La tensegrite ou la fin des préjugés sur les effets des efforts physiques sur le rachis

Vous aimez? Partagez moi !

    ABSTRACT

    Dans le sport performance, une notion importante intervient régulièrement : la santé. Sans la santé pas de performance. Cependant, le sport de compétition n’est pas un sport loisir ou un sport santé. Son intensité, son volume, nécessaires, induisent des contraintes fortes sur l’organisme, contraintes que nous devons maîtriser pour équilibrer au mieux le ratio Performance/Risques.

    Ainsi, en matière de santé sportive, une notion importante apparaît : la préservation du rachis, véritable colonne vertébrale de l’intégrité du corps de l’athlète. Poussée à l’extrême, nous voyons apparaître des incohérences entre les objectifs importants des athlètes et la faiblesse de la prise de risque inhérente à ces objectifs. Apparaissent de temps en temps des dogmes plus ou moins ancrés interdisant tels ou tels mouvements sous prétexte qu’ils sont dangereux. Le danger est souvent réel et doit être limité au maximum. Néanmoins, la justification du danger est souvent erronée, induisant des propositions de substitution par forcément optimales.

    La présente étude montre qu’il nous faut abandonner nos dogmes anciens tels que la théorie d’Euler (force de résistance de la colonne vertébrale), la théorie des cordages (schématisation des forces appliquées au dos) et la théorie du développement du rachis telle que nous la voyons dans le milieu sportif. Ces différents abandons pourrons être remplacés par une vision plus ‘pratique’ du fonctionnement du corps et notamment du squelette et du système musculo-tendineux au travers de la Tenségrité (ou Tensegrity). Cette Tenségrité, utilisée pour expliquer le fonctionnement du rachis par de nombreux praticiens (ostéopathes, kinésithérapeutes, etc.) est parfaitement transférable à l’entraînement du sportif aussi bien dans un but de performance que dans un objectif loisir/santé. Cette vision est moins démonstrative que la modélisation des forces de leviers habituelle, semble nettement plus intéressante dans la pratique des différents sports.

    Public(s) visé(s)
    Pratiquants de tous les sports et de tous niveaux.

    REFERENCES

    Évolution Paléoanthropologique du rachis de l’homo sapiens (Jean-Claude de Mauroy, Résonances Européennes du Rachis, volume 15 N°45/46 – 2007)
    Une nouvelle approche des manipulations vertébrales par la «Tenségrité» (Docteur Jean-François Slamochi, Résonances Européennes du Rachis, volume 14 N°41- 2005)
    Nouvelle biomécanique non linéaire du rachis : « Tensegrity » (Mauroy JC, Sciascia G, de Frenza MD, Résonances Européennes du Rachis, Volume 13, N°41 – 2005)
    Comparaison de 2 modèles biomécaniques articulaires dans l’évaluation du chargement lombaire (André Palmondon et Al, IRSST – Rapport R-620 – 2009)
    Corrélation entre les paramètres biomécaniques du rachis et les indices cliniques pour l’analyse quantitative des pathologies du rachis lombaire et de leur traitement chirurgical (Sabina Marcovschi-Champain, thèse pour le grade de docteur de l’ANSAM spécialité ‘bio-mécanique’ – 2008)
    La loi d’Euler rapportée aux courbures rachidiennes : un exemple d’appropriation et d’emploi abusif vieux de plus d’un siècle (P. Seyrès, R. Huchon, Éditions Masson – 2000)
    Low Back Disorders. Evidence-based Prevention and Rehabilitation (McGill S, Human Kinetics, 2th edition – 2008)
    Anatomie clinique du rachis lombal et sacré (Nikolaï Bogduk, Elsevier – 2006)


    INTRODUCTION

    Base de connaissance existante

    Le rachis, correspondant à l’ensemble colonne vertébrale et éléments de fixation/mobilité (muscles, ligaments) est un élément primordial dans la pratique sportive. Il s’agit de l’élément central de l’organisme, possédant 2 socles de fixations (ceinture scapulaire et bassin)  autour desquels les membres du corps s’articulent. Il s’agit donc du pivot central de l’organisme dont il convient de prendre soin.

    Afin d’assurer sa fonction, le dos possède 3 couches musculaires et 1 couche ligamentaire. La couche musculaire superficielle sert en priorité à la mobilité de la ceinture scapulaire et en secondaire au tronc. Les couches musculaires intermédiaire et profonde permettent la mobilité et la stabilité du rachis. La couche ligamentaire peut être confondue avec la couche musculaire la plus profonde. Elle permet la stabilité de la colonne vertébrale élément par élément ou groupe d’éléments par groupe d’éléments.

    Lors des différentes étapes de l’étude du rachis (nous entendons étapes comme périodes scientifiques), différentes observations, règles, dogmes sont apparus. Ces derniers sont maintenant les postulats de réflexion servant de base à la pratique sportive. Voici les principaux d’entre eux :

    Théorie des courbures

    La théorie des courbures, ou théorie de Euler, est en fait une équation (R=N²+1). Cette équation montre que la colonne possède 3 courbures (lombaire, thoracique et cervicale) afin d’être la plus forte possible à la déformation notamment par compression puisque la résistance est égale, selon la formule de Euler, au nombre de courbures au carré auquel nous ajoutons 1.

    Modèle de Buckled (http://fr.wikipedia.org)

     

    Rappelons que cette théorie, à l’origine, est utilisée pour prédire le nombre de déformations que subira une poutre rectiligne lors d’un effort de compression. Ces déformations se faisant systématiquement à la perpendiculaire de l’effort de pression qui est exercé sur la poutre homogène.

    Les cordages de bateau

    À partir de cette notion de courbures, et en observant les fixations (muscles, ligaments), il en a été déduit une représentation de l’anatomie du dos sous forme de bateau avec les haubans, montrant un maintien étage par étage (région rachidienne par région rachidienne), avec des forces de stabilités globales. Cette vision indique une grande fragilité du dos, à cause les forces contraire s’exerçant lors des mouvements afin de maintenir le rachis dans la position la plus originelle possible.

    Source : www.vertebre.com

     


    Cette représentation est renforcée par les observations de l’évolution des squelettes (et notamment des formes du squelette, avec le nombre de courbes variant à chaque étape). Cette observation ‘paléo anthropologique’ renforce la théorie des courbures, puisque l’on observe, en même temps que le redressement du corps (passage à la position verticale), l’apparition de courbure (lombaire, cervicale), avec des forces de tensions de plus en plus importantes au fur et à mesure où le corps se redresse.

    Évolution du squelette

    L’être humain, au cours des millénaires passés, a modifié sa station de la position à quatre pattes à la position sur 2 pieds avec un redressement général du corps. Ceci s’est déroulé il y a environ 6 ou 7 millions d’années. Ce redressement a eu lieu tout d’abord autour du bassin (pivotement) pour finir par un redressement du haut du corps.

    Ainsi, nous sommes passés d’une courbure globale du dos (concavité vers l’avant) à 3 courbures (lombaire, dorsale, cervicale) permettant la station debout, le regard haut et une libération des membres inférieurs (au niveau du bassin) pour des mouvements plus libres et complexes.

    En reprenant la théorie d’Euler sur la résistance du rachis en fonction du nombre de courbures, nous comprenons la nécessité de cette pluralité (poids du corps et de la tête en pression verticale).

    Limitations morphologiques

    En reprenant la représentation des cordages du bateau, les courbures et surtout l’évolution morphologique du rachis, il apparaît limpide que le corps est limité dans ses mouvements par sa configuration ; en effet, les longueurs des segments, les dispositions des courbures et leurs amplitudes propres à chacun induiront des efforts naturels plus ou moins importants, plus ou moins dangereux pour l’intégrité de l’organisme. Ainsi, un athlète ayant de longs membres inférieurs nécessitera (par exemple) un porte-à-faux important lors des accroupissements. Cette importance impliquera une nécessité d’inclinaison plus forte du buste. Cela provoquera une tension sur les cordages de maintien du dos plus importante, induisant un fort tonnage sur une zone très réduite. De même, un long buste impliquera un besoin de tension des cordages beaucoup plus important pour maintenir sa rectitude.

    De là, il est couramment déduit que les mouvements doivent être limités voir interdits en fonction de l’anatomie/morphologie de l’athlète afin de réduire les risques sur l’intégrité de son organisme.


    DÉVELOPPEMENT

    Réflexions

    Théorie des courbures

    Les différentes réflexions sur la théorie des courbures axées sur la formule d’Euler démontrent de manière évidente et flagrante l’impossibilité de cette dernière. En effet, plusieurs phénomènes apparaissent douteux quant à se servir de cette formule comme postulat. Voici quelques ‘phénomènes’, avant de réfléchir au pourquoi de l’erreur de l’utilisation de la formule :

    • Cette formule n’est pas utilisable en l’état pour le béton, du fait des micros fissures et donc de la non uniformité de la structure. La colonne vertébrale est hautement plus multiforme que le béton armé.
    • Cette formule est utilisée pour anticiper des déformations potentielles à partir d’une structure homogène et rectiligne. La colonne vertébrale n’est à aucun moment homogène et rectiligne. Elle est déformée naturellement et ne se déformera pas avec les charges (l’imbrication des pièces la constituant changera, pas la forme des pièces). Ainsi, l’usage d’une formule prédicatrice pour justifier un état existant n’est pas correct.
    • La formule d’Euler n’est pas une formule montrant la résistance exacte du matériau, mais une formule induisant une déformation pour conserver une résistance à une pression. Elle n’induit pas de notion de grandeur dans les courbures. Ainsi, comment expliquer les modifications de l’amplitude des courbures lors des mouvements naturels du rachis ?
    • La formule d’Euler implique une force permanence et homogène sur un support. La colonne vertébrale n’y est pas sujette naturellement.

    D’où vient l’erreur de l’utilisation de la formule d’Euler ? Tout d’abord de l’origine de la formulation. Euler recherchait une anticipation dans  le nombre de courbure que ferait une poutre en bois lors d’un flambage (déformation physique permanente d’une structure sous une pression). Cela suppose que la solidité se renforce en modifiant la forme. À la suite de cette formulation, C. Sappey (Traité d’Anatomie Descriptive, 1876) suppose que les courbures de la colonne auraient pour effet de décupler sa résistance, si la formule d’Euler est totalement applicable à celle-ci. L’année suivante (2ème traité), sans expérimentation connue, Sappey reprend sa formulation ajoutant que la formule n’est pas applicable rigoureusement faute de courbures régulières du rachis.  En 1928, Latarjet (Traité d’anatomie humaine) remet en cause la notion de force émise par Sappey, mais sans remettre en cause la notion générale de courbures tout en employant le conditionnel quant à la possibilité d’usée de cette notion d’Euler (toujours pas d’expérimentation de faite).

    Entre ces 2 utilisations, les différentes encyclopédies ont repris l’idée de départ de Sappey comme vraie (dans le but de rationnaliser à tout prix l’anatomie) et présentèrent la biomécanique du rachis ainsi. Par la suite, toujours sans aucune étude scientifique justifiant de la formule d’Euler (et sans que l’on connaisse non plus les conditions d’expérimentation d’Euler sur une poutre homogène), les traités d’anatomie, de biomécanique, etc. considèrent comme véritable cette formulation, de manière intuitive. Ceci jusqu’à Kapandji et son traité de physiologie articulaire du rachis (1998) où il présente la formule comme un fait véridique puisque utilisé par tous les ingénieurs dans l’étude de stabilité des bâtiments, des matériaux ; où l’usage d’un justificatif ‘qualité et sérieux’, en remplacement d’une étude réelle et justificative, tente d’assoir la véracité de la théorie des courbures.

    De tout ceci, nous ne pouvons que réfuter l’usage des travaux d’Euler pour son application à la biomécanique du dos. Ceci est très important, car il s’agit du socle d’un grand nombre de théories utilisées couramment dans le domaine de la biomécanique du rachis et notamment dans le sport.

    Les cordages de bateau

    Bien que parfaite pour expliquer aux néophytes le principe de tensions qui régit le fonctionnement du dos, cette théorie (ou image) est présentée en l’état dans les explications des fonctions biomécaniques du corps lors de l’élaboration des mouvements d’entraînement (surtout dans la préparation physique).

    Les cordages du bateau n’existent que pour maintenir les voiles (support d’accroche puis aide au maintien lors de la prise de vents). Les haubans permettent également la tenue des mâts  lors des coups de vents pour éviter les déformations permanentes des mâts. Les muscles, tendons et ligaments n’ont pas de voiles à soutenir, de vent à contre carrer. Cependant, nous pourrions imaginer que les charges des entraînements remplaceraient favorablement cette force venteuse. Ainsi, le rachis resterait indéformable aux efforts avec charge.

    Voyons en premier lieu les différences d’usages :

    • Les haubans se tendent en fonction des conditions extérieures (le vent fait gonfler les voiles qui accentuent les efforts sur les mâts engendrant une tension dans les câbles). Les muscles, à l’inverse, maintiennent le rachis en fonction de la forme et de la position du rachis. Ce n’est pas la condition extérieure qui influence les muscles et les ligaments, mais la condition intérieure que représente la colonne vertébrale. Cette différence est primordiale puisque l’un est fait pour limiter les dégâts (bateau) ; l’autre pour accompagner un phénomène (muscle).
    • Les haubans, éléments non actifs, possèdent un renforcement de leurs capacités de résistance à la déformation par un élargissement (à cause de cette passivité), créant des accroches larges et donc répartissant mieux les efforts. A l’opposé, les muscles en charge de la mobilité et de la stabilité de la colonne sont actifs (ils créaient la présence ou l’absence de mouvement), centrés, collés à celle-ci (les muscles semi-profonds et profonds du dos). Les muscles s’élargissant ayant pour fonction principale la mobilité et la stabilité des jonctions entre le tronc et les membres périphériques (ceinture scapulaire, bassin).

    Observons maintenant les différences de composition

    • Les mats sont des éléments uniformes en terme de composition (et souvent en termes de forme). La colonne vertébrale est composée d’éléments de quelques centimètres positionnés les uns sur les autres et espacés (par les disques). Leurs formes ne sont pas homogènes (même si des ressemblances existent).
    • Les haubans sont des cordages homogènes, non élastique (tout du moins faiblement élastiques). Les muscles et ligaments sont des éléments hétérogènes, très déformables (leur rôle premier).

    Indéformabilité

    Les haubans permettent de maintenir les voiles et de prendre plus ou moins de vent (force extérieure) tout en empêchant la déformation des mâts (risque de flambage, un peu comme les barres de musculations qui se déforment de manière permanente en cas de charges trop lourdes).

    A l’inverse, le rachis est déformable et élastique (il revient à sa position initiale). Les muscles permettent à la fois la mobilité et la raideur. Leur rôle n’est donc pas le même que pour les cordages du bateau.

    Au contraire, la composition du rachis (emboitement d’éléments espacés par des disques déformables) implique un usage élastique. La présence des disques, donc l’absence de contact entre les vertèbres, implique une capacité de déformation naturelle, non permanente et surtout permet une capacité de tension de plus en plus importante à mesure que le disque ou la colonne se déforment. Pourquoi ? Les muscles le plus proche de la colonne ont une longueur très faible, impliquant une tension continue (même au repos), maintenant le rachis dans la forme ‘naturelle’. Les ligaments (notamment le ligament jaune) ont une forte capacité de déformation puis de restitution de l’énergie élastique, aidant les muscles à repositionner le rachis dans la bonne position. Tout ceci se produit au niveau local (vertèbre par vertèbre, groupe de vertèbres par groupe de vertèbres). Ainsi, en cas de déformation (écrasement, cisaillement, torsion), il y a un surplus de tension autour des vertèbres concernées, induisant une augmentation de la solidité du modèle (principe du silentbloc). Ce principe n’est possible que parce que les vertèbres ne se touchent pas (l’usure, notamment par l’arthrose, réduit cette capacité d’augmentation de force à la compression).

    Comme nous venons de le voir, la représentation symbolique du rachis sous la forme d’éléments rigides maintenus par des cordages n’est qu’une vulgarisation, nécessaire pour la compréhension du néophyte, mais qui devient fausse dès que l’on tente d‘y appliquer les principes de biomécanique classique (Euclidienne ou linéaire), du fait même de la composition du rachis, de l’absence totale d’homogénéité.

    Évolution du squelette

    Ne pouvant utiliser le modèle d’Euler, ainsi que celui de la biomécanique linéaire ; il sera apparemment difficile d’appliquer les principes biomécaniques liés aux morphotypes (calculs biomécaniques en fonction des segments composants le corps).

    Regardons de plus près les idées présentées précédemment et liées à l’évolution morphologique du rachis au fur et à mesure de la mise en place de la bipédie.

    Le principe de déformation du rachis dans le but d’une mise en place d’une solidité accrue grâce au modèle d’Euler n’est dorénavant plus valable. Ainsi, la présence des 3 courbures est du à autre chose que la solidité intrinsèque du rachis.

    Par contre, en suivant l’évolution, nous remarquons un redressement initial par le bassin, puis un redressement de la tête (pour voir plus loin). Cela implique donc une déformation initiale sur la partie basse du bassin (passage d’une cyphose vers une lordose). Nous trouvons ici une autre raison de la présence de la déformation de la région lombaire (lordose due à un effort opposée à la forme arrondie initiale). Lors du redressement de la tête, pour bénéficier d’une vision lointaine, cette même déformation a pu s’opérer dans la région cervicale. Nous avons donc nos 3 courbures actuelles (lordoses lombaires et cervicales et la cyphose thoracique).

    Ainsi, l’idée reçue que les 3 courbures existent pour une raison de solidité du rachis devient caduque et n’a plus à être utilisée dans la justification des positionnements. Ceci est fort heureux pour les sprinters qui ont besoin de libérer le bassin (rétropulsion) afin de permettre une élévation plus importante des cuisses lors du cycle avant de la foulée. Attention, cela ne signifie pas qu’il faille faire faire n’importe quoi aux athlètes. Mais les raisons ne sont plus celles évoquées jusque ce jour. Il conviendra donc de réfléchir aux exercices, aux conséquences réelles, afin d’en déduire des postures correctes.

    La morphologie

    Devant l’annulation de la théorie d’Euler, la fin de la réflexion de la biomécanique sur le modèle simplifié d’Euclide et devant la modification des origines des 3 courbures du rachis, il apparaît naturel de remettre en cause les justifications morphologiques segmentaires usuellement présentées pour effectuer les exercices de préparation physique. Par exemple, il est communément entendu que des mouvements difficiles tels que le squat nécessitent des mouvements partiels à cause de la longueur des segments (sous-entendu que la longueur des segments modifie les centres de gravités dans le modèle Euclidien, engendrant des efforts anormaux).

    A l’inverse, la remise en cause des bases de la biomécanique linéaire, de la théorie d’Euler et de l’origine morphologique du rachis implique qu’il conviendra de réfléchir à la meilleure technique pour effectuer un mouvement, et non plus une limitation en conservant la même technique, pour chaque athlète.

    Ceci se vérifie simplement en observant les morphotypes des athlètes : selon l’ancienne idée reçue, les grands athlètes ne seraient pas capables, faute de risques graves, de pratiquer le sport de haut niveau. Tout le monde devrait utiliser les mêmes techniques de courses, en réduisant simplement l’amplitude (Mickael  Johnson est le contre-exemple parfait, montrant qu’en adaptant sa technique, les amplitudes complètes sont possibles).

    Nous parlons bien ici de morphologie segmentaire et non d’anatomie (insertions des muscles, emplacements modifiés des ancrages des ligaments, pathologies osseuses ou déformations anormale du rachis telle qu’une scoliose).

    Développement de l’idée de Tenségrité (ou Tensegrity)

    Que savons-nous du fonctionnement du rachis ? Le rachis possède naturellement 3 courbures. Il est composé d’éléments solides (les vertèbres), d’éléments amortisseurs (les disques), d’éléments élastiques (les ligaments) et d’éléments moteurs (les muscles). Tous ces éléments, ainsi que la forme des vertèbres induisent 3 mouvements possibles (extension, flexion, et rotation/torsion) de la colonne vertébrale.

    La rotation

    Il s’agit d’un mouvement de torsion autour de l’axe de la vertèbre.

    Elle est limitée à 180° (90° de chaque côté) lorsque le bassin est fixé. Il n’y a une implication moyenne sur les mouvements propres à la préparation physique du sportif.

    L’extension

    Il s’agit d’un mouvement de rapprochement des apophyses épineuses (mouvement de lordose).

    Elle est limitée par les apophyses épineuses et la force de cisaillement appliquée à l’arrière du disque. La limite mécanique est de 35° lorsque le bassin est fixé. Ce mouvement est fortement impliqué dans les exercices de préparation physique.

    La Flexion

    Il existe 2 sortes de flexion : la flexion latérale et la flexion (ou flexion ventrale).

    La flexion latérale est limité à 50° buste droit et 75° lorsque l’on fléchie la ligne de la colonne ; bassin fixé. Elle est limitée par la souplesse ligamentaire et musculaire, ainsi que par les processus transverses. Ce mouvement est impliqué dans les exercices de préparation physique.

    La flexion ventrale est limitée à 80° buste droit et bassin fixé, 110° avec flexion du buste et bassin fixé. Elle est limitée par la souplesse ligamentaire et musculaire, ainsi que par la force de cisaillement des disques et de la butée du corps vertébral. Ce mouvement est fortement impliqué dans les exercices de préparation physique.

    Le disque intervertébral

    Entre chaque vertèbre il y a un disque (sauf pour C1 et C2), faisant ‘tampon’ ou amortisseur entre les 2 pièces osseuses. En effort d’écrasement vertical, le disque est lui-même écrasé, provoquant un effet de ballon de baudruche écrasé (le disque déborde de son emplacement de tous côtés). En effort d’écrasement non vertical, l’effet principal sera le même, mais avec un débordement accentué du côté opposé à la force appliquée. Dans le cas un cisaillement, l’effet sera le même que pour l’écrasement non vertical, mais avec une très forte pression des vertèbres au niveau du point de contact.

    Plus le disque est écrasé, plus il déborde. Ce débordement induit une pression sur les éléments à proximité, notamment les ligaments et tendons. Cette pression provoque un allongement élastique de ces éléments, créant ainsi une force de résistance plus importante (l’effort d’allongement induit, par l’effet élastique, un effort de rétrécissement = résistance à l’allongement). Nous obtenons donc une raideur plus importante = plus de force de résistance au mouvement des articulations.

    Accentuant cet effet de manière autonome, les nerfs sensitifs. Les Disques intervertébraux possèdent à leur périphérie des nerfs sensitifs informant le SNC sur les défauts de fonctionnement, ainsi que sur les positionnements, créant des efforts automatiques des muscles stabilisateurs.

    La Tenségrité

    Lorsque l’homme se penche en avant, il subit une contrainte d’environ 16’000 Newton (en utilisant la physique newtonienne). En regardant la capacité de résistance des muscles stabilisateurs du rachis, la limite supportable n’est que de 3’000 Newton. De là, un vide énorme existe entre la théorie et la réalité.

    Comment pouvons-nous effectuer un geste aussi simple que se pencher en avant avec une capacité de force aussi faible ?

    En reprenant les éléments visités dans la base de connaissance existante (théorie d’Euler, évolution de l’espèce, etc.), cela ne semble pas possible. Pourtant ça l’est, et même nous pouvons ajouter du poids pour porter des charges en nous penchant (mouvements de musculation notamment). Comment expliquer cela ?

    sommairement, nous utilisons usuellement le modèle newtonien avec faisant des clichés des mouvements à des moments précis, rendant un calcul des forces appliquées assez simple et parlant; mais limitant puisqu’il n’y a pas de mouvements, de cinétiques, il n’y a pas apparition des transferts de tension qui permettent l’intégrité du squelette.

    Une démonstration assez frappante est basé sur les dinosaures : le modèle newtonien (ou linéaire) implique, par calculs physique, qu’un animal d’une taille supérieure au lion n’est pas viable biomécaniquement et donc que les dinosaures avec un cou de 10 m de long n’ont pas pu exister (le raisonnement arrive à l’absurde, un peu comme les grecs avec le lièvre et la tortue avant de découvrir une nouvelle notion: le mouvement continu et non plus l’image arrêtée).

    Il semble qu’en observant le corps sous un autre angle, dans son intégralité, la réponse apparaisse. Elle est expliquée par la branche ostéopathique de la médecine : la Tenségrité (ou Tensegrity) qui est la contraction des mots tension et intégrité. En effet, le squelette (et les éléments stabilisateurs/moteurs), durant l’évolution, semble s’être modelé de manière à limiter les efforts en un point donné pour ainsi les répartir au mieux, tout en laissant une possibilité d’augmentation locale de la force à appliquer.

    Le dos (la colonne vertébrale + muscle = rachis) n’est pas un empilement de bloc avec des câbles qui maintiennent le tout uniformément; mais un ensemble de pièces rigides (vertèbres), reliées entre elles par des éléments actifs (muscles) et passifs (ligaments, disques). L’ensemble des forces ne s’additionnent pas, elles se complètent et la force finale peut dépasser la somme des forces ponctuelles; notamment grâces aux forces des éléments; aux synergies entre-elles.

    Pour donner une image habituellement utilisée, on pense à l’armature des bateaux à voile: de longs câbles maintiennent l’ensemble de manière rigide pour éviter la casse; avec des pièces intermédiaires pour renforcer la solidité locale lors des mouvements; l’ensemble ayant des orientations d’applications différentes; permettant d’avoir des forces de résistances supérieures à la simple addition des forces unitaires. Et en resserrant l’ensemble des cordages, on augmente la résistance lors des gros coups de vents.

    Voici une photo habituellement utilisée pour ce symbole (l’intérêt est l’illustration du symbole; pas le fonctionnement tel quel des câbles qui serait alors erroné) :

    Le dos (rachis) est plus ou moins du même niveau; en ayant 3 ou 4 couches ligamento-musculo-tendineuses de maintien (selon la classification):

    • Les muscles superficiels.
    • Les muscles de la seconde couche.
    • Les muscles de la troisième couche dans laquelle nous incluons ou non les ligaments intervertébraux (pour avoir 3 ou 4 couches).

    À ces éléments de renfort, nous ajoutons les vertèbres et différentes articulations (hanche, épaules notamment). Leurs formes et agencements permettent de renvoyer une grande partie de l’effort de soutien à des articulations plus fortes; moins sollicitées. Ainsi, lors d’une inclinaison avant du buste (squat par exemple), les muscles du dos n’ont que 30 à 55% de l’effort à fournir; le reste étant délester sur les articulations coxo-fémorales (insertion jambe-hanche).

    Le reste de la force appliquée sur le dos (les 30 à 55% en fonction de l’inclinaison, de la forme de la colonne, etc.) s’applique majoritairement sur une articulation (la L5/S1). Le gros du danger pour le dos vient de là: l’application d’une force qui augmente de manière très importante (non linaire; plutôt une forme exponentielle) par rapport à la charge ET l’inclinaison.

    Voici une photo illustrant l’application de la force de manière instantanée.

    La force S1 doit donc être supérieure (7 à 8 fois) à la force P1 (la longueur du désaxement est fonction de l’inclinaison et du positionnement de la charge; sa force en fonction de la somme des forces appliquées à l’ensemble du dos à ce moment précis). Pour une inclinaison de 20° (pas grand-chose) à vide, S1 doit être d’environ de 200% le poids total du corps. C’est énorme. Et elle augmente avec la charge (manière non linéaire). Et en ajoutant le fait que la force appliquée sur l’articulation n’est pas S1; mais S1+P1, en statique, cela provoque des forces de résistances nécessaires pouvant aller jusqu’à 1200K! La résistance des disques n’est que de 450-500 K chez un individu sain. En mouvement, cette force est multipliée par le bras de levier de P1.

    Ainsi, nous arrivons à donner raison aux calculs linéaires des leviers.

    Faisons la séparation pour mettre en évidence l’unicité de l’organisme (pour ne plus réfléchir par segments dissociés).

    • Au repos, l’ensemble des ligaments intervertébraux sont sous tensions (important pour la suite).
    • Les éléments mobiles (vertèbres) ne se touchent jamais.
    • Les forces de maintien de chaque élément, des groupes d’éléments ou de l’ensemble de la colonne ne sont pas appliquées à 90° comme pour les bras de levier traditionnels; mais à 60°.

    Reprenons ces 3 éléments :

    La dissociation des éléments mobiles et tension des ligaments

    C’est la raison d’être de la tensegrity. Les éléments mobiles ne se touchant jamais (silentbloc); des forces en permanence appliquées (toujours sous tension, même allongé en dormant) impliquent un jeu de mécano déformable, mais d’une solidité infiniment plus grande qu’un simple empilement boulonné (donc que la modélisation utilisée par les dogmes habituels). Notamment, les ligaments, en étant tendus en permanence, absorbent une partie des forces puis transfèrent celles-ci de manière élastique (ligaments jaunes, cf. le principe de force élastique stockée puis restituée au changement de transition excentrique/concentrique). Plus ces ligaments seront tendus (raides), plus ils feront leurs offices d’absorption/restitution.

    Pour limiter les efforts sur ces ligaments (notamment pour soulager la L5/S1 ou une autre articulation en cas de mouvement non traditionnel), les disques écrasés (ce n’est pas une pathologie, mais un état normal de fonctionnement) durant une inclinaison se dirigent vers l’arrière (il ne s’agit pas un mouvement, mais un ballon donc on compresse un côté; le côté opposé gonfle). Cela pousse, dans un premier temps, le ligament qui est encore plus tendu, solidifiant l’articulation et absorbant encore plus de force. Après une certaine inclinaison (ou charge), le ligament dépasse la tension de fonction et se relâche. Cela induit deux conséquences:

    • Mise sous tension plus forte des muscles liés à ces ligaments
    • Désaxement (déplacement) de la vertèbre L4 libérant de la pression sur le disque; déplaçant le point d’application des forces pour limiter les risque pour la charnière cruciale L5/S1.

    Ceci était un exemple de fonctionnement que l’on pourrait juger dangereux sur un cliché immédiat; mais qui est en fait une succession d’actions normales d’adaptation.

    Maintenant l’angle d’application des forces

    Une modélisation des champs d’application des forces du dos peut-être représentée comme ceci, avec les 3 niveaux de maintien (du superficiel au profond; vus plus haut):

    Chaque élément est un triangle; que l’on parle des muscles, application des muscles, liaisons de maintien (ligaments) pour pièces mécaniques (vertèbres) ou des ensembles entre eux. Cela permet un équilibre beaucoup plus stable que pour des formes différentes (rond, carré, etc.).

    Cela donne des champs d’application de forces orientés à 60° les unes par rapports aux autres (grâce aux formes triangulaires). Et, comme l’annulus (l’enveloppe du disque vertébral, en gros) a ses fibres orientées à 60°; cela permet des annulations de force assez simples (nous arrivons au principe des armatures de mat sur les voiliers).

    Tous ces éléments (pas pris un par un) font que le dos n’est pas une simple pièce mécanique.

    En effet, le fait que les pièces mécaniques ne se touchent pas implique nécessairement que plus les éléments moteurs/maintiens se tendent, plus l’ensemble est solide. Donc ça plie, et plus ça plie, plus c’est solide car on tend encore plus les éléments de maintien.

    L’orientation des forces actives et passives ne sont pas à 90°; mais à 60°, donc dans la même orientation que l’annulus. La représentation classique des forces de levier ne s’applique donc pas et n’a pas le même impact qu’ici.

    Mais l’idée est de réellement prendre dans son ensemble le système rachidien et non d’appliquer un modèle linéaire comme nous pouvons le faire sur une articulation simple.

    Conclusions

    Le modèle classique, optimisé par les applications sportives prenant soin de l’intégrité anatomique du pratiquant  (réflexion sur les primates, suivie de l’évolution pour regarder d’où viennent nos caractéristiques; mise en parallèle avec les blocages que l’on retrouve) est donc un modèle plutôt intéressant pour des systèmes simples (coude, genou, poignet) où la Tenségrité n’est pas aussi importante que pour le dos et la multitude d’éléments (même si elle existe également sur ces articulations simples).

    Pour la grande majorité des mouvements sportifs, et notamment les mouvements de conditionnement physique (musculation, haltérophilie), la réflexion semble nécessité une sortie des dogmes habituels pour ne plus regarder uniquement les bras de leviers et les contraintes liées à ceux-ci. L’objectif semble plutôt d’avoir un regard plus large que l’articulation en question pour valider les efforts réellement produits (un bras de levier long peut parfaitement être contrebalancé par un muscle anatomique prédisposé à soutenir ce dernier ainsi que par une morphologie articulaire (bassin, ceinture scapulaire notamment) améliorant les transferts de force.


    MISE EN PRATIQUE

    Public(s) visé(s)

    Tous pratiquants sportifs.

    Procédure(s) d’utilisation

    L’idée de la présente publication n’est pas de promouvoir n’importe quel geste sportif sous prétexte que le corps du pratiquant est adaptable. Néanmoins, une réflexion sur les dogmes existants qui sont souvent suivis de manière aveugle par les débutants: ‘je n’ai pas la morphologie (il faudrait revoir tous les indicateurs de morphologies en fonction de la Tenségrité), je vais faire du squat partiel, un peu plus lourd que je ne le devrais pour compenser’.

    Les mouvements, soit l’adepte les exécute comme il est nécessaire pour sa préparation physique ou l’exécution d’un geste pour sa pratique sportive,  ou ne les exécute. Rien ne justifie une réduction ou absence d’un mouvement en dehors d’une nécessité ponctuel (telle qu’un passage à des mouvements partiels pour travailler une qualité précise).

    Une morphologie réellement déficiente ou un problème de santé sont des raisons largement suffisantes pour ne pas exécuter un geste. Mais il semble que vouloir l’exécuter partiellement pour cette cause soit aussi un danger pour le corps.

    Apport(s) attendu(s)

    Ceci renvoi à l’intégrité du corps et à l’anatomie fonctionnelle: le corps, dans son ensemble, est fait pour s’adapter. Pour cela il possède les mécanismes de régulations (comme nous venons de le voir). Mais si à l’intérieur du mécano il y a des déséquilibres, des manques. Tout s’écroule. L’organisme va se spécialiser. C’est à dire qu’en exécutant uniquement un mouvement partiel uniquement; il va limiter ses souplesses articulaires; il va limiter les modes de fonctionnement d’un muscle (perte de mobilité par non entraînement d’un usage du muscle. Par exemple si X est rotateur externe, adducteur, etc. et que nous ne travaillons que la rotation externe; un déséquilibre va arriver et une blessure viendra à la suite; sur le court/moyen ou long terme.

    Par contre, cela n’implique pas que l’on ne puisse pas se blesser. Ceci pour les raisons suivantes:

    • Déséquilibre musculaire
    • Mauvaise exécution
    • Usure

    Dans l’usure, nous pouvons inclure à la fois l’usure immédiate liée à des erreurs (hernies, tendinites, malnutrition) mais également les plus dangereuses: les usures de l’âge que l’on accélère avec les lourdes charges et/ou les répétitions importantes non parfaitement exécutées et/ou par l’usage d’exercice favorisant ces usures (le squat par exemple).

    En effet, lorsque l’os est atteint, la tensegrity se réduit (les articulations se touchent, les os sont moins rigides, etc.). En tendant encore plus les cordages (muscles et ligaments), nous n’augmentons plus la force de maintien. Il y a écrasement des surfaces osseuses les unes sur les autres sans création de force supplémentaire.


    DISCUSSION

    En conclusion, loin de critiquer les entraînements habituels basés sur la recherche sanitaire, qui permettent d’éviter une importante partie des problèmes physique; nous préférons inclure la notion de performance. Cela nous oblige à des équilibres risques/bénéfices pour progresser (le sport de performance n’est pas fait pour préserver la santé, il est un savant dosage entre prise de risque et bénéfices attendus). Et dans cet état d’esprit, nous devons regarder l’ensemble du corps et non un seul aspect poussé à l’extrême (uniquement pour cet équilibre risque/performance).

    Ainsi, la recherche, pratiquant par pratiquant, de l’optimisation de son geste grâce à l’observation de son corps, de ses attaches tendineuses, de la forme de son système musculaire et non plus uniquement en fonction de ratio tel que fémur/tronc (par exemple) permettra à tous de pratiquer intensément le sport qu’il souhaite et d’y évoluer vers un bon niveau. En dehors de cette observation, il sera difficile de revoir des athlètes atypiques mais très performants tels que Mickael Johnson (sprinter américain spécialiste du 400m et du 200m, multi recordmen et multi champion du monde/Olympique).


    Cet article fait partie du recueil 2011-2012


    Vous aimez? Partagez moi !

      A propos de Sébastien BÊME

      Préparateur physique depuis +20 ans. De formation Staps, diplômé BPJEPS AGFF, Certifié CrossFit Level 1, Gymnastics et Weightlifting. Formation CrossFit Judge et Scaling Auteur de nombreuses publications et propriétaire des sites internet www.gymsante.eu (et ses déclinaisons), www.fuck-genetics.fr et www.etre-conscient.com

      2 thoughts on “La tensegrite ou la fin des préjugés sur les effets des efforts physiques sur le rachis

      Votre Pack Myprotein à 50%

      pack50

      Catégories Recherche

      Les séries

      • Aucune catégorie

      Déjà paru sur Recherche

      Livre – Entraînement Fonctionnel