L’influence de la posture

I.4.4.1 Influence de la position du tronc et des courbures rachidiennes

La fréquence et l’amplitude de la résonance principale ont tendance à diminuer lorsque le sujet passe d’un posture assis-redressé, à une posture assis-relâché [COE60] [COE62] [LAW74] [FAI89] [KIT98] [HOL00] (fig. 22). Plus la posture est rigide, plus la fréquence de résonance principale est élevée, et plus l’amplitude à la résonance est élevée. La fréquence de la résonance principale passe de 5,2 Hz en posture assis-redressé, à 4,4 Hz en posture assis-penché vers l’avant (rachis thoracique à 25 °) [KIT98].

La modification de la posture entraîne un changement dans la rigidité globale, dans la répartition des masses, dans la surface de contact avec le siège, et entraîne une

Figure 22 : Influence de la posture sur l'impédance mécanique. [COE60]

augmentation du cisaillement des tissus mous à la première résonance qui modifie la réponse du sujet assis.

Dans une moindre mesure, des auteurs ont étudié l’influence de la posture sur le comportement de sous-ensembles tels que le rachis et le bassin, dont la contribution aux deux résonances principales est primordiale. Pope et Al. [POP90a] [POP98b] ont observé une augmentation de l’amplitude de la transmissibilité de la vertèbre L3, lorsque le sujet passe d’une posture relâchée à une posture redressée. En revanche, la fréquence de résonance de cette vertèbre n’est pas affectée par le changement de posture. Mansfield et Griffin [MAN97b] ont étudié l’influence de neuf postures différentes sur la rotation du bassin, sur une plage de fréquences allant de 0 à 20 Hz. Ils ne constatent pas d’écart notable entre les transmissibilités obtenues pour chacune des différentes postures à la fréquence de résonance principale (4-6Hz), indiquant ainsi que la rotation du bassin n’a pas d’influence sur les changements observés à cette résonance lors d’un changement de posture.

L’ajout d’un support lombaire décale la transmissibilité des vertèbres lombaires vers les fréquences supérieures, modifiant ainsi les fréquences de résonance qui passent respectivement de 6,3 à 6,8 Hz, et de 13,6 à 13,8 Hz [ELK98a] [ELK98b]. Cette augmentation des fréquences de résonance s’accompagne d’une diminution de 5% de l’amplitude à la première résonance, et d’une augmentation de 10,4% à la seconde.

Wilder, Frymoyer et Pope [WIL82] [WIL85] ont étudié l’influence de différentes postures sur l’impédance et la transmissibilité de la tête. Leurs investigations ont porté sur des postures qui peuvent être rencontrées lors de la conduite de tracteurs ou d’engins de chantiers, comme la flexion, l’extension, l’inclinaison latérale et la torsion axiale. Les résultats montrent que la fréquence de résonance n’est significativement diminuée chez les hommes que pour la rotation axiale droite, alors qu’elle l’est chez les femmes pour la rotation axiale gauche. L’amplitude de la transmissibilité est diminuée chez les hommes (inclinaison latérale gauche 3,6%,droite 5,4%, rotation axiale gauche 6,8%, droite 8,2%) par rapport à la posture de référence ; alors qu’aucune modification significative n’est observée chez les femmes, à l’exception d’une diminution de l’amplitude de la transmissibilité en inclinaison latérale droite.

I.4.4.2 Influence de la position du bassin

Le bassin à une influence considérable sur la position assise. L’orientation de celui-ci conditionne la position du tronc et les courbures du rachis, ainsi que la surface de contact entre le siège et le sujet. Les travaux de Mme Duval Beaupère [LEG93] ont montré la relation directe qui lie les angles de posture en position debout. Le bassin a un rôle prépondérant quant à la transmission des vibrations à travers le corps humain. De nombreux auteurs ont souligné l’importance des mouvements de rotation du bassin autour des ischions, qui pour certains, explique les disparités interindividuelles [SAN81] [ROB89]. Cette rotation est considérée comme le mouvement principal de la

seconde résonance et pour certains auteurs participe à la première. L’orientation du bassin va avoir une influence sur cette rotation, et donc sur les paramètres dynamiques du comportement humain, et ainsi influer sur sa réponse. Les changements d’orientation du bassin produisent des modifications significatives de la réponse du corps humain. Zimermann et al. [ZIM97] ont montré que la rétroversion du bassin provoque une augmentation de l’amplitude de transmissibilité siège-tête et des mouvements du bassin entre 0 et 6 Hz, alors que l’antéversion du bassin entraîne une augmentation des mêmes grandeurs au-delà de 6 Hz. Ce phénomène est attribué par les auteurs au déplacement de la ligne de gravité par rapport aux ischions. Cette étude ne met en évidence aucune influence de l’orientation du bassin sur la fréquence de résonance principale. C’est aussi la conclusion de Mansfield et Griffin [MAN97b]. Ils montrent que la fréquence de résonance de la transmissibilité en rotation du bassin qui se produit entre 10 et 18 Hz est dépendante de la position du bassin. L’amplitude de cette résonance varie aussi avec l’orientation du bassin.

I.4.4.3 Influence du dossier

La présence d’un dossier a une influence sur la réponse du corps humain aux vibrations verticales. Paddan et Griffin [PAD88a] ont montré que la présence d’un dossier entraîne une augmentation de 60 % des mouvements verticaux de la tête à la première résonance, ainsi qu’une augmentation des mouvements antéro-postérieurs entre 4 et 8 Hz. La fréquence de résonance et l’amplitude de la transmissibilité de rotation de la tête dans le plan sagittal augmentent également. La transmissibilité du bassin est affectée par la présence d’un dossier, l’amplitude de rotation du bassin augmente de près de 50% [MAN97b]. La résonance de la masse apparente est affectée de la même façon par la présence d’un dossier [FAI89]. Les expérimentations sur cadavres confirment l’augmentation de l’amplitude de mouvement. La transmissibilité siège-vertèbre lombaire est dépendante de la posture. Le passage d’une posture assis- redressé à un posture de conduite avec dossier entraîne une augmentation d’amplitude de 10% à la première résonance, et de 4,7% à la seconde [ELK98a]. El-khatib [ELK98a] [ELK98b] trouve aussi un accroissement des fréquences de résonance. Ces résultats indiquent que le tronc du sujet rebondit sur le dossier du siège, et provoque une augmentation de l’amplitude de rotation de celui-ci.

Toutefois, une étude de Magnusson et Al. [MAG93] vient contredire l’effet aggravant que constitue le dossier. Les auteurs ont comparé la transmissibilité du siège à la vertèbre L4 pour des postures « assis redressé », et des postures incluant un dossier. Des angles de 80° et 90° sont étudiés pour les postures sans dossier, pour les postures avec dossier, celui ci est orienté à 110° et 120°. Leurs résultats montrent que les postures avec dossier atténuent la transmission des vibrations à la vertèbre L4.

La variabilité des résultats est probablement due à l’influence de l’orientation du dossier qui a certainement une grande importance.

Tableau 4 : Récapitulatif des études de la réponse du corps humain soumis à des vibrations verticales en position assise.