Qu’est-ce que la biomécanique ? Améliorez vos performances grâce à de meilleurs mouvements

Vous avez peut-être déjà entendu le terme de biomécanique, surtout en tant qu’athlète. Mais qu’est-ce que la biomécanique ?

Lorsque nous pensons à la façon dont notre corps bouge, nous pensons souvent à un mouvement simple, c’est-à-dire à un mouvement vers l’avant. En d’autres termes, si nous sommes debout, nous pensons que nous marchons droit devant nous, nos jambes se déplaçant d’avant en arrière dans la direction où nous allons.

Cependant, les mouvements du corps sont en réalité assez complexes et peuvent se produire à 360°. Outre les mouvements vers l’avant et vers l’arrière, nous pouvons nous déplacer latéralement et faire pivoter différentes parties du corps ou au cours de différentes actions.

Toutes nos articulations bougent sous différents angles lorsque nous nous déplaçons. En outre, nos mouvements s’accompagnent de forces. Lorsque nous atterrissons sur le sol en marchant ou en courant, par exemple, le corps applique une force au sol qui peut représenter jusqu’à trois fois le poids de notre corps.

En retour, le sol exerce une force de même ampleur, mais dans la direction opposée, sur la plante du pied. La biomécanique est la branche spécifique de la science qui décrit les différentes façons dont le corps peut bouger et les différentes forces produites et subies par le corps.

Dans cet article, nous aborderons la définition de la biomécanique, ainsi que les principes biomécaniques de base du mouvement humain. Plus précisément, nous aborderons les points suivants

• Qu’est-ce que la biomécanique ?
• Principaux éléments de la biomécanique pour la performance sportive

Qu’est-ce que la biomécanique ?

Bien que de nombreuses personnes aient entendu parler de la biomécanique, notre compréhension générale de ce qu’elle implique est généralement vague.

Donc qu’est-ce que la biomécanique exactement ?

La biomécanique est définie comme la science de la mécanique corporelle ou la façon dont les différents tissus du corps humain (ou animal), tels que les muscles, les tendons, les os, les ligaments et les articulations, travaillent ensemble pour produire un mouvement.

Ainsi, la biomécanique étudie non seulement la structure anatomique des os, des articulations, des muscles et des tissus conjonctifs et les mouvements qu’ils peuvent produire, mais aussi la manière dont ces mouvements affectent le corps.

Les principes de la biomécanique sont utilisés par les kinésithérapeutes, les biomécaniciens et les professionnels de santé et de la condition physique pour étudier les performances des exercices ainsi que les mouvements quotidiens sains et dysfonctionnels.

Selon la American Society of Biomechanics, la définition de la biomécanique implique l’interaction dynamique entre les systèmes mécaniques et biologiques d’un organisme vivant.

Les biomécaniciens qui se concentrent sur les performances physiques et les activités athlétiques cherchent comment l’étude de la biomécanique humaine peut améliorer les performances ou rendre les activités physiques plus sûres et plus efficaces.

La discipline scientifique de la biomécanique s’inscrit dans le cadre plus large de la kinésiologie, qui englobe tous les aspects du mouvement humain, y compris l’anatomie et la physiologie, le contrôle moteur du mouvement, la psychologie du sport, les principes d’entraînement et la mécanique du mouvement elle-même (biomécanique).

Éléments fondamentaux de la biomécanique pour la performance sportive

La science générale de la biomécanique comprend plusieurs sous-disciplines, telles que la statique et la dynamique.

Cependant, les principaux éléments qui constituent la science biomécanique pertinente pour l’étude de la biomécanique de l’exercice et des performances sportives sont la cinématique et la cinétique.

La cinématique

La cinématique est la sous-discipline de la biomécanique qui décrit les mouvements ou la manière dont le corps se déplace réellement dans un espace tridimensionnel.

Les trois plans du corps et les trois plans de mouvement (sagittal, frontal et transversal) permettent de définir exactement l’emplacement des différents membres du corps les uns par rapport aux autres dans l’espace, de sorte que les mouvements humains peuvent être décrits, mesurés et comparés.

La flexion et l’extension, l’abduction et l’adduction, ainsi que la rotation interne et externe sont des exemples de mouvements du corps au niveau des articulations.

En étudiant la cinématique d’un athlète chevronné, les biomécaniciens peuvent identifier les schémas de mouvement susceptibles de favoriser les performances sportives, en partant du principe que les athlètes d’élite se déplacent de manière à maximiser leurs performances physiques potentielles.

Par exemple, une personne travaillant dans le domaine de la biomécanique pourrait mener une étude en laboratoire ou sur le terrain sur des marathoniens de haut niveau tels qu’Eliud Kipchoge, et examiner les angles exacts des articulations, la vitesse et l’accélération qu’il affiche pendant sa vitesse de croisière au cours d’une performance de marathon de pointe.

Ces informations peuvent ensuite aider à créer des conseils sur la forme de course pour d’autres coureurs de distance, en partant du principe que le modèle de mouvement et les angles articulaires avec lesquels Kipchoge court doivent être parmi les plus efficaces et les plus idéaux pour l’économie de la course.

Par exemple, Kipchoge a une cadence rapide, ce qui permet une longueur de foulée efficace. Plutôt que d’avoir une foulée trop longue comme de nombreux coureurs de loisir, où le pied de la jambe avant est placé trop loin devant le centre de masse du corps, Kipchoge court avec une longueur de foulée plus courte.

Cela permet à son tibia d’être presque à la verticale par rapport au sol au moment de la pose du pied, ce qui lui permet d’atterrir sur le milieu du pied plutôt que sur l’arrière-pied, comme c’est le cas pour la plupart des coureurs qui font de l’overtriding.

Lorsque l’on surplombe, l’angle entre le genou et le tibia n’est plus proche de 90° au moment de la pose du pied, mais obtus, le tibia n’étant plus perpendiculaire au sol. Au contraire, il est tendu devant vous, ce qui vous fait atterrir sur le talon.

Cela réduit votre économie de course ou compromet l’efficacité énergétique de votre foulée de course parce qu’une partie de l’impulsion vers l’avant est perdue lorsque vous atterrissez sur votre talon. En effet, votre vitesse comporte une composante horizontale et une composante verticale.

Votre talon appuie simultanément vers le bas et vers l’avant sur le sol, ce qui signifie que le sol réagit en appuyant vers le haut et vers l’arrière sur votre talon. Cependant, comme vous voulez courir dans la direction de l’avant, recevoir une force vers l’arrière est contre-productif.

Des principes similaires peuvent être appliqués en étudiant les mouvements des athlètes de tout type de sport.

En fin de compte, l’étude des différences entre la mécanique corporelle des compétiteurs de haut niveau et celle des athlètes novices ou amateurs du même sport peut aider à identifier les domaines clés dans lesquels les performances athlétiques peuvent être améliorées.

Les domaines dans lesquels les schémas de mouvement et la mécanique corporelle varient de manière significative entre les athlètes de différents niveaux sont susceptibles d’être les domaines les plus importants sur lesquels il convient de se concentrer pour apporter des améliorations.

Autre exemple des avantages de l’étude de la cinématique du mouvement humain pour la performance sportive, les biomécaniciens peuvent étudier l’évolution de la performance cycliste en fonction de la géométrie du vélo.

L’aérodynamisme d’un vélo peut affecter de manière significative votre vitesse de pédalage, car la résistance au vent est la principale force qui s’oppose au mouvement vers l’avant du vélo sur terrain plat.

Moins vous êtes aérodynamique, ou plus la surface de votre corps est importante dans le plan frontal (d’un côté à l’autre), plus la résistance à l’air que vous devrez surmonter sera importante.

Dans le même temps, les différents angles de la tige de selle et du guidon affectent la posture du corps sur le vélo et les angles auxquels les articulations se déplacent pendant le coup de pédale et sont capables de générer de la force.

Les biomécaniciens peuvent utiliser les principes de la biomécanique pour étudier les mouvements (cinématique) et les forces (cinétique) pendant le cyclisme afin de déterminer l’ajustement optimal du vélo et la géométrie du vélo pour les cyclistes de différentes disciplines de course et de différents niveaux d’aptitude.

La Cinétique

La cinétique va de pair avec la cinématique, mais plutôt que de décrire les mouvements eux-mêmes, elle étudie les forces qui agissent sur le corps au cours de ces mouvements.

Essentiellement, l’étude de la cinétique permet de déterminer les moyens les plus efficaces et les plus sûrs d’optimiser les mouvements du corps.

Les résultats de l’étude de la cinétique pendant les exercices permettent de tirer parti de l’avantage mécanique des systèmes de levier créés par les os et les articulations afin de maximiser la force potentielle générée et de minimiser tout couple malsain ou toute contrainte sur les articulations et les os.

En examinant la combinaison de la cinématique et de la cinétique, ou la mécanique corporelle qui en résulte, les biomécaniciens peuvent également déduire des moyens de réduire le risque de blessures.

Par exemple, ils peuvent examiner la manière dont les forces agissent sur le corps pendant l’activité physique, puis faire des expériences pour déterminer comment la modification du modèle de mouvement (ajustements cinématiques) modifie et, espérons-le, diminue les forces agissant sur le corps (cinétique) ou les forces qui doivent être générées par le corps.

Par ailleurs, même s’il n’est pas possible de modifier le modèle de mouvement et les forces qui en résultent, les biomécaniciens peuvent travailler avec des ingénieurs pour modifier l’équipement afin qu’il soit mieux adapté au corps humain pendant l’exercice et qu’il réduise l’ampleur de ces forces, contraintes ou déformations.

Un exemple serait l’évolution de la technologie des chaussures de course pour mieux absorber les contraintes liées à l’impact de l’atterrissage sur les pieds.

En étudiant exactement l’endroit du pied où la plupart des coureurs atterrissent, les angles typiques de pronation pendant la course et le mouvement de la voûte plantaire pendant la foulée, de la transition talon-pointe, la conception de l’amortissement et du soutien des éléments de la semelle intérieure, de la semelle intermédiaire et de la semelle extérieure d’une chaussure peut être optimisée afin de réduire les blessures liées à la course à pied.

Le domaine de la biomécanique est bien plus complexe que ce qui a été abordé ici, mais il s’agit d’une fenêtre sur l’étude biomécanique du mouvement humain dans le cadre de l’exercice et des performances athlétiques.

Si vous êtes un coureur et que l’amélioration de votre forme de course figure en tête de votre liste de priorités, jetez un coup d’œil à mon article pour vous aider à améliorer immédiatement votre économie de course.