Soutenance mémoire
Notions et concepts autour de l’activité posturale
L’activité posturale est considérée comme une des habiletés motrices fondamentales chez l’être humain. En effet, elle permet, par son contrôle, d’assurer la coordination entre la posture et le mouvement, permettant de réaliser toutes les activités motrices de la vie quotidienne, et ainsi d’interagir le plus efficacement possible avec son environnement, afin d’assurer son autonomie et de se socialiser (Servant-Laval, 2007). L’activité posturale est un processus dynamique et adaptable qui prend en compte plusieurs paramètres physiques et physiologiques. Elle se traduit par l’immobilisation de segments corporels dans des positions déterminées et solidaires les unes des autres et de coordonner, ensuite, leur mouvement. Cette organisation corporelle exprime la manière dont l’organisme affronte les stimulations du monde extérieur et se prépare à y réagir. Elle dépend de liens permanents entre le tonus musculaire, la posture et l’équilibre, mais aussi de leur régulation (Paillard, 1976; Massion, 1994; Winter, 1995; Servant-Laval, 2007).
Lien entre le tonus musculaire et la posture
Le tonus musculaire est défini comme « une légère contraction à faible tension dans laquelle se trouve en permanence tout muscle squelettique non engagé dans la réalisation d’un mouvement spécifique » (Paillard, 1976). Chez l’être humain, trois niveaux toniques ont été identifiés (Servant-Laval, 2007) :
● Tonus de fond, géré par le tronc cérébral, présente une légère tension isométrique des muscles, involontaire et permanente, permettant le maintien et la cohésion des différentes parties du corps.
● Tonus postural, se définit par une contraction musculaire tonique, intentionnelle et volontaire, permettant le maintien de l’équilibre statique et dynamique en différentes positions.
● Tonus d’action, s’apparente à une contraction musculaire tonique, intentionnelle et volontaire permettant la locomotion (Paillard, 1976).
La posture se définit par la position des segments corporels les uns par rapport aux autres à un instant donné (Massion, 1992; Paillard, 1976) et par leur orientation dans l’espace (Ilmane & LaRue, 2008; Pérennou, 2012). Le maintien de la posture est assuré par un travail permanent du système neuromusculaire dont l’activité (i.e., tonus musculaire) s’oppose à l’action de la pesanteur (Paillard, 1976, 1982). Ce tonus musculaire joue un rôle fondamental dans l’activité posturale en assurant le maintien de la posture et son ajustement d’où son nom de « tonus postural ».
Lien entre la posture et l’équilibre
L’équilibre correspond à la projection orthogonale du centre de gravité (CG) du corps à l’intérieur de son polygone de sustentation (i.e., figure géométrique obtenue en joignant les points d’appuis les plus externes, soit il correspond à la surface des deux pieds plus la zone entre eux) (Servant-Laval, 2007) permettant d’assurer la répartition égale du poids du corps autour du CG (Kobayashi et al., 2005). L’équilibration est donc la fonction neurophysiologique qui permet, par ses mécanismes de régulation, le maintien de la posture en dépit de contraintes environnementales extérieures qui peuvent la perturber (Chaumont, 2011). Deux types d’équilibre peuvent alors être distingués :
● L’équilibre statique, ou faculté à contrôler les oscillations posturales du corps sans déplacement des points d’appuis (Massion, 1998). Pour cela, les différents segments adoptent une position fixe dans l’environnement et maintiennent une posture permettant de garder le CG à l’intérieur du polygone de sustentation (Servant-Laval, 2007).
● L’équilibre dynamique, qui inclut obligatoirement la notion de déplacement. Le corps est en mouvement et le CG se déplace dans le sens du mouvement, afin de passer d’une posture à une autre (Rouis, 2016).
Paillard (1976) affirme que la posture ne peut être maintenue si les conditions d’équilibre ne sont pas respectées. Le rapport entre ces deux notions (posture et équilibre) nous amène, alors, à aborder la notion d’ « équilibre postural ». Ce dernier est assuré par un contrôle postural permanent (Massion, 1992, 1998), c’est-à-dire une activité à triple finalité : participer à l’organisation spatiale, assurer l’équilibre et fournir une base stabilisée à l’action (Pérennou, 2012). Ainsi, la régulation de l’équilibre, par le contrôle postural, est le facteur déterminant de l’organisation de la posture (Massion, 1992; Pérennou, 2012).
Equilibre statique
Régulation de l’équilibre d’un point de vue biomécanique
Selon les lois de la mécanique Newtonienne, les conditions de l’équilibre de toutes les espèces dépendent des forces extérieures qui leur sont appliquées. L’équilibre d’un solide placé au sol est alors réalisé si :
● La somme des réactions des appuis est égale et de sens opposé à la résultante du poids et des autres forces extérieures appliquées au solide.
● Le moment résultant au CG, des réactions de l’appui, est égal et de sens opposé au moment résultant, au même point, des forces extérieures appliquées au solide (Bouisset & Maton, 1999).
Puisque que le corps humain est assimilé à un organisme poly-articulé (Paillard, 1976), c’est-à-dire à un ensemble de tiges rigides, déformables, reliées entre elles, soumises aux lois mécaniques, des conditions supplémentaires doivent être atteintes pour que ce dernier puisse maintenir son équilibre :
● Tous les CG segmentaires doivent être situés sur la ligne de gravité.
● Tous les axes de rotation des segments corporels doivent être situés sur la ligne de gravité.
● La ligne de gravité doit passer à l’intérieur du polygone de sustentation (Massion, 1998).
D’une façon plus générale, le maintien de l’équilibre orthostatique, consiste à lutter contre la force gravitationnelle qui attire tout corps possédant une masse vers le centre terrestre (Gagey, 1988). Dans cette situation d’équilibre statique, le corps humain peut être assimilé à une tige rigide oscillant autour de l’articulation de la cheville avec deux forces en permanence en interaction :
● La force représentant le poids corporel (P), appliquée au niveau du centre de masse (CM) de l’individu.
● La force de réaction (R) appliquée au niveau de son centre de pression (CP).
Le maintien de l’équilibre est assuré seulement si P est égale et de sens opposé à R et que les points d’application de ces deux forces sont sur la même ligne verticale (i.e., ligne de gravité). Plus précisément, deux conditions doivent être respectées pour assurer l’équilibre : les conditions de l’équilibre en translation (∑ ???? = 0) et en rotation (∑ ?????? = 0) (Paillard, 1976; Bouisset & Maton, 1999). L’équilibre en translation est respecté si (R = P) sachant que P exerce uniquement une force sur la ligne verticale. Puis, l’équilibre en rotation doit être également assuré (R.d = P.l) sachant que d et l représentent respectivement la projection orthogonale des points d’application de R et P sur l’axe de rotation de la cheville dans ce système (i.e., bras de levier). A cette condition, le sens de rotation de P doit être de sens opposé à celui induit par R à condition que (d = l) et que les lignes d’action de P et R soient concourantes. Si les conditions d’équilibre en translation et en rotation ne sont pas assurées, le sujet se trouvera dans des conditions de déséquilibre et pourra potentiellement chuter, s’il ne modifie pas sa base de sustentation, ou s’il ne fait pas un pas. De plus, si d’autres forces seront appliquées au sujet, elles devront être équilibrées par des réactions supplémentaires de l’appui (Bouisset & Maton, 1999). Dans tous les cas, la résultante et le moment se doivent d’être égaux et de sens opposé à ceux de la force (Paillard, 1982).
Or, le corps est soumis en permanence à des micromouvements et ne peut donc pas être sensus stricto considéré comme un système en équilibre (Paillard, 1976). Chez l’être humain, plusieurs sources de perturbations internes créent des forces minimes sur la structure squelettique (Massion, 1998; Paillard, 1976), comme les mouvements respiratoires et l’action des muscles cardiaques lisses qui provoquent une circulation sanguine à travers tout le corps (Bouisset & Duchêne, 1994) et l’insuffisance de la sensibilité des capteurs sensoriels pour détecter les mouvements de faible amplitude (Gagey, 1988). De ce fait, lors des situations orthostatiques, l’être humain n’est jamais en parfait équilibre. Toutes les parties de son corps étant en activité, il ne peut pas donc, être considéré en état de repos (Le Goïc, 2013). Le maintien de l’équilibre peut alors être considéré comme un phénomène dynamique faisant osciller le corps en permanence autour de l’axe vertical passant par la cheville. Le phénomène peut être représenté par l’équation suivante :
(∑ ?????? = ?Ӫ), où I représente le moment d’inertie et Ӫ l’accélération angulaire
La position antérieure du CM par rapport au CP provoque un bras de levier l plus important que celui de d. On obtient donc (Pl>Rd). Cette intensité supplémentaire induite par la force P provoque une accélération Ӫ dans le sens horaire et par conséquence une oscillation du corps vers l’avant .
Cette oscillation antérieure doit être contrebalancée par R afin de conserver CP dans le polygone de sustentation. En effet, le CP se déplace vers l’avant afin d’augmenter d pour obtenir (Pl<Rd) où le moment R crée une accélération antihoraire Ӫ pour faire osciller le corps vers l’arrière . Cette oscillation postérieure est ensuite, limitée par un déplacement du CP vers l’avant pour augmenter la longueur de d par rapport à l.
L’utilisation du modèle du pendule inversé, (Caron et al., 2000, Winter, 1995) permet de caractériser la régulation posturale du point de vue biomécanique chez l’être humain. Selon ce modèle, dans le plan sagittal, le CM peut être considéré comme une variable passive gérée par le CP (variable active) et qui réagit par l’ensemble de ses actions mises en place par le système du contrôle postural au niveau de l’articulation de la cheville, notamment au niveau des fléchisseurs plantaires responsables de la gestion du moment de force à la cheville (Winter, 1995). En condition d’équilibre statique, la projection du CM exprimée par CP devrait se situer à l’intérieur du polygone de sustentation (Duarte et al., 2000). Si cette condition n’est pas respectée, le sujet est alors en déséquilibre. C’est pourquoi, il est couramment admis que la quantification des paramètres liées au déplacement du CP, notamment sa vitesse, sa surface et sa longueur pendant l’oscillation, permet d’obtenir des informations utiles dans l’identification des troubles de l’équilibre (Allard et al., 2001; Danis et al., 1998; Di Fabio, 1995) .
Régulation de l’équilibre d’un point de vue physiologique
Le contrôle postural est un comportement moteur dérivé de l’interaction entre des processus sensori-moteurs complexes (Donoghue et al., 1996) qui permettent d’assurer deux fonctions : l’orientation spatiale et l’équilibration (Le Goïc, 2013). La fonction d’orientation permet d’ajuster un mouvement précis par rapport aux contraintes du monde extérieur en tenant compte de la position géométrique des segments corporels dans l’espace (Berthoz, 1997; Paillard, 1976; Bouisset & Maton, 1999). La fonction d’équilibration permet de maintenir et de gérer l’équilibre en dépit des circonstances, dans les conditions de la vie quotidienne (Massion, 1994; Paillard, 1976). Le contrôle postural dépend d’une organisation sensori-motrice qui nécessite la présence des récepteurs sensoriels, d’un centre d’intégration (i.e., système nerveux central ; SNC) et des effecteurs (i.e., système musculaire) (Nashner & McCollum, 1985) .
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CADRE THEORIQUE
Chapitre I : Equilibre statique & équilibre dynamique
1. Notions et concepts autour de l’activité posturale
1.1. Lien entre le tonus musculaire et la posture
1.2. Lien entre la posture et l’équilibre
2. Equilibre statique
2.1. Régulation de l’équilibre d’un point de vue biomécanique
2.2. Régulation de l’équilibre d’un point de vue physiologique
2.3. Stratégies posturales impliquées dans la régulation de l’équilibre statique
3. Equilibre dynamique : exemple de la marche
3.1. Définition
3.2. Cycle de la marche
3.3. Structures neurophysiologiques et anatomiques mises en jeu lors de la marche
Chapitre II : Vieillissement
1. Définition
2. Modes de vieillissement
3. Effets du vieillissement sur les systèmes de régulation de l’équilibre et de la marche
3.1. Vieillissement des récepteurs sensoriels
3.2. Vieillissement du SNC : centre d’intégration
3.3. Vieillissement du système musculaire
4. Conséquences sur l’équilibre statique et la marche
4.1. Conséquences sur l’équilibre statique
4.2. Conséquences sur la marche
Chapitre III : Obésité
1. Définition
2. Les méthodes de sa classification
2.1. Indice de masse corporelle
2.2. Rapport tour de taille / tour de hanche
2.3. Bio-impédancemétrie
3. Effets de l’obésité sur la capacité de l’équilibre et de la marche
3.1. Effets de l’obésité sur le contrôle de l’équilibre statique
3.2. Effets de l’obésité sur la capacité de la marche
4. Mécanismes d’altération posturale
4.1. Contribution morphologique
4.3. Contribution biomécanique
4.2. Contribution sensorielle
4.3. Contribution cognitive
4.4. Contribution musculaire
Chapitre IV : Activité Physique Adaptée
1. Recommandations
2. Effets sur les capacités posturales des personnes âgées
3. Effets sur les capacités posturales des personnes obèses
4. Effets sur les capacités posturales des personnes âgées obèses
OBJECTIFS & HYPOTHESES
METHODOLOGIE GENERALE
CONCLUSION GENERALE
