Fiche de révision : Biomécanique des forces et mouvements

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la biomécanique
2. Écoulements et propriétés des fluides
3. Forces et moments mécaniques
4. Configurations et couples de forces
5. Décomposition et règles de Dufour

📖 1. Fondements de la biomécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomécanique : Science expérimentale qui étudie les propriétés de la matière, de l’espace et du temps afin d’expliquer les phénomènes naturels et de formuler les lois générales qui les régissent.
• Biomécanique humaine : Étude de la mécanique des mouvements et des propriétés mécaniques du corps humain.
• Rhéologie : Branche de la mécanique qui étudie le comportement et la déformation des corps sous l’effet des contraintes.

📖 2. Écoulements et propriétés des fluides

★ À maîtriser

• Dans la loi de Hagen-Poiseuille, ΔP désigne la différence de pression entre les deux extrémités du tube, exprimée en pascals.

• Dans la loi de Hagen-Poiseuille, l désigne la longueur du tube ou du vaisseau, exprimée en mètres, Q le débit volumique en mètres cubes par seconde et r le rayon intérieur du tube ou du vaisseau en mètres.

📌 Lorsque le diamètre, et donc le rayon, d’un tube est réduit de moitié, les résistances augmentent d’un facteur 16.

• Lorsqu’un fluide traverse une réduction du diamètre d’un tube ou d’un circuit, sa vitesse augmente et sa pression diminue au niveau de la réduction.

Compléments

• Dans la loi de Hagen-Poiseuille, η désigne la viscosité du liquide, exprimée en pascals-secondes.

💡 Astuce mémo

Réduction du diamètre → accélération du fluide et baisse de pression

📖 3. Forces et moments mécaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Force : Toute cause capable de modifier la vitesse d’un corps ou de provoquer sa déformation.
• Moment d’une force : Capacité d’une force à entraîner un mouvement de rotation autour d’un axe.

★ À maîtriser

• Une force se caractérise par quatre paramètres:
  • la ligne d’application
  • le point d’application
  • le sens
  • l’intensité, aussi appelée norme

📌 Les forces externes comprennent la gravité et la poussée d’Archimède, tandis que les forces internes comprennent les tensions actives des muscles et les tensions passives des ligaments.

Compléments

• Le moment d’une force s’applique aux muscles pelvitrochantériens pour permettre la rotation latérale, à l’ilio-psoas pour permettre la flexion et au moyen fessier, mais pour ce dernier il dépend du point de vue puisque le moyen fessier n’a pas de moment de force dans le plan sagittal.

💡 Astuce mémo

Force : modifier la vitesse ou déformer ; moment : provoquer une rotation

📖 4. Configurations et couples de forces

🔑 Notions clés & Définitions

• Couple de forces : Formé de forces coplanaires, parallèles mais non colinéaires.
• Forces concourantes : Forces ayant un même point d’application.

★ À maîtriser

📌 Les forces colinéaires ont la même direction et sont situées sur la même ligne d’action, sans avoir nécessairement le même sens.

• Un couple de forces provoque un cisaillement lors d’un mouvement linéaire et une rotation lors d’un mouvement rotatoire, avec des moments égaux lorsque les bras de levier et les intensités des forces sont identiques.

Compléments

📌 Les forces coplanaires partagent le même plan, sans avoir nécessairement la même direction ni le même sens.

• Le serrage d’une vis est un exemple de couple de forces.

📖 5. Décomposition et règles de Dufour

📝 Points essentiels

📌 La force axiale passe par le point d’application et a une direction identique à celle de l’axe ou du segment, tandis que la force tangentielle passe par le point d’application et a une direction perpendiculaire à l’axe ou au segment.

• 🔄 Les dix étapes de la méthode de Dufour sont:
  1. choisir le muscle
  2. choisir l’articulation
  3. choisir le plan
  4. tracer la ligne d’action
  5. choisir les points d’insertion et le type de chaîne
  6. tracer la force depuis le point mobile
  7. tracer le centre de rotation
  8. tracer la droite centre de rotation-point mobile
  9. tracer la perpendiculaire à travers le point mobile
  10. tracer les composantes axiale et tangentielle

💡 Astuce mémo

Muscle → articulation → plan → ligne d’action → insertions → force → rotation → CR-PM → perpendiculaire → composantes

📊 Tableaux de synthèse

Types de forces et configurations