Chronologie de la « chute »

Dans cette partie, une description chronologique de la chute sera d’abord proposée, puis les réponses posturales globales qui ont été observées seront décrites. Enfin, la section s’achèvera par l’identification des indices physiologiques prédicteurs de la chute avec une analyse des mécanismes mis en jeu par les sujets chuteurs et non chuteurs, ce qui constitue le principal intérêt de cette étude.

3.1. Chronologie de la « chute »  

La perturbation, créée grâce à une surface qui se dérobe sous les pieds du sujet entraînait un déplacement désarticulé du corps, qui ne semblait pas pouvoir être compensé initialement. En nous basant sur une analyse cinématique menée pour tous les essais et tous les sujets, la réponse a pu être divisée en 3 phases, qu’elle donne lieu à une chute ou à un rattrapage: une période initiale d’immobilité, suivie d’une période de chute libre (ces deux premières phases caractérisant la phase passive), à laquelle succédait une phase active. La phase passive se caractérisait par une absence de réaction observable du sujet, qui subissait la perturbation imposée tandis que la phase active traduisait une prise de contrôle par laquelle le sujet engageait des actions motrices correctives pour retrouver son équilibre, comme la stratégie à changement de support. Ce décours temporel spécifique de la chute est décrit en Figure 40 pour une condition expérimentale (Ff), lorsque l’on prend pour référence la cinématique de la tête.

3.1.1. Description de la phase passive

Suite à la perturbation, le sujet initialement en position d’équilibre atteignait un état de déséquilibre en 213 ms (moyenne des TTC pour toutes directions confondues). Cet état de déséquilibre est le résultat d’une distance qui grandit entre le centre de pression (BS) et le centre de masse (CM), puisque les pieds restaient dans un premier temps fixés sur la plateforme en déplacement. A noter qu’il n’était pas toujours atteint : sur la base du TTC (« statique »), le CM projeté ne sortait pas de la BS dans 75% des essais lents (ce chiffre montait à plus de 90% en médiolatéral). Le calcul du TTCdyn indiquait quant à lui une succession d’états d’équilibre/déséquilibres ddès 132 ms (toutes directions confondues).

• T1: période d’immobilité

L’inertie du corps impliquait un délai de déplacement qui dépendait notamment de la distance entre le segment considéré et la zone d’application de la perturbation : comme le montre la figure 20, ces « latences passives » sont directement proportionnelles à la hauteur du segment corporel d’intérêt. Ce résultat est retrouvé quelle que soit la condition de la perturbation et pour tous les sujets, considérés individuellement. Le constat d’une relation linéaire entre la hauteur du segment considéré et la latence de son déplacement est illustré par un coefficient de corrélation moyen élevé (0,95), associé à un faible écart-type (0,03). A noter qu’aucune différence n’est apparue entre les directions ipsilatérales et contralatérales (définition des translations vers la droite et la gauche en fonction de l’appui dominant du sujet). Par-contre, le bassin semblait être affecté plus tôt qu’en condition antéro-postérieure, vis-à- vis de sa hauteur (Figure 39)

Cette observation nous a permis de quantifier la première phase (T1) de la chute, pendant laquelle les segments restaient immobiles dans l’espace avant d’être successivement, de bas en haut, animés d’un

mouvement inertiel. Ainsi, le thorax et la tête présentaient les latences les plus longues (142 ms et 168 ms respectivement pour une translation Ff par exemple). La trajectoire du corps est donc initialement passive, le corps subissant une déformation partant du point d’application de la force, c’est à dire les pieds, et « diffusan »t vers le segment céphalique. Il faut noter, que la variabilité devenait plus importante à mesure que la hauteur du segment considéré augmentait.

Figure 39 : Relation linéaire entre la hauteur du segment corporel et sa latence inertielle de déplacement

La latence de déplacement de chaque segment en fonction de sa hauteur propre est ici illustrée pour tous les sujets confondus après une translation de la surface de support de type « Ff » (rapide vers l’avant)

Pendant ce laps de temps, on enregistrait au niveau des EMG des muscles proches de la zone de perturbation notamment (étirés), des activités de moyenne et longue latence (à partir de 60 ms environ). Cette phase n’était donc pas « passive » au sens strict du terme. Cependant, ces activités musculaires ne semblaient pas avoir d’impact immédiat sur la trajectoire du corps qui subissait des contraintes dues à la perturbation initiale, dont le mouvement semblait exclusivement dicté par des propriétés biomécaniques.

• T2: chute libre

Uns fois que le segment avait débuté son déplacement, nous avons constaté qu’il suivait, d’un essai à l’autre une trajectoire remarquablement similaire et stéréotypée. Cette faible variabilité entre les essais d’une même condition, et qui a été observée pour chaque sujet, nous a conduit à caractériser la seconde phase (T2). Dans cette phase, et comme l’illustre la Figure 40 pour le segment tête, les déplacements segmentaires étaient identiques d’un essai à l’autre.

Les durées respectives de T1 et T2 sont indiquées pour les huit conditions de perturbation dans le

Tableau 5. On note que c’est en condition rapide vers l’avant que la tête et le tronc restaient le plus

Figure 40 : Superposition représentative d’essais de 2 sujets différents : cinématique de la tête

Il y avait un effet de la vitesse sur la durée de la phase 1 pour le tronc et la tête uniquement en condition F : elle était significativement plus longue en vitesse rapide qu’en vitesse lente (p = 0,018, test de Wilcoxon). A l’inverse, cette phase était significativement plus courte en condition médiolatérale rapide (p = 0,03). Les durées de la phase T2 éaient similaires pour toutes les directions (et dure 99 ms environ) à l’exception du tronc en condition médiolatérale (75 ms).

Tableau 5 : Durée respective de la phase passive (T1 et T2) pour les segments tête et tronc par condition. 3.1.2. Description de la phase active (T3)

Le début de la phase active était marqué par la variabilité grandissante des trajectoires segmentaires d’un essai à l’autre (à l’image de la tête et du tronc, comme l’illustre la Figure 21). La durée de cette phase n’est pas calculée étant donnée qu’elle était soit interrompue par l’action du harnais lors d’une chute, soit caractérisée par un retour en position initiale stabilisée.

En résumé, un premier résultat intéressant de cette étude est que la chute peut être divisée en trois phases distinctes : une phase d’immobilité, à l’instar de la tête restée stable par rapport à l’espace pendant environ 175 ms après la perturbation en Forward fast, par-exemple. Ensuite, bien que des activités musculaires réflexes et automatiques soient apparues précocement après le début de la perturbation, la trajectoire du corps semble – pendant 100 ms supplémentaires – exclusivement dictée par ses propriétés biomécaniques. Les contraintes temporelles imposées par la biomécanique ne permettraient donc pas à ces synergies de jouer un rôle fonctionnel important dans la phase précoce de la chute. Ces deux premières périodes caractérisent la phase passive de la réponse. Enfin, dans une troisième phase, les activités musculaires influenceraient la trajectoire du corps, ce qui introduit une variabilité intra-personnelle (d’un essai à l’autre) et inter-personnelle importantes.

3.2. Description générale des réponses posturales observées