Organes de la course à pied

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La marche, et qui plus est la course à pied, nécessitent un pied à la fois stable et amortisseur, doté d'orteils courts permettant le décollement du pas, un puissant système suro-achiléo-plantaire amortisseur et propulseur, un moyen fessier, stabilisateur du bassin en appuis uni-podal, des ceintures pelvienne et scapulaire dont les rotations opposées assurent la stablité du tronc et des muscles cervivaux permettant de mantenir le tête droite.

1. Le pied

 

Le pied est une structure très complexe sur le plan anatomique et biomécanique. Il doit à la fois assurer la stabilité lors du pas, l’amortissement et la propulsion. En somme, il doit amortir en se déformant puis propulser en se rigidifiant.

 

Différents modèles du pied échelonnent l’histoire de la recherche en biomécanique du pied.

 

Le modèle le plus ancien est celui de la clé de voûte. A la manière d’un pont romain, c’est la clé de voûte qui verrouille le système. Ce modèle et très approximatif car il ne concerne que les éléments osseux du pied. Il peut avoir l’avantage d’expliquer la différence de pression au niveau des cunéiformes lors de l’appui en considérant l’arche transversal du médio-pied.

 

 

Modèle de la clé de voûte. Tiré de Biomécanique des membres inférieurs, P. Klein, P.Sommerfeld, Ed. Elsevier

 

 

Le modèle du tripode compare le pied à un triangle courbe dont les trois angles sont les points d’appui. Chaque bord représentant une arche. Le modèle du tripode est lui totalement obsolète, il ne correspond qu’à une vision du pied en décharge. Le pied une fois en charge les arches antérieur et externe n’existent plus.

Modèle du tripode. Tiré de Biomécanique des membres inférieurs, P. Klein, P.Sommerfeld, Ed. Elsevier

 

 

Le modèle de la lamina pedis compare le pied à une lame métallique dont la portion arrière est verticale et correspond à l’empilement des os de l’arrière pied (tibia, talus et calcanéum) et la portion antérieure est horizontale et correspond à la juxtaposition des os du médio-pied et de l’avant-pied. Ce modèle permet de comprendre qu’une supination de l’arrière-pied et/ou une pronation de l’avant-pied renforcent l’arche interne du pied.

 

 

 

Modèle de la lamina pedis. Tiré de Biomécanique des membres inférieurs, P. Klein, P.Sommerfeld, Ed. Elsevier

 

 

Le modèle du pied talien/pied calcanéen considère deux parties fonctionnelles. En observant la structure trabéculaire des os du pied, divers auteurs isolent le pied calcanéen formé du tibia-talus-calcanéus en arrière et calcanéus-cuboïde-M4/M5 en avant. Et le pied talien constitué du tibia-talus-naviculaire-cunéiformes et trois premiers métatarsiens.

 

Le pied calcanéen est une structure beaucoup plus stable et rigide et permet l’encrage du pied au sol. Le pied talien est beaucoup plus mobile et souple. Ils ont des degrés de liberté inverses dabs le sens longitudinal. La mobilité articulaire augmente de proximal en distal dans le pied calcanéen et diminue dans le pied talien. Du fait de leur anatomie, le pied calcanéen sera capable d’un verrouillage passif, le pied talien se verrouillera sous l’action conjointe des longs tendons (Jambier postérieur, fléchisseurs propre et commun, long péronier latéral et système suro-achiléo-plantaire).

Modèle pied talien/pied calcanéen. Tiré de Biomécanique des membres inférieurs, P. Klein, P.Sommerfeld, Ed.

Elsevier

 

 

Le modèle de la ferme de toit suppose deux arbalétriers et un entrait. Les arbalétriers représentent les structures osseuses et sont soumises à des compressions. L’entrait représente les structures musculo-ligamentaires et sont soumises à des tractions lors du pas. La plus importante de ces structures est l’aponévrose plantaire. Les autres sont constituées des autres ligaments inter osseux dont l’un des plus important le spring-ligament, des muscles intrisèques. Une préparation anatomique de pied soumise à un poids équivalent au poids du corps s’effondre quasiment totalement si l’aponévrose plantaire est sectionnée.

Modèle de la ferme. Tiré de Biomécanique des membres inférieurs, P. Klein, P.Sommerfeld, Ed. Elsevier

 

Ces deux derniers modèles sont le plus à même de faire comprendre le double rôle du pied : Amortir en se déformant puis propulser en se rigidifiant.

 

2. Le complexe suro-achilléo-plantaire

 

Le complexe suro-achilléo-plantaire est un continuum anatomique constitué du triceps sural, de tendon d’Achille et de l’aponévrose plantaire. Lors du déroulement du pas, du fait de la flexion dorsale progressive des orteils, l’aponévrose plantaire se tend, à ce titre elle est l’un des amortisseurs du corps. Cette tension va entraîner un verrouillage des articulations du pied nécessaire à un déroulement correct et efficace. Le triceps sural, lui, est le moteur de la propulsion du pied. Sa contraction va provoquer une poussée du corps vers l’avant. Sa force sera propagée vers l’avant du pied par l’intermédiaire du tendon d’Achille, du calcanéum et de l’aponévrose plantaire.

Le système suro-achilléo-plantaire pourrait être comparé à un élastique. Il agit comme amortisseur/propulseur. Il se distend comme amortisseur et se contracte comme propulseur.

 

 

Système suro-achiléo-plantaire. Tiré de Biomécanique des membres inférieurs, P. Klein, P.Sommerfeld, Ed. Elsevier

 

 

3.Le bassin, la ceinture pelvienne et la ceinture scapulaire.

 

Lors de la phase du pas. Le muscle moyen fessier, puissant abducteur de hanche joue un rôle fondamental. Lors de l’appui d’une jambe, le moyen fessier du même côté se contracte. Son origine ((iliaque) est attirée vers son tendon distal. Il réalise une légère élévation du bassin du côté opposé. Sans cette action le bassin chuterait du côté opposé à l’appui et empêcherait une course normale et efficace. On retrouvera cette impuissance du moyen fessier dans diverses pathologies :

 

- Atteinte de la racine L5

- Pathologies osseuse où les insertions proximales et distales du moyen fessier se rapprochent

(coxa vara, épiphysite de la tête fémorale, fracture du grand trochanter).

- Luxation congénitale de hanche (outre le rapprochement des extrémités distales et proximales du moyen fessier, cette situation est accompagnée d’un mauvais appui entre la tête fémorale et le cotyle)

- Poliomyélite, méningomyélocèle.

 

Philippe Dedieu dans son approche dynamique rappelle que le tronc au cours de la course subira des mouvements de torsion, d’inclinaison et d’oscillation :

 

-Mouvements de torsion : les ceintures pelvienne et scapulaire présentent, au cours du cycle de la marche et la course, des mouvements opposés de rotation : l’axe des épaules varie en sens inverse de l’axe du bassin. L’hémi-bassin reste solidaire du membre correspondant. Lorsque la jambe droite est en extension, l’hémi-bassin droit est en avant de l’hémi-bassin gauche. L’épaule droite est alors en arrière de l’épaule gauche. Lors du passage à la verticale, les axes du bassin et des épaules sont parallèles. Ceci est rendu possible par des rotations vertébrales. Elles sont environ de 5° au maximum au niveau de la première vertèbre dorsale et de 8° du côté opposé au niveau de la cinquième vertèbre lombaire. Le point de transition où les rotations s’annulent correspond approximativement à la septième vertèbre dorsale.

A chaque pas, le bassin tourne autour de la tête fémorale porteuse surmontant le pied en contact avec le sol.

 

-Mouvements d’inclinaison : les ceintures s’inclinent en sens inverse : le bassin s’abaisse du côté non portant, alors que l’ensemble du tronc s’élève du côté où le bassin s’abaisse. La totalité du tronc s’élève et s’abaisse deux fois au cours du cycle avec une amplitude totale d’environ 50 mm. Le point le plus bas se situe pendant le double appui et le plus haut correspond au milieu de l’appui et au milieu de la phase oscillante.

 

-Mouvements d’oscillation : l’ensemble du tronc présente également un mouvement d’oscillation dans le plan frontal : le corps est en général déporté latéralement sur le membre portant. L’amplitude de ce mouvement d’oscillation est d’environ 50 mm ».

« Les membres supérieurs se balancent de façon synchrone avec les membres inférieurs mais avec une opposition de phase. Murray et al ont évalué la rotation moyenne de l’épaule à 7° et celle du bassin à 12° au cours d’une marche naturelle chez l’homme adulte ».

Le rôle des bras à la marche et à la course a fait l’objet d’un nombre relativement restreint de travaux. On peut retenir cependant qu’ils agissent essentiellement dans une action d’équilibration latérale et que leur mobilisation pour une tâche différente altère de façon significative la vitesse de déplacement.

(Philippe Dedieu , Approche dynamique en podologie du sport, Philippe Dedieu 7, bd Andrieu 81000 Albi)

 

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