Fiche de révision : Biomécanique du membre thoracique

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la biomécanique animale
2. Statique, dynamique et cinématique
3. Leviers et nomenclature biomécanique
4. Allures et cycles locomoteurs
5. Foulée des membres antérieur et postérieur
6. Articulations du membre antérieur
7. Cinématique scapulaire et humérale
8. Cinématique scapulo-humérale
9. Anatomie et mécanique du coude
10. Cinématique et stay apparatus du coude
11. Organisation et mouvements du carpe
12. Articulations métacarpiennes et doigt
13. Articulations interphalangiennes

📖 1. Fondements de la biomécanique animale

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomécanique : Larousse - Application des lois de la mécanique aux problèmes de biologie, de physiologie et de médecine.

★ À maîtriser

• La biomécanique animale associe l’anatomie, la physiologie, la physique, les mathématiques et les technologies de mesure pour étudier comment un animal transforme les forces produites par son corps et son environnement en mouvement.

Compléments

• Au XIXe siècle, Eadweard Muybridge a montré, grâce à la photographie image par image d’un cheval au galop, que l’observation visuelle du mouvement pouvait différer de la réalité.

💡 Astuce mémo

Forces produites et forces externes → mouvement animal

📖 2. Statique, dynamique et cinématique

🔑 Notions clés & Définitions

• Statique : Partie de la mécanique qui étudie l’équilibre des systèmes matériels dans un référentiel donné.
• Dynamique : Partie de la mécanique qui étudie les mouvements d’un système.
• Centre de gravité : Point d’application de la résultante des forces de pesanteur exercées sur l’ensemble des particules d’un corps ou d’un système.

• Polygone de sustentation : Zone au sol délimitée par le contour externe des membres, dont la largeur augmente la stabilité statique.
• Cinématique : Larousse - Partie de la mécanique qui étudie les mouvements en fonction du temps sans se préoccuper de leurs causes.
• Centre instantané de rotation : Point où le vecteur vitesse est nul et par lequel passent les mouvements à un instant donné.

💡 Astuce mémo

Statique = équilibre ; dynamique = mouvement

📖 3. Leviers et nomenclature biomécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Levier : Le Petit Robert - Corps solide mobile autour d’un point d’appui qui permet de multiplier une force.
• Poulie : Machine simple destinée à modifier le sens d’une force, avec des forces de frottement considérées comme négligeables.

★ À maîtriser

📌 Dans un levier interappui, le point d’appui se situe entre la force et l’extrémité déplacée, tandis que dans un levier interpuissant la force s’exerce sur le segment situé entre le point d’appui et l’extrémité.

• Les trois axes de référence sont :
  • l’axe antéro-postérieur ou crânio-caudal
  • l’axe transversal ou latéro-latéral
  • l’axe dorso-ventral ou vertical

Compléments

• Les rotations sagittales associent une translation horizontale et une translation verticale, les rotations frontales associent une translation transversale et une translation verticale, et les rotations horizontales associent une translation transversale et une translation horizontale.

📖 4. Allures et cycles locomoteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Allure : Enchaînement de mouvements complexes, rythmés et coordonnés des membres et du corps qui permet à l’animal de se déplacer.

★ À maîtriser

• Le pas est une allure marchée, symétrique et à quatre temps égaux, dont la vitesse moyenne du cheval est d’environ 6 à 8 kilomètres à l’heure.

• Le trot est une allure sautée, symétrique et à deux temps égaux par bipèdes diagonaux, avec une phase de projection entre deux posers, et sa vitesse moyenne chez le cheval est d’environ 14 à 15 kilomètres à l’heure.

• Le galop est une allure dissymétrique et sautée à trois temps comprenant une phase de projection, avec une vitesse moyenne du cheval d’environ 20 à 30 kilomètres à l’heure.

Compléments

• L’amble est une allure caractérisée par l’avancée de bipèdes latéraux.

• 🔄 Le saut comprend :
  1. la battue d’appel
  2. la phase ascendante
  3. le planer
  4. la phase descendante
  5. la réception

💡 Astuce mémo

Pas → trot → galop : 4, 2 puis 3 temps

📖 5. Foulée des membres antérieur et postérieur

🔑 Notions clés & Définitions

• Foulée : Cycle complet de mouvement d’un membre, dont la position finale est identique à la position initiale.

📝 Points essentiels

• Environ 60 % de la masse corporelle du cheval est reportée sur l’avant-main, ce qui donne au membre antérieur un rôle essentiellement sustenteur.

• La phase d’appui du membre antérieur comprend l’amortissement, le soutènement et la propulsion, tandis que la phase de soutien comprend le ramener, la suspension et l’embrassée.

• Lors de l’amortissement, les angles articulaires se ferment de manière contrôlée pour absorber les réactions du sol et l’énergie cinétique de la masse du cheval.

• Lors de la propulsion, les articulations s’ouvrent par des contractions musculaires concentriques et restituent l’énergie accumulée pendant l’amortissement et le soutènement.

• Les étapes de la foulée du membre postérieur sont :

  • l’amortissement
  • le soutènement
  • la propulsion
  • le ramener
  • la suspension
  • l’engagement

💡 Astuce mémo

Antérieur = sustentation ; postérieur = propulsion

📖 6. Articulations du membre antérieur

🔑 Notions clés & Définitions

• Scapulo-thoracique : Synsarcose qui relie le membre antérieur au squelette axial par des formations musculaires et aponévrotiques, sans articulation osseuse directe avec le thorax.
• Scapulo-humérale : Articulation sphéroïde, ou énarthrose, qui unit la scapula à l’humérus.

★ À maîtriser

• La scapulo-thoracique permet surtout des glissements verticaux et horizontaux, tandis que les mouvements frontaux sont fortement limités.

• L’énarthrose scapulo-humérale permet tous les mouvements, mais la flexion et l’extension ont une amplitude supérieure à celles des rotations frontales et horizontales.

📌 La flexion scapulo-humérale associe une rotation sagittale postérieure de la scapula et une rotation sagittale antérieure de l’humérus, tandis que l’extension associe une rotation sagittale antérieure de la scapula et une rotation sagittale postérieure de l’humérus.

Compléments

• Chez les animaux domestiques, la clavicule est fortement réduite jusqu’à disparaître chez les ongulés.

💡 Astuce mémo

Scapulo-thoracique = glissement ; scapulo-humérale = énarthrose

📖 7. Cinématique scapulaire et humérale

★ À maîtriser

• Pendant l’appui du membre antérieur, la scapula effectue une rotation sagittale antérieure jusqu’à la fin de la propulsion, tandis que pendant le soutien elle effectue une rotation sagittale postérieure associée à une abduction et une rotation interne.

• Lorsque l’antérieur avance, la scapula effectue une rotation sagittale postérieure et, lorsque le membre pousse, la scapula avance tandis que l’humérus et le coude s’étendent.

• Après le décollage du pied, les articulations du membre antérieur se fléchissent, la flexion scapulo-humérale atteint son maximum pendant la suspension, puis les angles s’ouvrent pendant l’embrassée avant l’appui suivant.

Compléments

📌 Lors de l’amortissement, la réaction du sol comprime l’épaule et le supra-épineux limite la fermeture de l’angle scapulo-huméral, tandis que le biceps est mis en tension pour maintenir l’angle ouvert.

• Lors du premier contact avec le sol, le membre antérieur reste normalement légèrement orienté vers l’extérieur, ce qui explique que le talon externe se pose en premier.

💡 Astuce mémo

Appui : rétraction et extension ; soutien : protraction et flexion

📖 8. Cinématique scapulo-humérale

★ À maîtriser

• Pendant l’appui, l’articulation scapulo-humérale présente une légère adduction et rotation interne qui augmentent lors du chargement afin de stabiliser le membre et le tonneau sous la charge.

• En fin d’appui, le supra-épineux provoque l’extension scapulo-humérale et le triceps brachial contribue à l’extension du coude pour propulser le membre.

📌 Sur un cercle, l’abduction du membre interne contribue à couvrir la distance pendant le soutien, tandis que l’abduction du membre externe contribue à l’impulsion pendant l’appui.

Compléments

• Pendant le balancement, le deltoïde et le grand rond réduisent l’angle scapulo-huméral tandis qu’une légère rotation externe et une abduction favorisent l’avancée du membre.

• Lors du premier contact, le membre conserve normalement une légère orientation externe, ce qui explique que le talon externe se pose en premier.

📌 Les mouvements mineurs de l’articulation scapulo-humérale doivent être testés, car ils peuvent perturber le mouvement majeur dans sa fonction. - EVRARD, Ostéopathie vétérinaire: Introduction à l'ostéopathie structurelle appliquée au cheval, 2002

💡 Astuce mémo

Appui : adduction-rotation interne → propulsion ; suspension : flexion → embrassée

📖 9. Anatomie et mécanique du coude

🔑 Notions clés & Définitions

• Coude : Articulation huméro-antébrachiale entre l’humérus, le radius et l’ulna, ainsi que les articulations radio-ulnaires

★ À maîtriser

• Chez les équidés, la portion distale de l’ulna se soude à la face palmaire du radius, tandis que chez les carnivores le radius et l’ulna restent articulés et séparés par un espace interosseux.

• Chez les canidés, les articulations radio-ulnaires permettent une mobilité latérale de l’avant-bras, alors que chez les équidés l’articulation radio-ulnaire distale se synostose précocement.

• L’extension du coude est limitée par la butée de l’olécrane dans la fosse olécranienne et par la tension des ligaments collatéraux.

Compléments

• Chez les ongulés et le lapin, l’articulation huméro-antébrachiale est une charnière parfaite, tandis qu’elle est imparfaite chez l’homme et les carnivores.

💡 Astuce mémo

Équidés : radius-ulna solidaires ; carnivores : espace interosseux et mobilité

📖 10. Cinématique et stay apparatus du coude

★ À maîtriser

• Durant l’appui, le coude progresse vers l’extension, avec une très légère flexion pendant l’amortissement, tandis que pendant le soutien il se fléchit fortement jusqu’au ramener puis s’étend lors de l’embrassée.

📌 Chez les carnivores, la supination du coude est associée à la rotation externe scapulo-humérale du membre interne au soutien, tandis que la pronation est associée à la rotation interne scapulo-humérale du membre externe.

📌 Pour tester la latéralité du coude, il faut le placer en semi-flexion afin de relâcher les ligaments collatéraux, car l’extension ne permet pas de décoaptation.

Compléments

📌 En posture campée, le relâchement du biceps brachial et de sa bride surcharge les muscles pectoral ascendant, grand dorsal et fléchisseurs du carpe et des phalanges.

📌 En posture sous-lui, l’ouverture de l’angle crânial du coude augmente la sollicitation du biceps brachial et du bloc des extenseurs.

💡 Astuce mémo

Tonus musculaire et position du coude → maintien passif de l’épaule

📖 11. Organisation et mouvements du carpe

★ À maîtriser

• Le carpe comprend une articulation radio-carpienne condylaire et des articulations médio-carpienne, intercarpienne et carpo-métacarpienne planiformes.

📌 Chez les ongulés, les articulations carpo-métacarpiennes permettent seulement de légers glissements quasi inexistants chez les équidés et les bovins, de sorte que la seconde rangée du carpe est solidaire du métacarpe.

• Lors de l’amortissement, l’hyperextension du carpe peut atteindre 205°, soit 25° de plus que la position initiale, ce qui permet son rôle d’amortisseur.

Compléments

• Chez le cheval, les os du carpe sont répartis ainsi :
  • Rangée proximale : scaphoïde
  • Rangée proximale : lunatum
  • Rangée proximale : pyramidal
  • Rangée proximale : pisiforme
  • Rangée distale : trapèze
  • Rangée distale : capitatum
  • Rangée distale : hamatum

📌 Les mouvements mineurs du carpe doivent être testés en semi-flexion afin de relâcher les ligaments collatéraux, car ils sont pratiquement impossibles en extension chez les ongulés.

💡 Astuce mémo

Hyperextension du carpe → dissipation de l’énergie à l’amortissement

📖 12. Articulations métacarpiennes et doigt

🔑 Notions clés & Définitions

• Articulation métacarpo-phalangienne : Diarthrose condylienne qui unit l’extrémité distale du métacarpien à la phalange proximale et aux sésamoïdes proximaux correspondants

★ À maîtriser

📌 Chez les carnivores polydactyles, de très légers mouvements d’adduction et d’abduction existent dans la partie distale des articulations intermétacarpiennes, tandis que la solidarité avec le carpe les empêche dans la partie proximale.

• Chez le cheval, la main comprend un métacarpien principal, deux métacarpiens rudimentaires et un doigt composé de trois phalanges avec deux sésamoïdes à l’articulation métacarpo-phalangienne.

• Pendant l’appui, l’articulation métacarpo-phalangienne s’étend avec une rotation externe et une légère adduction, tandis que pendant le soutien les mouvements inverses se produisent.

Compléments

• Les articulations intermétacarpiennes unissent généralement les métacarpiens dans leur région proximale et sont stabilisées par des ligaments interosseux.

📌 Les muscles interosseux limitent l’extension de l’articulation métacarpo-phalangienne, tandis que le ligament palmaire limite également l’extension et que le renforcement dorsal limite la flexion.

📖 13. Articulations interphalangiennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Articulations interphalangiennes : Articulations qui unissent la phalange proximale à la phalange moyenne, puis la phalange moyenne à la phalange distale

★ À maîtriser

• Lors de la flexion interphalangienne, la phalange moyenne bascule en rotation sagittale palmaire sur la phalange proximale sous l’action principale du fléchisseur superficiel du doigt.

• Chez les ongulés, les mouvements de rotation et de latéralité interphalangiennes sont faibles mais permettent l’appui normal du sabot malgré les irrégularités du sol.

• Au contact du sol, la charge entraîne une flexion des deux articulations interphalangiennes, particulièrement marquée à l’articulation distale, puis l’appui les conduit progressivement vers l’extension maximale en fin d’appui.

📌 Une perte d’extension de l’articulation interphalangienne proximale en fin d’appui peut être compensée par une extension accrue de l’articulation interphalangienne distale et conduire à des lésions.

Compléments

📌 L’extension interphalangienne est limitée par la tension du tendon perforant sur les sésamoïdes, tandis que la flexion est limitée par la tension des muscles extenseurs et la butée du muscle fléchisseur.

💡 Astuce mémo

Perte d’extension proximale → compensation distale → risque lésionnel

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des principales allures

Composition du carpe selon l’espèce