Fiche de révision : Biomécanique fonctionnelle

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la biomécanique
2. Forces et équilibre mécanique
3. Leviers et mouvements
4. Matériaux et contraintes
5. Stabilité articulaire
6. Os et propriétés mécaniques
7. Muscles et contractions
8. Coordination musculaire
9. Tendons et articulations
10. Peau et tissus de couverture
11. Postures et locomotion
12. Chaînes fonctionnelles
13. Membres supérieur et inférieur

📖 1. Fondements de la biomécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomécanique fonctionnelle : Assemblage de l’anatomie, de la physiologie articulaire et musculaire, de la mécanique et de la cinésiologie.
• Finalité biomécanique : La biomécanique fonctionnelle sert de support à l’étude des gestes et postures de l’homme sain afin de comprendre les dysfonctionnements et les pathologies usuelles et d’agir en conséquence.

📝 Points essentiels

• La biomécanique étudie à la fois la statique et la dynamique.

• La biomécanique appliquée au vivant concerne: les os, les muscles, les liquides comme le sang, la lymphe et le liquide cérébro-spinal, les gaz de la mécanique ventilatoire

📖 2. Forces et équilibre mécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Force : Toute cause capable de modifier la vitesse d’un corps ou de provoquer sa déformation.
• Équilibre mécanique : Dans l’état d’équilibre, les forces externes et les forces internes s’annulent.
• Centre de gravité : Le centre de gravité est le point fictif où l’on peut regrouper les forces exercées sur un corps, et il se situe chez l’humain au niveau de S2, légèrement sous le nombril.

📝 Points essentiels

• Une force est représentée par un vecteur et son unité est le newton.

💡 Astuce mémo

Force appliquée → déplacement, déformation ou équilibre

📖 3. Leviers et mouvements

🔑 Notions clés & Définitions

• Bras de levier : Distance entre sa ligne d’action et le pivot autour duquel la force tend à agir.
• Poulie : Une poulie change la direction d’une force sans modifier son intensité.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le moment d’une force est le produit de son intensité par son bras de levier : $M_F = F \times d$.

📌 Le levier inter-appui place l’axe de rotation entre la résistance et la force et est favorable à l’équilibre, tandis que le levier inter-résistant place la résistance entre l’axe et la force et constitue le levier de force.

💡 Astuce mémo

Inter-appui : équilibre ; inter-résistant : force ; inter-force : vitesse

📖 4. Matériaux et contraintes

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrainte : Action d’une force sur un solide qui agit sur son déplacement ou sur sa structure.
• Fatigue mécanique : La fatigue est la diminution de la résistance d’un matériau due à la répétition de contraintes inférieures à la rupture, qui provoquent progressivement des microruptures.

★ À maîtriser

📌 La compression tend à raccourcir un objet, tandis que la traction tend à l’allonger sous l’action de deux forces opposées.

Compléments

• La torsion résulte de deux couples de forces opposées dont les plans sont perpendiculaires à l’axe géométrique.

📖 5. Stabilité articulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Congruence articulaire : Emboîtement des surfaces articulaires, comme dans l’articulation coxo-fémorale.

★ À maîtriser

📌 La stabilité passive dépend des os et des ligaments, tandis que la stabilité active dépend des organes musculo-tendineux, de la proprioception et du contrôle permanent par rétroaction.

📌 Une articulation est d’autant plus stable que la transmission des forces se fait selon un seul axe, ce qui constitue le verrouillage et maintient passivement les segments en rectitude.

Compléments

• Les troubles objectifs comprennent:
  • les luxations
  • les subluxations
  • les dysplasies
  • les insuffisances ligamentaires

💡 Astuce mémo

Stabilité passive par les os et ligaments, stabilité active par les muscles

📖 6. Os et propriétés mécaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Os : L’os constitue la charpente rigide du corps et résiste particulièrement aux contraintes de pression et à la fatigue, mais il est vulnérable à la flexion.

📝 Points essentiels

• L’os est non homogène, car il comprend de l’os cortical en surface et de l’os spongieux en profondeur.

📌 L’immobilisation entraîne une déminéralisation osseuse et doit donc être maintenue le moins longtemps possible pour ne pas gêner la consolidation.

📖 7. Muscles et contractions

🔑 Notions clés & Définitions

• Muscle : Organe contractile caractérisé par une tension de repos et une capacité à se contracter.

★ À maîtriser

📌 La contraction concentrique rapproche les extrémités du muscle, la contraction isométrique conserve sa longueur malgré l’augmentation de force, et la contraction excentrique éloigne ses extrémités.

Compléments

• Les fibres musculaires de type 1 ont une contraction faible et lente et sont associées à l’endurance, les fibres de type 2a ont une contraction forte mais une faible résistance à la fatigue, et les fibres de type 2b ont une résistance intermédiaire à la fatigue.

• La force musculaire dépend:

  • de l’angle articulaire
  • de l’angle d’attaque des fibres
  • de la vitesse du mouvement
  • de la puissance développée

💡 Astuce mémo

Concentrique : rapprochement ; isométrique : longueur constante ; excentrique : éloignement

📖 8. Coordination musculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Muscles stabilisateurs : Immobilisent une extrémité musculaire ou fournissent un appui stable afin que le mouvement se réalise dans la direction souhaitée.

📝 Points essentiels

• Les agonistes provoquent le mouvement désiré par leur contraction dynamique, tandis que les antagonistes peuvent produire l’action inverse.

• Lors d’un mouvement dynamique lent sans précision, seul l’agoniste se contracte, tandis qu’un mouvement précis ou modéré à rapide implique une activité alternée des agonistes et des antagonistes.

• Lors d’un maintien statique avec une charge d’au moins 500 g, les agonistes et les antagonistes se contractent simultanément en co-contraction.

💡 Astuce mémo

Agoniste → antagoniste → neutralisateur → stabilisateur

📖 9. Tendons et articulations

🔑 Notions clés & Définitions

• Tendon : Le tendon est la partie intermédiaire du complexe ostéomusculaire, située entre l’os et la partie contractile, qui transmet la force musculaire et résiste fortement à la tension.
• Articulation : Entité anatomique comprenant au moins deux os plus ou moins mobiles l’un par rapport à l’autre et une interface permettant leur glissement.

★ À maîtriser

• Les articulations fibreuses ont une mobilité faible ou absente, les articulations cartilagineuses une mobilité modérée et les articulations synoviales une grande mobilité.

Compléments

• La résistance du tendon est annoncée comme 400 à 1800 fois supérieure à la force développée par la partie contractile.

• Les articulations synoviales comprennent notamment les articulations trochoïdes à 1 degré de liberté, ginglymes à 1 degré, ellipsoïdes à 2 degrés, en selle à 2 degrés et sphéroïdes à 3 degrés de liberté.

📖 10. Peau et tissus de couverture

📝 Points essentiels

• La peau comprend:

  • l’épiderme
  • le derme
  • l’hypoderme

• La peau est extensible jusqu’à 1,5 fois sa surface, élastique et résistante à la traction et à la compression, mais elle résiste faiblement au cisaillement.

• 🔄 Une pression prolongée peut entraîner: la coupure de la circulation, la suppression des apports nutritifs et de l’oxygène, la nécrose tissulaire, l’escarre

💡 Astuce mémo

Pression prolongée → circulation coupée → nécrose → escarre

📖 11. Postures et locomotion

★ À maîtriser

• Le membre supérieur a une fonction relationnelle et instrumentale, tandis que le membre inférieur assure la locomotion et la stabilité comme membre porteur.

📌 Pour être en équilibre debout, la ligne de gravité doit passer à l’intérieur du polygone de sustentation formé par la surface d’appui au sol.

• Un cycle de marche comprend une phase d’appui représentant 60 % du temps et une phase oscillante représentant 40 % du temps.

Compléments

• La vitesse moyenne de marche est de 4 à 5 km/h.

💡 Astuce mémo

Assis → debout → marche

📖 12. Chaînes fonctionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaîne antérieure : La chaîne antérieure est sollicitée par les mouvements de fermeture et de flexion et correspond à un registre de rapetissement, dont la position fœtale représente l’expression maximale.
• Chaîne postérieure : La chaîne postérieure intervient dans les mouvements d’ouverture et correspond à un registre de grandissement.
• Chaînes croisées : Les chaînes croisées ou spiroïdes associent des muscles, faisceaux ou fibres disposés en diagonale autour du tronc et recherchent une mobilité rotatoire étendue.

📝 Points essentiels

📌 Une chaîne articulaire ouverte possède une extrémité distale libre, une chaîne fermée une extrémité distale fixe, et une chaîne semi-fermée une extrémité distale soumise à une résistance qui limite sans empêcher le mouvement.

💡 Astuce mémo

Chaîne antérieure : fermeture ; chaîne postérieure : ouverture

📖 13. Membres supérieur et inférieur

★ À maîtriser

📌 Le membre supérieur privilégie la mobilité, le travail en suspension, la chaîne ouverte et le mode concentrique, tandis que le membre inférieur privilégie la stabilité, la compression, la chaîne fermée et le mode excentrique.

Compléments

• La racine du membre supérieur est non congruente et sa rotation distale est fragile mais ample, tandis que la racine du membre inférieur est congruente et sa rotation distale robuste mais limitée.

• Le membre supérieur possède une extrémité avec opposition et deux membres pouvant agir indépendamment, tandis que le membre inférieur ne possède pas d’opposition et fonctionne davantage en alternance symétrique.

💡 Astuce mémo

Membre supérieur : mobilité ; membre inférieur : stabilité

📊 Tableaux de synthèse

Types de contractions musculaires

Comparaison des membres