II.B.1.Equilibre stable :
La stabilité, d'un point de vue dynamique,renvoie
à la capacité du système à revenir rapidement sur
son attracteur après une perturbation. C'est l'état
équilibre dans lequel se trouve un objet qui,légèrement
écarté de sa position d'équilibre, y revient. De la sorte
,un pattern habile est très stable, mais demeure flexible et adaptable.
Holt &al.(1995).
L'état équilibre est dit stable si le corps peut
récupérer sa position ou sa trajectoire d'origine.
Si le (CG) est au dessus de la base de sustentation(BS)
,l'équilibre est stable,le corps revient à sa position
initiale.OwingsTM,Pavol MJ,Foley KT,Grabiner M.(2000).
II.B.2.Equilibre instable :
Est l'état d'équilibre dans l'objet se trouve
légèrement écarté de sa position
d'équilibre,s'en écarte davantage. Instable si l'état
initial n'est pas récupéré après la
perturbation.
La stabilité dépend de la surface de (BS) et de la
hauteur du (CG).Owings TM,Pavol MJ,Foley KT,Grabiner M.(2000).
« Du point de vue mécanique :il y a
stabilité de l'état d'équilibre quand la configuration est
telle qu'on se trouve dans un puit d'énergie potentielle
;c'est-à-dire que lorsqu'on s'écarte de cette position stable le
système à tendance à retrouver sa position d'origine. Une
position d'équilibre instable est telle q'un petit déplacement
autour d'une position d'équilibre instable conduit à une nouvelle
position d'équilibre ».P.Leborgne(2006)
II.B.3.Equilibre dynamique :
Les lois de la mécanique stipulent que la somme des
efforts extérieurs appliqués à un système de corps
rigides s'équilibre avec les efforts inertiels associés au
mouvement. C'est le principe d'équilibre dynamique. Sebastien
B,Philippe B
On peut donc définir l'état d'équilibre
dynamique comme un état qui respecte les lois de la dynamique et les
contraintes sur les contacts, les articulations et les actionneurs. En d'autres
termes, il s'agit de respecter les lois de la nature, ou plutôt leur
approximation,
Par exemple (corps rigides, loi de Coulomb...) ne sont que des
approximations de la réalité.
II.C.Equilibre statique de être humain (posture
debout)
Frank(1996). Une des principales particularités du
maintien de la station debout est que le signal recueilli par une plate-forme
de force, le centre des pressions (CP), se déplace sans cesse. Une
analyse fine de la tâche permet de montrer que selon les instants,
l'objectif de cette trajectoire est soit de minimiser les déplacements
du centre de gravité (CG), soit au contraire de les faciliter. Une
solution consiste par conséquent à substituer à ce signal
complexe qu'est le CP deux composantes élémentaires
indépendantes ayant chacune des fonctions bien particulières : la
projection verticale du CG (CGv),
considérée comme la variable prioritairement
contrôlée en matière de contrôle de la posture, et
la différence CP-CGv dont on peut montrer qu'elle
détermine l'accélération horizontale initiale
communiquée au CG. En outre, il est possible à
partir de cette dernière grandeur d'apprécier quantitativement la
raideur résultante intervenant au niveau des chevilles. ( P.
Rougier et L. Berger)
Par un double principe (dissociation d'un signal complexe en
deux mouvements élémentaires et modélisation en mBf) il
est désormais possible d'apprécier précisément la
performance posturale au niveau des mouvements du CG mais aussi
d'accéder à l'activité musculaire sous-jacente et à
la raideur résultante intervenant au niveau des chevilles par
l'étude des mouvements de CP-CGv. En supplément,
le degré de contrôle de ces différents
mouvements ainsi que leur articulation spatio-temporelle peut être
précisée (Rougier et Caron, 2000).
Une manière simple de justifier cette nouvelle
méthode d'analyse peut être d'étudier les effets de
paramètres tels que l'écartement des appuis ou l'inclinaison du
corps vers l'avant par rapport à une condition de
référence consistant à se tenir debout.
Dans une condition d'équilibre statique,la projection
au sol du centre de gravité se situe et doit être maintenue
à l'intérieur de la base de support(appelée
également polygone de sustentation). Selon les théories issues
des sciences cognitive,cette projection au sol du centre de gravité
serait contrôlée par le système nerveux central grâce
aux informations afférentes d'origine labyrinthique,visuelle et
proprioceptive,qui agissent comme des signaux de détection d'erreur et
permettent la correction appropriée (Horak&Nasher,1991).
Dans une situation virtuelle de stabilité absolue,les
positions du CP et de la projection verticale du CG au sol coïncident au
point ou s'applique la composante verticale unique des forces de
réaction au sol correspondant à 100%du poids du corps.
Massion,(1984).
Dans la réalité instable de la posture
bipède,des changements,même minimes,de la géométrie
corporelle,ne serait-ce que ceux induits par les mouvements respiratoires ou
par de discrètes modifications des activité tonique des muscles
antigravitaires,produisent des déplacements de la projection verticale
du (CG) au sol dans les directions antéro-postérieure et
médio latérale,générant ainsi de façon
passive des composantes horizontales des forces de réaction au sol dont
l'orientation bidimensionnelle est dans la même direction que le
déplacement du (CG).Massion(1992).
Pour compenser l'instabilité ainsi crée,un
processus d'ajustement des activités des muscles antigravitaires,mais
aussi,selon la stratégie adoptée,d'autres muscles non
impliqués directement dans le contrôle du tonus postural
antigravitaire,peut produire des forces internes agissant sur les segments
corporels qui déplacent la position du (CP) au delà de la
position de la trajectoire verticale du (CG) au sol,générant
ainsi de façon active des composantes horizontales des forces de
réaction au sol orientées dans la direction opposée
à la perturbation initiale et annulant ainsi son effet
déstabilisateur
Le contrôle de la posture bipède repose donc sur des
interactions réciproque,selon un allerretour continuellement
régulé,entre l'action produite par les déplacements de la
projection verticale du
(CG) et les effets « correcteurs » résultant des
changements de position du (CP).Winter,D.A,Prince,F,& al.
Contrôle de l'équilibre par les interactions
dynamique du centre de gravité (vecteur CG=w)et du centre de pression
(vecteur CP=R).description des oscillations antéropostérieures
d'un sujet debout sur une plateforme de force à 5 temps
différents. D'après Wnter&coll.
w=centre de gravité,R=centre de pression
;a=accélération angulaire,&=vitesse angulaire de centre de
masse,P=moment de vecteur de force de réaction au sol,g=moment du
vecteur gravitaire.
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