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ERGONOMIE
Dans la pratique de nombreux sports l'athlète utilise des matériels et des équipements spécifiques pour réaliser l'activité sportive. Dans ce cas la conception et la fabrication de ces produits s'appuient sur des innovations technologiques visant à améliorer non seulement la performance mais aussi le confort et la sécurité de l'athlète. Les innovations dans ce secteur font largement appel aux études biomécaniques pour analyser les interactions physiques entre l'athlète et son environnement sportif immédiat composé des matériels et des équipements utilisés pour produire des mouvements adéquats.
Prenons l'exemple de la pratique de l'aviron. Dans ce sport de glisse sur l'eau, l'athlète assis sur un siège roulant appelé coulisse propulse l'embarcation à l'aide d'avirons. C'est un sport très exigeant d'un point de vue biomécanique car il nécessite que le rameur puisse trouver des appuis puissants dans l'eau tout en équilibrant l'embarcation dont le profil hydrodynamique est caractérisé par une grande instabilité. Malgré une apparente simplicité le geste du rameur est très complexe. Le but recherché est double. Il s'agit d'abord lorsque les avirons sont en appui dans l'eau de générer grâce à l'extension des jambes, à l'extension du tronc et à la flexion des bras, le maximum de force propulsive. Ensuite quand les avirons sont hors de l'eau, un replacement délicat, tout en finesse, en position adéquate jambes fléchies et bras tendus doit s'effectuer grâce au siège coulissant sans perturber et ralentir l'avancée de l'embarcation. Que peut apporter la biomécanique pour adapter ce geste aux contraintes du poste de rameur ?
Des appareils permettant de reproduire avec précision le mouvement du rameur hors de l'eau sont construits pour l'entraînement de l'athlète en complément des séances sur l'eau. Ces appareils appelés ergomètres sont aussi utilisés pour l'étude en laboratoire des efforts fournis par l'athlète en conditions proches de celles rencontrées dans la réalité. Dans ce cas ces appareils sont des ergomètres de haute technologie qui intègrent des capteurs de force enregistrant les interactions entre le rameur et son embarcation à chaque point de contact entre l'athlète et les éléments de la coulisse. On peut facilement les identifier sur la vidéo. Il s'agit de la poignée de l'aviron, de la planche de pied et du siège coulissant. Des systèmes électroniques permettent de moduler avec précision l'intensité du dispositif résistant qui correspond à l'intensité de l'action motrice à fournir par le rameur lors de la traction sur les poignées des avirons. Les marqueurs permettant de définir les segments du corps, le dispositif de caméras vidéo haute-fréquence et les 3 systèmes de capteurs de force permettent par une démarche biomécanique spécifique appelée dynamique inverse, de calculer les efforts exercés cycle après cycle à chaque articulations du rameur. La détermination des efforts réalisés par le rameur et la mesure des vitesses angulaires aux articulations permet de calculer le coût mécanique représenté par l'activité de ramer en terme de puissance mécanique à fournir pour réaliser cette tâche particulière. Le schéma représente les forces extérieures exercées par l'ergomètre à chaque point de contact de la poignée de l'aviron, de la planche de pied et du siège coulissant avec le rameur. Cette mesure des forces exercées par l'environnement matériel sur le rameur est indispensable pour mettre en œuvre le calcul des efforts internes générés à chaque articulation du corps de l'athlète afin d'exécuter le mouvement dont l'intensité est défini par le niveau de résistance de l'ergomètre.
Grâce à l'application de certains formalismes de la mécanique classique, les efforts articulaires et le coût mécanique du geste du rameur peuvent être calculés avec une précision satisfaisante dans le but d'améliorer à la fois le matériel utilisé par l'athlète et aussi de respecter sa sécurité en estimant les contraintes mécaniques supportés au cours de la pratique sportive dans l'environnement matériel immédiat de l'athlète. De nombreuses entreprises dans le domaine du sport exploitent ces connaissances pour concevoir des matériels adaptés, réduisant la fatigue de l'athlète et assurant une meilleure protection contre les blessures ou une sécurité accrue diminuant le risque d'accidents sportifs. La partie MODELISATION de la ressource BIOMECANIQUE 3D présente la méthode utilisée pour modéliser le corps humain qui permet de mettre en place les analyses cinématique et dynamique. Références : Pudlo P. 1999 Contribution à l'analyse et à l'optimisation du geste du rameur en aviron, Thèse de Doctorat, Université de Valenciennes Découfour N., 2010, Modélisation biomécanique par palier de contraintes des systèmes biologiques complexes : application au geste du rameur, Thèse de Doctorat, Université de Valenciennes, Gillet C. 2004 Analyse biomécanique de la marche et proposition de classes de marcheurs - application au portage de sacs à dos, Thèse de Doctorat, Université de Valenciennes, |
