2-Etudes des actions mecaniques lors du depart
Reflétant l'effet de la synergie segmentaire,
l'étude des actions mécaniques externes lors du départ
permet une description globale du geste. La dissociation des efforts
exercés au niveau de chaque appui (figure 35) permet d'étudier la
dissymétrie du mouvement.
Figure 35 Variations typiques des actions
mécaniques exercées distinctement au niveau :
de la main
droite, de la main gauche, du pied droit et du pied gauche
Lors de la position Prêt et
jusqu'à 0,1 s au-delà du signal de départ,
l'athlète est supposé être en position d'équilibre
stable. Au cours de cette période, les forces
médiolatérales exercées au niveau des mains
possèdent la même intensité mais sont de sens
opposés. Au niveau des pieds, ces forces sont quasi nulles.
Le poids du corps est retrouvé en additionnant les
forces de contact exercées au niveau des quatre appuis suivant l'axe
vertical 9 = FMdz + FMgz
+ F Pdz + FPgz . L'erreur relative au
poids
est de l'ordre de 3%. Elle est due, d'une part, à la
précision des dynamomètres, et d'autre part, à la non
stabilité de l'athlète (figure 30).
Les forces qui s'exercent verticalement au niveau des mains
et des pieds sont respectivement d'environ 66 #177;10% et 34 #177;10% du poids
de l'athlète (figure 36b). Cela entraîne le centre de
gravité du coureur vers l'avant et de ce fait le rapproche de la ligne
de départ.
Deuxième partie Chapitre IV
a b
6 #177;2 % 5 #177;2%
5 #177;2 %
16 #177;5 % 18 #177;10 %
32 #177; 5%
34 #177;8 %
Poids
6 #177;3 %
Figure 36 Forces antéropostérieures (a)
et verticales (b) exprimée en pourcentage du poids
lors de la
position Prêt. L'écart type exprime la variabilité
entre les sujets
Au cours de cette position, les forces
antéropostérieures qui s'exercent au niveau des pieds et des
mains (figure 36a) sont égales et de sens opposés ; le sujet
reste alors en position d'équilibre statique. Si l'une de ces
quantités varie sans être contrebalancée par l'autre,
l'application du principe fondamental de la statique n'est plus valable,
puisque :
-- ---
Fext ? 0 et ~ ( G,F
~~~ ) ? 0
|
Éq.IV.3
|
|
La non vérification de ces équations traduit
une accélération du centre de gravité du coureur qui, lors
de cette phase, représentera un faux départ. Toutefois,
compte tenu de l'instabilité de l'athlète (§-IV.1.1) la
validation du principe fondamental de la statique reste à
définir. D'où la nécessité de définir un
seuil à partir duquel on considère la mise en action de
l'athlète.
Lors de l'impulsion, l'intensité des
actions de contacts au niveau des appuis varie brusquement pour atteindre des
valeurs maximales décrites dans la figure 37.
b
2 #177;2%
93 #177;13%
3 #177;3% 63 #177;19% 123 #177;11%
42 #177;9%
42 #177;13%
60 #177;21%
a
Poids
Figure 37 Forces maximales
antéropostérieures (a) et verticales (b) exprimée
en
pourcentage du poids lors de l'impulsion. L'écart type exprime
la variabilité entre les sujets
Les forces qui s'exercent sur le centre de gravité de
l'athlète suivant l'axe médiolatéral (OY0) sont
de très faibles intensités (< 50 N).
Au cours de tous les essais, les forces verticales et
antéropostérieures exercées au niveau du pied
arrière atteignent leurs maxima alors que les mains sont toujours en
contact avec le sol.
Afin de définir la contribution de chaque appui
à la projection du centre de gravité de l'athlète vers
l'avant (OX0) et vers le haut (OZ0) tout au long de la phase
d'impulsion, il importe de distinguer les forces exercées au
niveau de chaque appui dès l'instant de la mise en action
(ta) jusqu'à l'éjection (te).
te ~~ ~~ ~~ ~~ ~~
F ext ao = F Pied
_ avant + F Pied _ arrière+ F Main
_ droite+F Main _gauche Éq.IV.4
ta
L'estimation de la contribution d'un appui à la
projection du centre de gravité revient à
~~
évaluer la quantité de mouvement partielle
pA provoquée par la variation de l'intensité
de la
force exercée au niveau de l'appui A.
~~ ~~
te
p A= IF Adt
ta
|
Éq.IV.5
|
|
Suite à cette équation (Éq.IV.5) il devient
possible d'estimer la quantité de mouvement résultante du centre
de gravité comme suit :
~~ ~~te
G = Ep A= .1(
EPext/,o )dt
Éq.IV.6
te,
La figure 38 exprime la contribution de chaque appui
exprimée en pourcentage de la quantité de mouvement
résultante suivant l'axe vertical (pGx) et
horizontal (pGz) à différents instants
d'éjections.
OX0 OZ0
Figure 38 Contribution de chaque appui (Pied
arrière, Pied avant, Mains) suivant l'horizontale (O,4) et
la
verticale (OZ4) aux instants d'éjections des mains (teM),
du pied arrière (tePr) et du pied avant (tepv)
Les résultats présentés dans la figure
38 démontrent que l'impulsion des mains favorise la projection du centre
de gravité vers le haut plutôt que vers l'avant. De plus, la
contribution des mains dans la production d'une impulsion verticale
dépasse significativement (p < 0.01) celle du pied arrière
à tous les instants. En effet, suivant la verticale, la force maximale
exercée au niveau des mains peut atteindre 125% du poids du corps. Elle
représente en moyenne 82 #177;17% du poids soit 58 #177;10% de la
résultante des forces externes (figure 39). La figure 39 montre que
lorsque la force exercée au niveau du pied arrière atteint son
maximum (à tFmaxPr), les mains sont toujours en contact avec le sol et
supportent environ 23% de la somme des forces verticales exercées
à cet instant.
OX0
OZ0
Figure 39 Force exercée distinctement au niveau
des mains, du pied arrière et du pied avant, à
différents
instants : tFmax correspondant au pic de force
exercée au niveau des Mains (M), du pied arrière (Pr)
et du
pied avant (Pv). Ces quantités sont exprimées en
pourcentage
de la somme des forces exercées suivant une direction
donnée.
Le pied arrière favorise la projection du corps vers
l'avant (figure 38). Cet appui possède une part importante (> 50 %)
dans la production d'une quantité de mouvement horizontale
jusqu'à l'instant d'éjection (tePr). En termes de forces
maximales horizontales (figure 39), 53 #177;15% de la résultante des
forces externes (soit 60% du poids du corps) s'exerce au niveau du pied
arrière suivant l'horizontale OX0 aux instants tFmax
M25 et tFmax Pr26 .
L'amplitude de la contribution du pied avant est due en
grande partie à la durée de son impulsion plutôt
qu'à l'intensité des forces qui s'y exercent. En effet, le pied
avant possède la durée d'impulsion la plus importante soit 0,45
#177;0.05 s (presque deux fois celle du pied arrière) (figure 34), et
les forces verticale et horizontale qui s'y exercent sont respectivement de
l'ordre de 123 #177;11 % et 93 #177;13 % du poids du corps. Ces forces sont
comparables à celles exercées au niveau des mains suivant
OZ0 et du pied arrière suivant OX0 alors que ces
appuis possèdent une durée d'impulsion nettement
inférieure.
25 tFmax M instant correspondant au pic de force
exercée au niveau des Mains.
26 tFmax Pr instant correspondant au pic de force
exercée au niveau du pied arrière.
| 
