec l'axe des abscisses représentant le temps :

  • la position horizontale du centre de gravité du corps est déterminée par la projection du point d'intersection entre le trait du curseur et la courbe rouge sur l'axe vertical des ordonnées
  • la position verticale horizontale du centre de gravité du corps est déterminée par la projection du point d'intersection entre le trait noir du curseur et la courbe bleue sur l'axe vertical des ordonnées

En phase de prise d'élan, les mouvements d'extension et de flexion de la hanche provoquent des accélérations des membres inférieurs qui ont pour conséquences de modifier la vitesse de rotation du corps et de rapprocher ou d'éloigner le centre de gravité par rapport à la barre dans des secteurs particuliers de l'espace. La main décrit une trajectoire curviligne qui s'éloigne et se rapproche aussi du point origine représenté par la barre.

Bien que cet agrès se nomme la barre fixe parce qu'elle est fixée au sol par des haubans, la barre tenue par le gymnaste se fléchit et se tend en fonction des accélérations du corps produites lors des mouvements de fouettés. L'effet mécanique des fouettés des membres inférieurs consiste à générer une force de traction sur la barre afin de la déformer. Compte tenu de la caractéristique d'élasticité de la barre, celle-ci se comporte alors comme un ressort que le gymnaste peut exploiter à des moments opportuns comme celui correspondant au lâcher de la barre.


 INTERET

Les représentations de la cinématique de cette acrobatie permettent d'étudier des phénomènes mécaniques très difficiles à appréhender par une simple observation visuelle.

La modélisation biomécanique et l'analyse cinématique vont permettre de mesurer différents paramètres qui décrivent l'évolution au cours du temps des déplacements, des vitesses, des quantités de mouvement et des accélérations linéaires et angulaires du corps et des segments. Grâce à ces mesures, des caractéristiques du geste sont mises en évidence à des moments-clés et des principes biomécaniques sont utilisés pour valider les consignes techniques spécifiques permettant d'apprendre et d'améliorer le geste.

La partie CINEMATIQUE de la ressource BIOMECANIQUE 3D vous entrainera à réaliser des découpages temporels permettant l'analyse de la structure spatio-temporelle du geste ; nous vous engageons vivement à vous exercer au repérage de moments-clés et à la décomposition du mouvement en phases avec l'étude de la marche, de la course et de la boiterie.


Références :

Holvoet P., 1898, « La gymnastique en cette fin de 19ème siècle ! », Thèse de Doctorat, Université de Poitiers, P. Holvoet, P. Lacouture & J. Duboy., 2000, De l'analyse cinématique à la mise en œuvre de simulations d'un geste acrobatique à la barre fixe : étude de la réussite du tkatchev. In Actualité de la recherche en activités gymniques et acrobatiques, dossier E.PS. 39: 23-28,

Begon M., 2006 : Analyse et simulation tridimensionnelle de mouvements cycliques sur un ergomètre spécifique au kayak, Thèse de doctorat, Université de Poitiers

Hars M., 2007:  Contribution à l'étude du contrôle de l'équilibre à la poutre lors de la réalisation de mouvements acrobatiques de renversement par des gymnastes expertes, thèse de doctorat, Université de Valenciennes

Sevrez V., 2009: Etude du mouvement de rotation d'un système poly-articulé : l'exemple du grand tour à la barre fixe, thèse de doctorat, Université Aix-Marseille,