Fiche de révision : Introduction à la biomécanique articulaire

📋 Plan du Cours

1. Équilibre postural et plans de mouvement
2. Hanche : anatomie et flexion
3. Mouvements de hanche et prothèse
4. Cheville et tendon d’Achille
5. Pied, voûtes et marche
6. Articulations de la ceinture scapulaire
7. Muscles de la scapula et de l’épaule
8. Deltoïde et grand pectoral
9. Rotation de l’épaule et rythme scapulo-huméral
10. Le coude et la prono-supination

📖 1. Équilibre postural et plans de mouvement

🔑 Notions clés & Définitions

• Polygone de sustentation : Le polygone de sustentation correspond au périmètre de la surface d’appui au contact du sol qui détermine la stabilité en position debout.
• Centre de gravité : Le centre de gravité correspond au rassemblement des masses du corps et il se situe avant S2 chez l’homme debout.
• Ligne de gravité : La ligne de gravité est la trajectoire verticale issue du centre de gravité qui doit rester dans la zone d’appui pour conserver l’équilibre.
• Mollets soléaires : Les soléaires sont des muscles posturaux qui travaillent seuls lorsque le sujet est debout et ne se fatiguent pas.
• Plans de mouvement : Les plans de mouvement sont des références anatomiques qui organisent les mouvements selon la direction : frontal, sagittal et horizontal.

📝 Points essentiels

• L’homme reste en équilibre tant que le polygone de sustentation reste aligné avec l’axe corporel et la ligne de gravité, sinon l’équilibre se perd.
• Le centre de gravité se trouve avant S2 et la ligne de gravité descend au milieu des deux pieds, au niveau de l’articulation calcanéo-naviculaire.
• En station debout, les soléaires sont les seuls groupes musculaires actifs et agissent comme muscles posturaux.
• Les mouvements sont classés par plan : plan frontal pour l’abduction et l’adduction, plan sagittal pour la flexion et l’extension, plan horizontal pour la rotation interne et externe.

💡 Astuce mémo

F-S-H : Frontal écarte/rapproche, Sagittal plie/étend, Horizontal tourne (interne/externe).

📖 2. Hanche : anatomie et flexion

🔑 Notions clés & Définitions

• Enarthrose de la hanche : L’énarthrose est une articulation de la hanche à trois degrés de liberté, permettant un mouvement complet en tenant le poids du corps.
• Tête fémorale : La tête fémorale est la partie sphérique du fémur adaptée à l’articulation portante de la hanche, avec de nombreux cartilages pour soutenir.
• Col fémoral : Le col fémoral forme un bras de levier grâce à sa distance perpendiculaire à l’axe, ce qui aide à mobiliser la hanche.
• Flexion de hanche : La flexion de hanche rapproche l’avant de la cuisse vers l’abdomen, en fermant l’angle entre la cuisse et l’abdomen.
• Psoas-iliaque : Le psoas-iliaque regroupe les muscles fléchisseurs profonds, dont le psoas major qui encadre le centre de gravité et peut comprimer un nerf en contracture.

📝 Points essentiels

• La flexion se fait dans le plan sagittal autour d’un axe transversal passant par le centre de la tête fémorale, avec un pivot majeur de la tête fémorale et de petits glissements.
• En flexion, amplitude passive du genou fléchi autour de 100–110°, tandis que l’amplitude active est d’environ 80° quand la flexion atteint un niveau où la hanche reste dominante.
• Quand le genou est tendu, l’amplitude passive est d’environ 90° et l’amplitude active d’environ 70°, avec une influence des ischio-jambiers biarticulaires.
• Au-delà d’environ 100–110° avec le genou fléchi, la rétroversion du bassin remplace la flexion de hanche dominante.
• Les limites de la flexion incluent l’arthrose (pathologique), la ptose abdominale, la rétroaction des ischio-jambiers et un contact osseux entre le col fémoral et le sommet de l’acétabulum.

💡 Astuce mémo

Flexion = fermer l’angle : avant de la cuisse vers l’abdomen (axe au centre de la tête fémorale).

📖 3. Mouvements de hanche et prothèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Extension de hanche : L’extension est un mouvement qui éloigne la face antérieure de la cuisse de l’abdomen, autour d’un axe transversal passant par le centre de la tête fémorale.
• Abduction de hanche : L’abduction écarte le membre inférieur du plan médial du corps, avec le bassin servant de base de mouvement dans le plan frontal.
• Adduction de hanche : L’adduction porte l’articulation de la hanche en dedans de l’axe du corps, dans le plan frontal.
• Rotation de hanche : La rotation de hanche modifie l’orientation de la cuisse par rotation externe ou interne selon que la hanche est tendue ou fléchie.
• Prothèse totale de hanche : La prothèse totale de hanche remplace les structures articulaires chez un patient quand la hanche est abîmée, notamment à cause de pathologies spécifiques.

📝 Points essentiels

• En amplitude fonctionnelle pendant la marche, l’extension de hanche atteint environ 10° et la flexion environ 30°.
• L’abduction atteint environ 45° pour 1 côté, et la valeur “totale” observée dans la vie courante correspond à environ 90° pour les 2 côtés.
• L’adduction a une amplitude d’environ 30° en référence, avec des muscles moteurs centrés sur les adducteurs.
• La rotation latérale (hanche tendue) est d’environ 40° et la rotation médiale (hanche tendue) d’environ 30°, avec une augmentation quand la hanche est fléchie (50° latérale, 40° médiale).
• Les causes principales d’une prothèse totale de hanche sont l’arthrose, la fracture du col du fémur, la nécrose de la tête fémorale et la dysplasie de hanche.
• Après chirurgie, la luxation est décrite comme exceptionnelle et surtout possible sur la période immédiate d’environ 2 à 4 semaines, au moment de la cicatrisation des tissus capsulaires.

💡 Astuce mémo

E = extension (cuisse recule), A = abduction (écarter), Ad = adduction (ramener), R = rotation (latérale vers dehors).

📖 4. Cheville et tendon d’Achille

🔑 Notions clés & Définitions

• Mortaise et tenon : La cheville est décrite comme un système mortaise-tenon où les éléments du tibia et de la fibula se mettent en forme d’« encastrement » pour guider le mouvement.
• Pince tibio-fibulaire : La pince tibio-fibulaire est le mécanisme d’ouverture/fermeture qui relie fibula et tibia et permet le mouvement en bâillement entre les deux os.
• Flexion dorsale : La flexion dorsale est le mouvement de cheville qui correspond à la rétraction de l’avant du pied vers le haut, avec déroulé inverse par rapport à la flexion plantaire.
• Flexion plantaire : La flexion plantaire est la flexion de cheville vers le bas avec une amplitude indiquée autour de 40° quel que soit la position.
• Tendon d’Achille : Le tendon d’Achille est la terminaison du triceps sural, très puissant mais soumis à de fortes contraintes, ce qui le rend fragile.

📝 Points essentiels

• La pince tibio-fibulaire correspond à un mouvement en ouverture/fermeture, associé à un bâillement entre l’articulation tibio-fibulaire.
• Le mouvement en flexion dorsale a une amplitude limitée à environ 15° genou tendu, et elle passe à environ 30° si le genou est fléchi.
• La flexion dorsale est favorisée car les gastrocnémiens se trouvent tendus quand la jambe est tendue, limitant l’extension de cheville.
• La flexion plantaire est d’environ 40° quelle que soit la position.
• Le tendon d’Achille s’insère sur la partie postérieure du calcanéus et son insertion est latérale, avec un bras de levier décrit par rapport à l’axe flexion-extension.
• La cheville doit être aidée par un contrôle des muscles et de l’équilibre du pied pour éviter les entorses, avec un renforcement proprioceptif du long et du court fibulaire.

💡 Astuce mémo

Genou tendu = dorsale courte (≈15°), genou fléchi = dorsale longue (≈30°).

📖 5. Pied, voûtes et marche

🔑 Notions clés & Définitions

• Voûtes plantaires : Ensemble de trois archettes du pied qui répartissent les appuis au sol et aident à amortir les contraintes pendant le mouvement.
• Équilibre cinétique : Équilibre obtenu pendant le déplacement grâce à l’organisation des appuis, qui limite les déséquilibres au cours de la marche.
• Valgus physiologique : Déformation naturelle du genou qui réduit le déplacement latéral du corps et participe à la stabilité pendant l’appui.
• Cycle de marche : Séquence répétée entre deux contacts successifs du talon au sol, composée d’une phase d’appui et d’une phase d’oscillation.

📝 Points essentiels

• Le gros orteil est le dernier point de contact avec le sol pendant la marche, en particulier lors de la phase de propulsion.
• Le pied possède 3 voûtes : médiale creux du pied, latérale du calcanéus à la tête du 5e orteil, antérieure.
• La voute plantaire est tenue par l’aponévrose et une multitude de petits muscles, ce qui permet au pied de s’adapter aux différents sols.
• Le cycle de marche dure entre deux appuis du talon droit, avec environ 60% du temps en phase d’appui et 40% en phase d’oscillation.
• La “chute du bassin” volontaire est contrôlée d’environ 5° et réduit la montée du centre de gravité pendant la marche.
• Le déroulement à la marche s’appuie sur l’écrasement du talon, l’abattée de la voûte plantaire et une petite flexion du genou avant la phase plus verticale.

💡 Astuce mémo

3 contacts qui tranchent : talon → voute qui s’abat → gros orteil en dernier.

📖 6. Articulations de la ceinture scapulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Ceinture scapulaire : Ensemble de structures de l’épaule non fermé, assurant une grande mobilité mais avec un risque de fragilité en cas d’atteinte des éléments comme tendons et ligaments.
• Articulation sténo-costo-claviculaire : Articulation pivot de la ceinture scapulaire qui constitue le seul vrai point d’attache direct de la ceinture avec le tronc.
• Articulation acromio-claviculaire : Articulation à surfaces planes où la clavicule garde une distance constante pour contribuer à la stabilité et à l’amortissement des chocs.
• Articulation scapulo-humérale : Articulation entre scapula et tête humérale de type énarthrose, permettant un mouvement dans tous les sens.
• Articulation scapulo-thoracique : Glissement de la scapula sur la cage thoracique, dans un plan incliné de 30° à 40°, qui dépend du bon synchronisme avec l’humérus.

📝 Points essentiels

• La ceinture scapulaire forme un complexe articulaire avec 5 articulations, et un problème sur l’une rend les mouvements plus complexes et souvent douloureux.
• L’articulation sténo-costo-claviculaire est le pivot de la ceinture scapulaire et le seul contact direct de la ceinture avec le tronc.
• L’articulation scapulo-thoracique correspond à un plan de glissement sur la cage thoracique dont le muscle principal est le grand dentelé.
• L’articulation sous-deltoïdienne constitue un plan de glissement à conserver, liée à la montée du bras avec contact quasi direct entre deltoïde et tête humérale.

📖 7. Muscles de la scapula et de l’épaule

🔑 Notions clés & Définitions

• Grand dentelé : Muscle scapulaire majeur qui participe au glissement de la scapula sur le thorax, conditionnant le rythme avec le mouvement huméral.
• Trapèze : Muscle de la ceinture scapulaire organisé en trois faisceaux, dont chacun agit sur la position et le rapprochement des omoplates.
• Élévateur de la scapula : Muscle très sollicité, suspendant la scapula, qui contrôle ses mouvements au niveau de l’insertion sur les processus transverses.
• Muscles de la coiffe des rotateurs : Groupe musculaire qui stabilise et règle en permanence la position de la tête humérale pendant les mouvements de l’épaule.
• Grand dorsal : Muscle reliant le membre supérieur au membre inférieur, jouant un rôle d’orientation et de soutien du mouvement global du tronc et de l’épaule.

📝 Points essentiels

• La scapula est un os suspendu qui glisse sur la cage thoracique, avec un plan de glissement autour de 30–40°.
• Le grand dentelé est présenté comme le muscle principal du plan de glissement scapulaire.
• Le trapèze a un faisceau supérieur (jusqu’à la clavicule), un moyen (ramène les épaules en arrière) et un inférieur (partie basse du thorax).
• L’élévateur de la scapula est le muscle le plus facilement contracturé de la région scapulaire car il suspend la scapula.
• Les muscles de la coiffe des rotateurs sont le subscapulaire, le supra-épineux, l’infra-épineux et le petit rond, qui maintiennent la tête humérale en position.
• Le grand dorsal relie les ceintures scapulaire et pelvienne et permet une marche pendulaire.

💡 Astuce mémo

Coiffe = S I P R : subscapulaire, supra-épineux, infra-épineux, petit rond.

📖 8. Deltoïde et grand pectoral

🔑 Notions clés & Définitions

• Deltoïde : Le deltoïde est un muscle de l’épaule divisé en trois faisceaux aux rôles fonctionnels distincts : antérieur, moyen et postérieur.
• Grand pectoral : Le grand pectoral est un muscle en nappe à trois faisceaux, dont les faisceaux claviculaire et sterno-costal sont les plus déterminants pour les mouvements.
• Faisceau claviculaire du grand pectoral : Le faisceau claviculaire du grand pectoral contribue à une élévation antérieure du mouvement de l’épaule.
• Faisceau sterno-costal du grand pectoral : Le faisceau sterno-costal du grand pectoral participe à l’abduction associée à l’extension.

📝 Points essentiels

• Le faisceau moyen du deltoïde est le principal pour l’abduction de l’épaule.
• Le faisceau antérieur du deltoïde agit comme moteur lors de la flexion de l’épaule.
• Le faisceau postérieur du deltoïde agit comme moteur lors de l’extension de l’épaule.
• Le faisceau claviculaire du grand pectoral produit une élévation antérieure.
• Le faisceau sterno-costal du grand pectoral participe à l’abduction et à l’extension.

💡 Astuce mémo

Deltoïde : avant = flexion, milieu = abduction, arrière = extension. Pectoral : clavicule = élévation, sterno-côTés = abduction + extension.

📖 9. Rotation de l’épaule et rythme scapulo-huméral

📖 10. Le coude et la prono-supination

🔑 Notions clés & Définitions

• Prono-supination : Ensemble des mouvements de l’avant-bras qui orientent la paume vers le sol ou vers le haut.
• Courbure de l’avant-bras : Particularité anatomique où les deux os de l’avant-bras présentent une concavité vers l’avant pour guider l’orientation lors des mouvements.
• Radius forme manivelle : Caractéristique du radius dont la forme et l’appui mécanique favorisent l’oscillation nécessaire à la prono-supination.

📝 Points essentiels

• La prono-supination s’appuie sur la concavité vers l’avant des deux os de l’avant-bras pour diriger le mouvement.
• Le radius est décrit comme ayant une forme de manivelle, ce qui aide à comprendre son rôle dans l’orientation de la main.
• La longueur du radius intervient aussi dans les règles mécaniques expliquant la prono-supination.

💡 Astuce mémo

Pense au radius comme à une manivelle : la paume tourne grâce à sa forme, en s’appuyant sur la concavité des deux os.

📊 Tableaux de synthèse

Plans de mouvement (classification)

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre équilibre et polygone de sustentation : on perd l’équilibre quand la ligne de gravité n’est plus dans la zone d’appui.
2. Inverser le rôle des plans : la flexion/extension est en plan sagittal (pas frontal), tandis que abduction/adduction est en plan frontal.
3. Mélanger les amplitudes de flexion de hanche : après 100–110° avec genou fléchi, ce n’est plus la hanche dominante mais la rétroversion du bassin.
4. Oublier la dépendance genou tendu/fléchi pour la dorsale : genou tendu ≈15° et genou fléchi ≈30° (flexion dorsale).
5. Se tromper sur la marche : la phase d’appui dure ~60% du cycle et l’oscillation ~40% (jusqu’à l’attaque du talon suivant).
6. Penser que la luxation de prothèse totale de hanche est « fréquente » : le cours insiste sur l’exceptionnel et surtout la période immédiate ~2–4 semaines.
7. Confondre prono-supination et flexion/extension : la prono-supination dépend des caractéristiques du radius/ulna (courbures concaves, forme de manivelle), pas d’un simple mouvement du poignet.

✅ Checklist Examen

1. Expliquer quand l’homme perd l’équilibre en reliant polygone de sustentation, axe corporel et ligne de gravité.
2. Situer le centre de gravité avant S2 et donner où descend la ligne de gravité (milieu des deux pieds, articulation calcanéo-naviculaire).
3. Identifier les plans de mouvement et associer plan frontal (abduction/adduction), plan sagittal (flexion/extension) et plan horizontal (rotation interne/externe).
4. Donner la définition de la flexion de hanche (fermeture de l’angle cuisse/abdomen) et le plan/axe de mouvement.
5. Retenir les amplitudes de flexion de hanche selon genou fléchi (passif 100–110°, actif ~80°) et genou tendu (passif ~90°, actif ~70°).
6. Lister les limites de la flexion de hanche (arthrose, ptose abdominale, rétroaction des ischio-jambiers, contact osseux col fémoral/acétabulum).
7. Donner les amplitudes fonctionnelles d’extension et flexion pendant la marche (extension ~10°, flexion ~30°) et les amplitudes d’abduction (≈45° 1 côté ; ≈90° total 2 côtés).
8. Donner les amplitudes et dépendances de la rotation de hanche : latérale/médiale hanche tendue (≈40°/30°) et augmentées hanche fléchie (≈50°/40°).
9. Expliquer la période de risque de luxation après prothèse totale de hanche (exceptionnelle, surtout ~2 à 4 semaines).
10. Décrire l’articulation de la cheville en termes de mortaise/tenon et préciser la pince tibio-fibulaire (ouverture/fermeture).
11. Donner les valeurs-clés de flexion dorsale (≈15° genou tendu ; ≈30° genou fléchi) et flexion plantaire (≈40° quelle que soit la position).
12. Décrire le cycle de marche (attaque du talon au sol, phases appui ~60% et oscillation ~40%) et les 3 éléments qui réduisent le choc (talon, abatée de la voûte plantaire, petite flexion du genou).
13. Présenter les axes mécaniques de la prono-supination (articulations radio-ulnaire supérieure/inférieure, courbures des os et radius “manivelle”) et donner les amplitudes (≈90° supination ; ≈85° pronation).
14. Expliquer l’organisation de la scapula (plan de glissement 30–40°) et citer le rôle du grand dentelé dans le rythme scapulo-huméral.