28 février 2021

Running Barefoot: Biomécanique de Foot Strike

Différences biomécaniques entre différents coups de pied

Pourquoi les différents coups de pied sont-ils importants?

Ici, nous nous concentrons sur la différence entre la frappe au talon et la frappe à l’avant-pied (voir le bas de la page pour en savoir plus sur la frappe au milieu du pied qui est souvent intermédiaire). Lors de la frappe du talon, la collision du talon avec le sol génère un choc transitoire important, une force quasi instantanée et importante. Cette force envoie une onde de choc à travers le corps via le système squelettique. En frappe de l’avant-pied, la collision de l’avant-pied avec le sol génère une force d’impact très minime sans impact transitoire.

Par conséquent, tout simplement, un coureur peut éviter de subir la grande force d’impact en frappant correctement l’avant-pied.

Les explications ci-dessous illustrent comment et pourquoi une collision importante est générée lorsque le talon heurte et pourquoi une si petite collision est générée lorsque l’avant-pied heurte.

Pour comprendre ces différences, nous devons explorer la biomécanique de la course à pied, qui peut être divisée en deux composantes majeures: la cinématique de la course, la façon dont le corps bouge et la cinétique de la course, la relation entre les mouvements et les forces qui les provoquent. Pour comprendre les différences cinétiques importantes entre les différents types de coups de pied, nous examinerons d’abord les principales différences dans la cinématique de course. Notez qu’il existe un continuum de différents types d’atterrissages depuis l’atterrissage sur le talon (frappe du talon), l’atterrissage simultané sur le talon et la plante du pied (frappe au milieu du pied) et l’atterrissage sur la plante du pied (frappe de l’avant-pied). Encore une fois, pour plus de simplicité, nous nous concentrons ici sur la frappe du talon et de l’avant-pied, en notant que la frappe au milieu du pied est souvent intermédiaire.

Courir la cinématique

Talon frappant

Frappe de l’avant-pied

Moment d’impact La hanche et le genou sont fléchis. La cheville est dorsiflexée (les orteils pointent vers le haut). La cheville est plantaire (les orteils pointent légèrement vers le bas). Le pied est généralement légèrement inversé (la semelle est inclinée vers l’intérieur). Atterrissez du milieu vers l’extérieur du talon juste en dessous de l’articulation de la cheville. Atterrissez à l’extérieur de l’avant-pied (la plante du pied, juste en dessous des 4ème et 5ème têtes métatarsiennes). Lorsque vous atterrissez, la cheville commence à flexion plantaire (les orteils se déplacent vers le sol). Lorsque vous atterrissez, la cheville commence à se dorsiflexer (le talon se déplace vers le sol). La voûte plantaire n’est pas chargée. La voûte plantaire est chargée et commence à s’étirer / s’aplatir. Impact

Pied plat ↓ ↓ Flexion du genou et de la hanche.

Lorsque les flexions plantaires de la cheville, l’avant-pied descend.

Au fur et à mesure que la cheville se dorsiflexe, le talon descend sous le contrôle des muscles du mollet et du tendon d’Achille, qui s’étirent. Pied plat

Midstance

↓ ↓ Le genou et la hanche continuent de fléchir. La cheville se dorsiflexe lorsque le bas de la jambe avance par rapport au pied et que le pied continue (roule vers l’intérieur). Maintenant que tout le pied est au sol, la voûte plantaire commence à s’étirer / s’aplatir. L’arc continue de s’étirer / s’aplatir. Cette combinaison d’éversion, de flexion dorsale de la cheville et d’aplatissement de la voûte plantaire est appelée pronation. Cette combinaison d’éversion, de flexion dorsale de la cheville et d’aplatissement de la voûte plantaire est appelée pronation, mais se produit dans le sens inverse par rapport à la frappe du talon (de l’avant-pied à l’arrière-pied et non du talon aux orteils). Midstance

Toe Off

↓ ↓ Flexions plantaires de la cheville faisant décoller le talon du sol (les muscles du mollet et le tendon d’Achille se raccourcissent maintenant). La voûte plantaire recule et les orteils fléchissent. Ces actions poussent le corps vers le haut et vers l’avant pour la foulée suivante. Cinétique de course et forces d’impact La physique des collisions: L’impact du corps avec le sol génère une force d’impact, qui est égale à la masse multipliée par l’accélération (F = ma, 2e loi de Newton). La masse impliquée dans cette collision est la partie du corps qui vient à l’arrêt avec le point d’impact sur le pied (c’est ce qu’on appelle la masse effective). L’accélération est le taux de changement de la vitesse de cette masse. Parce que l’impact se produit sur une courte période de temps, la force multipliée par la durée de la collision, appelée impulsion, est la masse effective multipliée par son changement de vitesse sur la durée de l’impact. Pour une explication détaillée de la physique, voir l’équation 1 de Lieberman et al (2010).

Talon frappant

Frappe de l’avant-pied

Masse effective au niveau du pied d’impact et du bas de la jambe s’arrête à l’impact alors que le reste du corps continue de tomber au-dessus du genou. L’avant-pied s’arrête complètement, mais le talon et le bas de la jambe continuent de tomber (dans une frappe de l’avant-pied). La cheville fléchit (à la fois à l’avant et au milieu du pied). La masse effective est d’environ le pied plus la jambe inférieure, ce qui équivaut à 6,8% de la masse corporelle totale chez les coureurs mesurée dans Lieberman et al. (2010). La masse effective est l’avant-pied et une partie de l’arrière-pied et de la jambe, ce qui équivaut à 1,7% de la masse corporelle totale des coureurs mesurée dans Lieberman et al. (2010). Changement de vitesse à l’impact Le changement de vitesse de la masse effective est la différence entre la vitesse du pied tombant à l’instant avant le contact et la vitesse juste après le contact, qui est nulle. Ce changement de vitesse ne diffère pas significativement entre une frappe au talon et une frappe à l’avant-pied. Conversion de l’élan vertical à l’impact Bien que la cheville puisse fléchir un peu (flexion plantaire) pendant la période d’impact, l’élan vertical de la jambe inférieure est principalement absorbé par la composante verticale de la force de collision. Une grande partie de l’élan vertical de l’arrière-pied et de la jambe inférieure est convertie en élan de rotation. Analogie: c’est comme faire tomber une tige tout droit sur son extrémité: elle s’arrête brusquement et bruyamment. Analogie: c’est comme laisser tomber une tige sur son extrémité à un angle: il y a un arrêt soudain à une extrémité de la tige, mais c’est beaucoup moins bruyant car le reste de la tige continue de tomber en basculant. Force d’impact Ce type de collision entraîne un transitoire rapide et à fort impact d’environ 1,5 à 3 fois votre poids corporel (en fonction de votre vitesse) dans les 50 millisecondes après avoir heurté le sol (voir graphique a ci-dessous).

Cela équivaut à quelqu’un qui vous frappe sur le talon avec un marteau en utilisant 1,5 à 3 fois votre poids corporel. Ces impacts s’additionnent, puisque vous frappez le sol près de 1000 fois par mile!

De nombreuses chaussures de course rendent les frappes au talon confortables et moins blessantes car elles ralentissent considérablement le taux de chargement, réduisent la force d’environ 10% (voir le graphique b ci-dessous) et répartissent cette force sur une plus grande surface du pied. Mais ils n’éliminent pas l’impact transitoire.

Ce type de collision produit une montée en force très lente sans transitoire d’impact distinct. Il n’y a ESSENTIELLEMENT AUCUN IMPACT TRANSITOIRE dans une frappe de l’avant-pied (voir graphique c ci-dessous). Il en va de même pour certaines (mais pas toutes) les frappes au milieu du pied.

Nous avons constaté que même sur des surfaces dures (une plaque de force en acier), les coureurs qui frappent l’avant-pied ont des forces d’impact 7 fois plus faibles que les coureurs chaussés qui frappent le talon. Les taux de chargement sont égaux ou inférieurs aux taux de chargement des patins chaussés.

Notez que la force maximale à mi-instance est la même pour les deux types de marche. Ce pic reflète la force de réaction du sol lorsque le centre de masse du corps est à son point le plus bas. Parce que la force maximale à mi-instance augmente lentement, elle est probablement moins liée à une blessure. Une note sur les grèves au milieu du pied

Certains coureurs atterrissent simultanément sur la plante du pied et le talon. Les frappes au milieu du pied représentent un continuum entre les frappes au talon et les frappes à l’avant-pied, en fonction de l’endroit où se trouve le centre de pression à l’impact et de la rigidité de la cheville et du genou lors de l’impact. On peut atterrir doucement dans une frappe au milieu du pied sans beaucoup d’impact transitoire, mais certaines frappes au milieu du pied peuvent générer des transitoires d’impact comme celles des frappes au talon. Cependant, ces forces sont réparties sur de plus grandes surfaces, ce qui réduit la contrainte sur le pied.

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