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Voici mon chanteur acteur préféré!!! trop la classe!!!!

Big up!!!!!!

En remerciement à tous ceux qui nous ont soutenues

Introduction:


Lorsqu'un membre n'est plus en état de fonctionner normalement, à cause d'un accident ou d'un cancer par exemple, on a parfois recours à l'amputation.
Pour combler la perte de ce membre, des prothèses, appareils servant à remplacer un membre ont vus le jour.
Dans ce TPE nous nous intéresserons seulement aux prothèses fémorales et tibiales.


Cependant, les prothèses ne sont devenues appropriées à la course et à la compétition que très tard. C'est Terry Fox qui fut l'un des pionniers de la course avec prothèse à partir de 1977. Mais sa "jambe de bois" ne lui permettait guère d'atteindre des foulées comparables aux athlètes valides. Cependant, il a montré que courir avec une jambe artificielle était possible. Aujourd'hui, des prothèses tibiales et fémorales sont conçues spécialement et uniquement pour la course, comme le Springlite Sprinter ou le Flex Foot. Pur produit de compétition, ces bijoux technologiques rivalisent avec de vraies jambes et permettent d'atteindre des foulées proches de celles des coureurs valides.

Néanmoins on peut se demander si les coureurs avec prothèses sont avantagés comparés aux coureurs valides?

Pour cela , on comparera tout d'abord un coureur valide et un coureur amputés en parlant de ses performances en athletisme ensuite on expliquera ce qu'est le springlite sprinter et le flex foot.



1)COMPARAISON D'UN COUREUR VALIDE ET D'UN COUREUR AMPUTE

a)La course chez le coureur valide

Le corps humain est un ensemble de segments indéformables (os), qui, parce qu’ils sont articulés et soumis à la gravité génèrent du mouvement. Réciproquement, la mesure de ces mouvements segmentaires associée à la prise en compte de la morphologie de l’individu permet de quantifier le rôle moteur de l’activité musculaire associée à chaque articulation. Ainsi, des tests ont été réalisés sur plusieurs coureurs en pleine vitesse et des différences ont pu être observées. Par exemple, l’athlète de niveau national présentait en tout état de cause des actions particulières de la hanche et de la cheville de la jambe support. La comparaison avec un appui prothétique chez un amputé a également pu montrer que la jambe support d’un coureur sain se comporte bien comme un système de trois solides articulés et non comme un élément déformable restituant de l’énergie. Les notions de pied dynamique ou de griffé peuvent ainsi être revisitées par les entraîneurs.

En course, le poids qui doit être supporté par le coureur dépend bien sûr de sa masse corporelle mais aussi de son style de course. En effet il existe deux styles de course différent, la course en cycle arrière et la course en cycle avant Le coureur en cycle arrière va s'alourdir tout au long de la course contrairement au coureur en cycle avant.

Le cycle arrière

Dans le cycle arrière, l'essentiel du mouvement aérien du membre inférieur se fait derrière le coureur.

L'amortissement

Le membre inférieur étant «en retard» par rapport au déséquilibre du corps, le pied qui va passer à l'appui arrive précipitamment de l'arrière et du haut. Il vient frapper le sol dans le sens inverse au mouvement de course (le pied avance dans la chaussure). Tout se passe comme si un marcheur venait buter le pied dans une bordure de trottoir qu'il n'aurait pas vu. Que se passe-t-il ? Il est ébranlé et freiné.
La secousse est d'autant plus importante et l'efficacité d'autant moindre qu'il arrive assez souvent que les "coureurs arrières" tapent le sol avec le talon et pas avec la plante de pied. Les élastiques ne peuvent jouer leur rôle de ressort, toute l'énergie est dispersée dans le corps. Non seulement le coureur est ébranlé à chaque appui mais, en plus, il est inefficace.

L'appui

Au début de l'appui, l'autre membre est encore loin derrière. Il revient progressivement vers l'avant et le bas. Ce faisant, il participe à alourdir plus encore le coureur. Le ressort se comprime trop, il se fatigue et n'arrive plus à se détendre.

Le cycle avant

Après la poussée, le membre inférieur quitte le sol et revient rapidement sous la fesse puis vers l'avant. Au moment de l'appui, le genou est déjà à l'avant du corps. Comme son mouvement est dirigé vers le haut, il peut participer à l'allégement du corps. De plus, sa fixation va permettre à la jambe de s'ouvrir vers l'avant puis de revenir d'avant en arrière. Résultat, le pied vient toucher le sol dans un mouvement d'avant en arrière (il recule dans la chaussure) ; le freinage est considérablement réduit.
L'appui par la plante du pied permet de mettre en réserve puis de restituer l'énergie grâce à la mise en tension-renvoi des "élastiques" du corps.

Comparaison entre deux prises de contact : cycle arrière ( à gauche ) et cycle avant ( à droite )

Un coureur valide utilise trois lois :

Équilibre
« Tout corps reste en état de repos ou en état de mouvement uniforme dans une ligne droite à moins qu’une force extérieure n’agisse sur lui ».
L’équilibre est donc assuré aussi longtemps que le centre de masse demeure à l’intérieur de sa base de support. Un sprinter en contact dans les starting-blocks ne pourra s’élancer que lorsque ses jambes exerceront une force sur eux.
Force et accélération
« L’accélération d’un corps est proportionnelle à la force qui la produit et suit la même direction que cette force ».
En conséquence plus la force exercée par l’athlète sur les starting-blocks est forte et plus l’accélération mesurée en sortie de blocks sera grande. Une fois que l’athlète quitte le point d’application de la force (starting – blocks ou sol) rien ne peut plus venir agir pour accélérer le sujet.
Action réaction.
« Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée ».
Le coureur qui applique une force sur le sol se voit renvoyer une force de réaction égale et opposée qui propulse le corps vers l’avant.



La vitesse du coureur valide
Comme on a pu le constater au travers les trois lois de Newton, la création de mouvement, va se traduire sur la piste par la création d’une vitesse de déplacement qui s’exprime par la formule suivante :
Vitesse =Distance / Temps
Ce qui se traduit par :
V = Fréquence x Amplitude
Or, la fréquence est égale à :
F = 1/T = 1/ T contact + T envol
Donc la définition de la vitesse revient a :
V = Amplitude / T contact +T envol

Des études sur la foulée d'un coureur valide on déjà montré que le temps de contact représente 40% du temps de la foulée pour 60% au temps d’envol.
On voit donc que pour augmenter la vitesse il suffit d’optimiser le produit (fréquence x amplitude). Seulement le problème est bien plus complexe car une augmentation de la fréquence a pour conséquence une diminution de l’amplitude et inversement. L’optimisation de ce rapport est fonction des capacités de l’athlète et de son penchant naturelle pour l’un ou l’autre des paramètres.
Nous verrons un peu plus tard comment se manifeste la fréquence et l’amplitude dans une course de 100m et quels exercices nous pouvons proposer pour améliorer ces deux facteurs.
Conception de la foulée

La foulée se décompose en deux temps et quatre phases.
L’appui pour le premier temps avec :
- Une phase de mise en tension (non - freinatrice)
Cette phase a pour objet d’étirer les masses musculaires postérieures de la cuisse (fessiers, ischios, mollets). Dans cette phase l’athlète a pour but de ramener sa jambe libre vite vers l’avant et de descendre rapidement le talon vers le sol (d’avant en arrière). Le pied de la jambe de mise en tension est en flexion dorsale afin d’augmenter la tension de la chaîne musculaire postérieure et de placer le pied en situation favorable pour libérer l’énergie élastique qui s’emmagasine ou s’accentue au contact au sol.
L’intention est de vouloir faire glisser son talon vers le fond de la chaussure.
La tête et le tronc sont droits, le bassin est en rétroversion* et légèrement en arrière de l’appui au sol.

- Une phase de soutien.
C’est la phase ou le pied est en contact au sol et elle s'achève quand le bassin dépasse la verticale de l’appui.
La tête et le tronc sont verticaux, la rétroversion est plus importante. La flexion du genou est un peu plus forte et le talon reste haut et décollé du sol. La jambe libre est fléchie, talon aux fesses et pointe de pied en flexion dorsale. Les intentions sont de se grandir et de dominer la piste.

- Une phase de renvoi.
Elle se termine quand le pied quitte le sol. La totalité des parties hautes du corps reste comme dans la phase précédente. Les bras ont un balancement antéro - postérieur fléchis à 90° environ. La main avant monte jusqu’à la pointe du menton et est relâchée. Le genou libre monte près de l’horizontale et le pied est en flexion dorsale caché par le genou.


Le temps de contact au sol du pied doit permettre au bassin de parcourir une distance équivalente à la longueur de jambe (de la mise en tension au renvoi L=L’) tout en cherchant à avoir une trajectoire la plus horizontale possible.


- Le deuxième temps la phase de suspension.
Le haut du corps reste placé dans une attitude droite. Les épaules et les bras sont relâchés redescendant le long du corps, la jambe arrière revient vers l’avant en flexion relâchée.

La fréquence chez le coureur valide
Elle va en augmentant alors que le temps de contact au sol diminue. Le temps de contact au sol diminue avec la prise de vitesse.


b)La course chez un amputé

Le cycle de la course chez un amputé est divisé en une phase d'appui et d'oscillation (balancement). Pendant la phase d'appui, la période du contact initial jusqu'à la position intermédiaire est désignée sous le nom de "phase d'absorption". Depuis la position intermédiaire jusqu'à ce que la prothèse quitte le sol est définie comme la "phase de propulsion," où le corps produit des forces d'accélération qui sont transmises pendant que le membre entre dans la phase d'oscillation. Depuis la phase intermédiaire jusqu'à l'oscillation terminale*, le membre commence à ralentir comme il revient à la phase d'absorption.

Au début et à la fin de chaque phase d'oscillation il y a une période de double flottement*, où aucun membre n'est en contact avec le sol. En conséquence, la phase d'appui compte pour moins de 50 pour cent du cycle de la course. À mesure que la vitesse augmente, le pourcentage de la phase d'appui diminue.

La phase d'absorption

La période entre le contact initial jusqu’à la phase d'appui intermédiaire est considérée comme la période d'absorption. Dans cette période, la jambe agit en tant qu' amortisseur pour le corps, réduisant considérablement la réaction au niveau du sol transmise par le membre, qui peut être deux à trois fois plus importante que le poids du corps.

Lorsque le membre sain de l'amputé heurte le sol, une force rétroactive* est générée par la contraction puissante des muscles extenseurs de la hanche, alors que les abducteurs de hanche permettent la stabilité nécessaire du bassin. La stabilisation musculaire, couplée au mouvement des articulations, produit un ressort biomécanique qui réduit les effets des forces de réaction provenant du sol.

Or, lorsque les amputés courent, il n'y a plus de force de réaction lors de l'impact sur la prothèse. Cette réduction de la force de réaction du sol suscite que les amputés absorbent et produisent moins d'énergie avec leur prothèse. La réduction de l'énergie engendrée par la prothèse pourrait être le résultat d'un emploi plus passif du membre, ou par la présence d'une contraction isométrique* des muscles.



Quand la prothèse de l' amputé tibial (AT) heurte le sol , une force de rappel en arrière est aussitôt générée par la musculature de la hanche du même côté. Ceci nécessite entre deux et trois fois plus de travail que pour le membre sain, afin d'aider à déplacer le corps au-dessus du pied immobile, et à réparer en partie la perte de flexion plantaire active de la cheville.
Pendant le contact initial, la flexion du genou est souvent absente chez le coureur débutant et c 'est probablement ce qui différencie un coureur débutant d'un coureur entraîné. Cependant, avec un entraînement approprié, la force, et une longueur de moignon adéquate, une flexion comparable du genou peut être obtenue avec le membre amputé.
La longueur du moignon *et le volume de masse musculaire jouent un rôle significatif en déterminant la capacité de course des amputés fémoraux (AF).


Phase d'accélération

La "Phase d'accélération" du cycle de course est la phase pendant laquelle le corps se déplace de la phase d'absorption d'énergie jusqu'à la phase de décélération. A ce moment, la majorité de la propulsion vers l'avant du corps provient du balancement du membre opposé et des bras.

Les amputés tibiaux entraînés peuvent accomplir des mouvements de flexion extension identiques à ceux des coureurs non amputés durant la séquence. La contraction du quadriceps, associée aux muscles du mollet, permet la stabilité adéquate du genou. L'utilisation du Flex Foot ( prothèse tibiale ) en forme de "J", qui permet une dorsiflexion contrôlée, est considérée par beaucoup comme considérable dans le contrôle de la stabilité de la flexion du genou. En fait, le Flex Foot s'est avéré utile pour permettre un travail plus physiologique de la hanche et des muscles extenseurs du genou tout au long de la phase d'appui.

Phase d'accélération chez un amputé fémoral

Pendant la phase d'appui terminale, lorsque la hanche du coureur atteint le maximum d'extension, tous les mouvements sont passifs excepté les adducteurs de la hanche, qui se contractent pour maintenir la stabilisation du bassin. La flexion plantaire maximale est le résultat d'un mouvement rapide du tibia au-dessus du pied, créant un levier rigide au niveau du pied permettant de libérer l'énergie élastique*. Pendant la course, plus de la moitié de l'énergie élastique est stockée dans deux ressorts, que sont le tendon d'Achille et la voûte plantaire.
Lors de la phase terminale d'appui, le travail musculaire total du coureur amputé tibial du côté de la prothèse représente la moitié de celui mesuré pour le membre sain et chez les coureurs non amputés. Ceci ne surprend pas, vu l'absence des fléchisseurs plantaires. Pour compenser, cela représente approximativement une augmentation de 75 pour cent du transfert d'énergie à partir de la jambe saine lors de la phase de balancement pour les amputés.
La flexion de hanche est générée par une contraction puissante des fléchisseurs de la hanche. La stabilité et la ligne de progression du membre sont maintenues en stabilisant les contractions des muscles abducteurs et adducteurs de la hanche. Le travail mécanique, ou l'énergie générée par les fléchisseurs de la hanche côté sain, s'est avéré être plus de deux fois plus important que celui des coureurs non amputés, avec un travail côté prothèse étant supérieur à la normale, mais pas aussi élevé que du côté sain.



Phase d'accélération chez un amputé tibial.

Phase de décélération

Pendant que le pied se prépare à toucher le sol, les muscles se contractent pour propulser le corps en avant, tout en absorbant les forces de réaction du sol. Les extenseurs de la hanche fonctionnent de façon excentrique pour ralentir la cuisse et la jambe pendant la phase terminale de balancement, et étendre la hanche en avant immédiatement avant le contact initial. Les muscles abducteurs et adducteurs de la hanche se contractent pour stabiliser le bassin lorsque le contact initial est imminent.
Les coureurs amputés tibiaux tendent à avoir des pics de vitesses angulaires maximales en flexion et en extension plus bas, ainsi que des angles maximaux de flexion de la hanche et du genou.

L'amputé tibial doit également contracter les muscles du membre inférieur de la même façon que les non amputés pendant l'oscillation terminale. Le genou devrait être légèrement fléchi et, comme indiqué plus tôt, il y a une réduction des forces lorsque le membre se prépare à toucher le sol.
L'amputé fémoral doit s'appuyer sur un genou prothétique en extension. Exercer une force vers l'arrière avant le contact accélérera non seulement le corps vers l'avant, mais assurera simultanément le maintien de l'extension du genou.
Phase de décélération chez un amputé tibial

Le balancement du tronc et des bras

Pour une personne amputée, le balancement des bras est très important, bien que souvent délicat à maîtriser. Un effort de concentration est plus que nécessaire pour pouvoir maintenir un balancement symétrique des bras, notamment lorsque la vitesse augmente et que les jambes ont la fâcheuse tendance à perdre la symétrie du mouvement.







La fréquence atteint rapidement son maximum vers 15 - 30m de course à la suite de quoi elle régresse progressivement jusque vers 80 - 90m pour chuter brutalement dans les derniers 10 - 20 m...


L’amplitude du coureur valide
Pour les coureurs de 100 m l’amplitude des foulées croît très rapidement du départ au 30 m atteignant son maximum à la fin de la course bien qu'aux 50 mètres l'athlète doit déjà être à sa longueur de foulée optimale. La foulée se stabilise ensuite jusqu’au 80 - 90m après quoi elle augmente de nouveau. Cela dépend de la force élastique, de la technique de course et de l'élasticité musculaire


L’accélération du coureur valide
Elle augmente brusquement dans les 10 premiers mètres passant de 0 à 5m par seconde et atteint des vitesses supérieures à 11m / s pour descendre plus ou moins brusquement jusqu'à la ligne d'arrivée en fonction de la résistance vitesse de l'athlète.
Le coureur de 100m doit essayer que sa course soit une constante accélération depuis la sortie jusqu'à l'arrivée, sans chercher prématurément une "pointe de vitesse" qui avec toute sécurité sera négativement compensée dans les derniers mètres. L'athlète doit avoir la sensation qu'il est entrain d'accélérer facilement et progressivement depuis le coup de feu jusqu'au dernier mètre. C'est à dire, ce qui est intéressant c'est d’obtenir une vitesse moyenne élevée et non une vitesse maximum impossible à maintenir. La vitesse doit donc être au maximum parallèle à l'axe horizontal pour minimiser la perte de vitesse dans la dernière partie de la course. Les différences de temps, entre le premier et le deuxième 50m d'un 100 m plat, doivent être comprises entre 1"25 et 1"15 pour les hommes comme pour les femmes.
L’exemple suivant concerne la comparaison de la course de Lewis et celle de Johnson à Rome en 1987. On constate un juste équilibre entre le premier 50 m et le second 50m de Ben Johnson qui obtient un écart de 1’’27 contre 1’’41 à Lewis. Un écart supérieur à 1’’35 indique qu’il existe des difficultés dans la mise en action et / ou l’accélération. Un écart inférieur à 1’’20 indique qu’il existe un manque à la résistance vitesse.




Ces prothèses, n'étaient au début que de simples jambes de bois : on a découvert à Capoue (Italie) une véritable jambe artificielle datant du IIIème siècle avant notre ère. Mais aujourd'hui, grâce aux performances médicales, les prothèses sont adaptées à la vie quotidienne.

Résultats:


Le coureur avec prothèse fémorale ne possède naturellement pas les qualités physiques d'un athlète valide. Cependant les récentes performances d'Oscar Pistorius laissent à pensé que les prothèses sont comparables aux jambes d'un sportif.
Mais ce TPE, appuyé par les récentes déclarations de Mr Bruggeman, professeur allemand de l'Université du Sport à Cologne, montre bien que le coureur amputé bénéficie d'un avantage lors de la course, notamment avec une restitution de l'énergie plus importante. Voici un extrait de l’étude indépendante commandée par Mr Bruggeman:

"Avec ses lames incurvées en fibre de carbone, Pistorius pouvait courir à la même vitesse que les sprinters valides avec une dépense d’énergie inférieure de 25%. Dès qu’une certaine vitesse est atteinte, courir avec de telles prothèses requiert moins d'énergie supplémentaire qu’avec le fonctionnement normal des membres inférieurs.

Après que le potentiel physiologique d’Oscar Pistorius et des athlètes valides témoins aient été évalués à l’aide de trois méthodes différentes, il est apparu que le potentiel de Pistorius était inférieur à celui des athlètes-témoins alors que leurs performances étaient similaires.

L'analyse biomécanique a démontré des différences importantes dans la mécanique de sprint employée par un athlète amputé sous les genoux et utilisant des prothèses comparées à celle des jambes d’athlètes valides. Les forces maximales verticales de réaction au sol et l’impulsion verticale sont différentes de manière extrêmement significative et la quantité d’énergie qui est renvoyée par les lames n’a jamais été observée pour sur un muscle humain actionnant la cheville dans une course de sprint.
L'énergie renvoyée par la prothèse en fibre de carbone est presque trois fois supérieure à celle de l’articulation d’une cheville normale au maximum de l’effort de la course.

La déperdition d'énergie avec prothèses a été mesurée à 9,3% au cours de la phase d’appui tandis que la déperdition d'énergie moyenne au niveau de l’articulation de la cheville des athlètes valides témoins était mesurée à 41,4%. Ceci signifie que l'avantage mécanique de la lame en fibre de carbone est supérieur de plus de 30% à celle de l’articulation d’une cheville valide.

Il est évident qu'un athlète employant les prothèses cheetah peut courir à la même vitesse que les athlètes valides avec une consommation d'énergie moindre. Courir avec ces lames requiert un mouvement vertical moins important associé à un effort mécanique moindre pour soulever le corps. Qui plus est, la déperdition d'énergie par la lame est inférieure de manière significative à celle de l’articulation d’une cheville normale à la vitesse maximale du sprint. Un athlète utilisant ces prothèses bénéficie donc d’un avantage mécanique évident (plus de 30%) comparé à quelqu'un qui n’en utilise pas.

Après l’étude attentive du rapport, le Conseil de l’IAAF a décidé que les prothèses connues sous le nom de « cheetahs » doivent être considérées comme une aide technique et de ce fait, sont Les prothèses d'aujourd'hui ne permettent donc pas aux coureurs amputés de prétendre pouvoir courir avec des coureurs valides, clairement en désaccord avec la règle 144.2 de l’IAAF. En conclusion, Oscar Pistorius ne sera pas autorisé à participer aux compétitions régies par les règles de l’IAAF."

Ceci nous confirme que le coureur avec prothèses possède un avantage non négligeable comparé à l’athlète valide. Ce n’est donc pas encore aujourd’hui que le coureur handicapé pourra courir avec des coureurs valides.
Pour que cela soit possible un jour, les scientifiques doivent relevé un nouveau défi : crée des prothèses bénéficiant de la même mécanique qu’une jambe humaine pour permettre à tous les coureurs de courir ensemble, quel que soit leur handicap.

Avec ses lames incurvées en fibre de carbone, Pistorius pouvait courir à la même vitesse que les sprinters valides avec une dépense d’énergie inférieure de 25%. Dès qu’une certaine vitesse est atteinte, courir avec de telles prothèses requiert moins d'énergie supplémentaire qu’avec le fonctionnement normal des membres inférieurs.

Après que le potentiel physiologique d’Oscar Pistorius et des athlètes valides témoins aient été évalués à l’aide de trois méthodes différentes, il est apparu que le potentiel de Pistorius était inférieur à celui des athlètes-témoins alors que leurs performances étaient similaires.

L'analyse biomécanique a démontré des différences importantes dans la mécanique de sprint employée par un athlète amputé sous les genoux et utilisant des prothèses comparées à celle des jambes d’athlètes valides. Les forces maximales verticales de réaction au sol et l’impulsion verticale sont différentes de manière extrêmement significative et la quantité d’énergie qui est renvoyée par les lames n’a jamais été observée pour sur un muscle humain actionnant la cheville dans une course de sprint.
L'énergie renvoyée par la prothèse en fibre de carbone est presque trois fois supérieure à celle de l’articulation d’une cheville normale au maximum de l’effort de la course.

La déperdition d'énergie avec prothèses a été mesurée à 9,3% au cours de la phase d’appui tandis que la déperdition d'énergie moyenne au niveau de l’articulation de la cheville des athlètes valides témoins était mesurée à 41,4%. Ceci signifie que l'avantage mécanique de la lame en fibre de carbone est supérieur de plus de 30% à celle de l’articulation d’une cheville valide.

Il est évident qu'un athlète employant les prothèses cheetah peut courir à la même vitesse que les athlètes valides avec une consommation d'énergie moindre. Courir avec ces lames requiert un mouvement vertical moins important associé à un effort mécanique moindre pour soulever le corps. Qui plus est, la déperdition d'énergie par la lame est inférieure de manière significative à celle de l’articulation d’une cheville normale à la vitesse maximale du sprint. Un athlète utilisant ces prothèses bénéficie donc d’un avantage mécanique évident (plus de 30%) comparé à quelqu'un qui n’en utilise pas.

Après l’étude attentive du rapport, le Conseil de l’IAAF a décidé que les prothèses connues sous le nom de « cheetahs » doivent être considérées comme une aide technique et de ce fait, sont clairement en désaccord avec la règle 144.2 de l’IAAF. En conclusion, Oscar Pistorius ne sera pas autorisé à participer aux compétitions régies par les règles de l’IAAF.

-Rétroactif:
Force de rappel en arrière.

-Moignon:
Partie restante d'un membre amputé.

-Dorsiflexion:
Se pencher en avant.

-Rétroversion:
Glissement vers l'arrière.

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