Il est en eet nécessaire de développer un modèle de paramètres inertiels personnalisé et précis, notamment dans l'hypothèse d'une future application à des méthodologies d'ana- lyse dynamique n'utilisant pas les plateformes de force. Plusieurs améliorations pourraient permettre d'avoir un accès rapide et non-irradiant à l'ensemble des paramètres inertiels des segments corporels :
l'amélioration des volumes segmentaires
Un modèle générique d'enveloppe externe construit à partir d'acquisitions BodyScan et personnalisable à partir de vues de face et de pro l (EOS ou photographies) est actuellement en cours de mise en place à l'institut de biomécanique humaine Georges Charpak (Nérot et al.,2015). Ce modèle pourra permettre une meilleure estimation des volumes de l'ensemble des segments ainsi qu'une meilleure séparation de ces segments par des plans ou des surfaces de coupe.
la diérenciation des volumes de graisse et des autres tissus mous
Une seule densité a été considérée pour l'ensemble des tissus mous sans diérencier le tissu adipeux périphérique du tissu musculaire. Cependant, il est possible de connaître l'épaisseur du tissu adipeux sous-cutané. Dubois(2014) a montré que la répartition de ce tissu sur la périphérie du membre inférieur est très semblable entre les sujets. Il serait donc possible d'estimer l'épaisseur du tissu adipeux à partir d'une simple mesure écho- graphique à un endroit du membre inférieur. De même, le pourcentage de masse grasse estimé par impédancemétrie pourraient être relié à cette répartition de l'épaisseur de graisse sous-cutanée, et permettre ainsi une mesure rapide et non-invasive pour préciser le modèle inertiel.
l'amélioration du modèle de thorax
Chez les 12 sujets, le thorax représente en moyenne 20% du volume corporel et est com- posé à la fois d'os, de tissus mous (muscle et graisse) et des poumons très peu denses. Un volume moyen de la cage thoracique peut être dé ni par rapport aux marqueurs SUP (manubrium strernal), XYP (processus xiphoïde), C7 et T12 (ou une autre vertèbre thoracique) qui sont directement placés sur des zones dépourvues de muscle et pauvres en graisse (Amabile et al.,2015). Ainsi le volume compris entre cette cage thoracique et l'enveloppe externe pourrait être considéré comme composé de tissus mous (muscle + tissus adipeux sous-cutané). La prise en compte de cette asymétrie des masses dans des segments volumineux comme le thorax ou l'abdomen pourrait permettre d'améliorer la précision du modèle dans son ensemble.
Il est di cile de connaître la densité osseuse sans faire intervenir de technique irradiante, car elle est une fonction complexe de l'âge, du sexe, de l'alimentation et de l'activité physique. Cependant, en disposant d'une bonne précision à la fois du volume de l'ensemble des segments et de la densité des tissus mous et des poumons, il serait possible de considérer que l'erreur de masse résiduelle est due à une plus grande densité du squelette. Ainsi, il semble théoriquement possible d'estimer la densité osseuse générale du corps à partir simplement de photographies face et pro l et d'une pesée sur balance à impédancemétrie.
Troisième partie
Analyse dynamique de la performance
en kungfu wushu
CHAPITRE
6
PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL
Sommaire
1 Introduction . . . .114 1.1 Sauteurs ressorts vs. sauteurs en puissance . . . 114 1.2 Sauter haut et tourner vite . . . 116 1.3 Cahier des charges . . . 116 2 Conception et réalisation de la salle d'analyse du mouvement . .116 3 Sujets . . . .117 3.1 Données anthropométriques . . . 117 3.2 Entraînement et niveau de compétition . . . 117 3.3 Questionnaire . . . 117 4 Chronologie du protocole expérimental . . . .119 4.1 Échauement . . . 119 4.2 Acquisition statique et détermination des centres et amplitudes arti-
culaires . . . 119 4.2.1 Acquisition statique . . . 121 4.2.2 Centres articulaires . . . 121 4.2.3 Amplitudes articulaires de la cheville . . . 121 4.3 Acquisitions dynamiques . . . 122 4.3.1 Sauts standardisés . . . 123 4.3.2 Sauts éducatifs . . . 125 4.3.3 Sauts acrobatiques . . . 126 4.4 Élastographie . . . 127 5 Traitement des données . . . .128 6 Bilan : Intérêt du protocole et exploitation des données . . . .130
1 Introduction
Le wushu taolu, plus connu en occident sous le nom de kungfu, est la forme moderne et sportive des arts martiaux chinois. La pratique en compétition consiste à eectuer un enchaî- nement (taolu) composé de techniques martiales et de mouvements acrobatiques (nandu). Ces mouvements acrobatiques demandent le plus souvent la réalisation d'un coup de pied, suivi d'une rotation dans le plan transverse. Le niveau de di culté le plus élevé pour ces acrobaties dans le règlement de l'International Wushu Federation (IWUF) demande la réalisation de deux révolutions complètes (720°) (annexe G).
Au cours des dernières années, ces mouvements acrobatiques sont devenus un critère pré- dominant de la performance au niveau international, et le travail de ces sauts constitue donc une part importante de l'entraînement à haut-niveau. Cette modi cation récente des règle- ments, et la quasi-absence d'analyse biomécanique de la performance lors de ces mouvements (Wu,2007), fait que la technique adoptée par l'athlète est souvent choisie de façon empirique, même à haut-niveau. En eet, la technique est acquise par essai-erreur, et dépend majoritaire- ment de la sensation de l'athlète ou de l'impression de son entraîneur (Falk,1989). La qualité esthétique générale est même plus souvent recherchée que la performance pure en termes de hauteur et de rotation.
Concernant les blessures du membre inférieur, elles surviennent majoritairement à l'en- traînement et au cours de la réalisation de ces acrobaties, chez les athlètes professionnels en Chine (Er-ping,2005;Bing,2008;Yijie,2010). Bien que ce sport ne soit pas professionnalisé en France, la compétitivité internationale impose le travail de ces mouvements acrobatiques, avec un volume d'entraînement beaucoup plus faible, tout au long de la carrière sportive. Le geste étant acquis traditionnellement par la répétition, il est probable que la technique soit moins aboutie chez des athlètes non professionnels. Ces athlètes seront donc plus susceptibles d'utiliser des techniques pathomécaniques 1, qui vont in uer directement sur l'e cience
du mouvement ou le risque de blessures.
Du point de vue des entraîneurs, les spéci cités des acrobaties en wushu tiennent en deux apparentes contradictions, liées au fait que ces acrobaties sont eectuées sur un sol rigide :
1. sauter le plus haut possible tout en possédant une grande souplesse articulaire des chevilles ;
2. sauter haut tout en tournant vite autour de l'axe vertical.
1.1 Sauteurs ressorts vs. sauteurs en puissance
Contrairement aux acrobaties propres à la gymnastique, pour lesquelles l'impulsion se fait sur un praticable, le sol règlementaire pour les compétitions de wushu n'est pas rebondissant. La détente verticale a donc un rôle primordial dans la performance à haut-niveau. Sur le terrain, les entraîneurs diérencient souvent deux types de sauteurs : les sauteurs ressorts et les sauteurs en puissance 2. Ces deux stratégies sont aussi parfois appelées respectivement
sauteurs mollets et sauteurs cuisses (Wu,2007). Certains entraîneurs rapportent une plus grande facilité à sauter chez les sauteurs ressort mais une plus petite amplitude articulaire, comparés aux sauteurs en puissance, notamment au niveau de la cheville. Ce dernier point peut être préjudiciable en compétition, car de nombreuses positions basses, imposées dans le règlement international, requièrent d'avoir les talons en contact avec le sol ( gure 6.1).
Comme dans la plupart des sports, les sauts acrobatiques en wushu sont réalisés avec un élan préalable, suivi lors de la phase d'appui d'une phase excentrique et d'une phase concentrique. Les appuis correspondent donc à un Stretch-Shortening Cycle (SSC). Il a été vu chapitre 1 que le SSC implique diérents paramètres, qui peuvent être :
1. Caractéristiques mécaniques du mouvement qui diminuent la performance d'un geste sportif donné et/ou entraînent une sur-sollicitation d'une des structures du système musculo-squelettique, conduisant à des blessures traumatiques ou chroniques.
2. Pour faciliter la lecture, les guillemets encadrant ces deux expressions ne seront plus présentes dans la suite du document.
Figure 6.1. Position pubu ( pas rasant ) imposée dans le règlement international de l'IWUF.
la puissance développée par le raccourcissement des bres musculaires ;
le recrutement des unités motrices et la coordination musculaire par le système nerveux ; le processus de stockage et récupération d'énergie élastique dans les diérentes structures
du système musculo-squelettique.
La facilité à sauter, caractéristique des sauteurs ressorts, pourrait donc s'expliquer par une meilleure utilisation de l'énergie élastique et/ou une meilleure coordination. Pour isoler la part de la performance due à la puissance de contraction des muscles, et ainsi mesurer la capacité des athlètes à béné cier de la phase excentrique, il est possible de comparer la performance en squat jump et celle atteinte lors d'un saut de type SSC, en quanti ant la Pre-Stretch Augmentation (PSA) (Kubo et al.,2007b) (chapitre 1.3). Les caractéristiques de ces types de sauteurs pourraient aussi s'exprimer par des propriétés mécaniques diérentes du corps musculaire des gastocnémiens, et/ou du tendon d'Achille (Fouré et al.,2011).
Plusieurs questions demeurent pour l'entraîneur comme pour le biomécanicien :
1. Peut-on diérencier objectivement les types de sauteurs par une mesure simple, utilisable sur le terrain ?
2. Existe-t-il des diérences entre les types de sauteurs au niveau des amplitudes arti- culaires de la cheville et des propriétés mécaniques du tendon d'Achille et du corps musculaire des muscles de la jambe ?
3. Les deux stratégies apparentes présentent-elles des diérences en termes d'utilisation de l'énergie élastique et/ou de coordination ?
4. Les diérents types de sauteurs présentent-ils les mêmes risques de blessures du membre inférieur ?