Une étude de la marche dans le but de concevoir un robot bipède

1      La Marche

Pour réaliser une machine bipède qui marche, il me semble indispensable de comprendre comme nous marchons.

C’est précisément le but de cette étude. Elle se distingue des autres études par le fait que le bassin et le buste (ceinture scapulaire et bras) sont pris en compte.

Cette étude sera régulièrement enrichie et une version en Anglais est également prévue

1.1    Introduction

La biomécanique définit la marche comme un ensemble de rotations segmentaires du membre inférieur réalisant un mouvement de « translation » du corps. La locomotion est régie par une alternance d’appuis sur le sol réalisés par les jambes. Cette alternance est appelée, dans la littérature, cycle de marche.

Le cycle de marche se définit par des phases qui s’enchaînent et se répètent. Un cycle correspond à une succession de « doubles appuis » et d’appuis « unilatéraux » et se décompose en deux phases principales, l’une d’appui et l’autre d’oscillation du membre étudié.

Par convention, le cycle de marche débute par l’attaque du talon droit et se termine par l’attaque suivante du même talon. Afin de comparer et d’examiner la marche de plusieurs sujets, celui-ci est normalisé en pourcentage de la durée du cycle.

Un cycle se décompose de la façon suivante (voir Figure 1 et [6]):

• Phase double appui (Stance phase), elle-même décomposée en :
• Mise en charge (Loading response). Cette phase débute par la pose du talon et le rabattement du pied sur le sol (entre 0 et 12% du cycle). Elle correspond à la phase de mise en charge, appelée aussi phase de réception, et au premier appui bipodal. Son rôle est de transférer le poids du corps vers la jambe d’appui, de maintenir la vitesse et l’équilibre du centre de gravité du corps en absorbant l’énergie par une action « freinatrice » des muscles de la jambe ;
• Milieu de phase d’appui (Mid-stance). Cette phase correspond à la réponse du sol sur le pied et à la première moitié de l’appui unipodal (12 à 34% du cycle(.) Celle-ci communique la charge complète du corps à la jambe d’appui et permet au corps d’avancer au-dessus du pied. Cette phase se termine lorsque le centre de gravité du corps se trouve à la verticale du pied. Son rôle est d’ancrer le pied au sol afin que celui-ci devienne le pivot de la jambe soutenant le poids du corps. Pendant cette phase, la stabilité du pied permet le contrôle du bon fonctionnement de la jambe en mouvement;
• Fin de phase d’appui (Terminal Stance). Cette phase correspond à la deuxième moitié de l’appui unipodal (34 à 50% du cycle). Le corps passe la verticale du centre des pressions du pied d’appui et bascule en avant jusqu'au contact du pied opposé avec le sol. Son rôle est de propulser le corps en avant;
• Préoscillation (Pre-swing). Cette phase  correspond deuxième appui bipodal et est appelé la phase pré-oscillante (50 à 62% dy cycle). Le poids du corps se transfère vers l’autre jambe en phase d’appui. Son rôle est de pousser, par une impulsion de l’avant pied sur le sol, la jambe vers l’avant.

• Phase d’oscillation (Swing phase). Elle a pour rôle de mener l’avancée du membre oscillant sans que le pied ne touche le sol. Celle-ci est décrite en trois temps :
• Début de l’oscillation (Initial swing). Elle correspond au premier tiers de la phase oscillante et se termine quand le pied passe à côté du pied controlatéral (62 à 75% du cycle) ;
• Milieu de l’oscillation (Mid Swing). Elle correspond au deuxième tier de la phase oscillante et se termine lorsque le tibia est à la vertical (75 à 90% du cycle) ;
• Fin de l’oscillation (Terminal Swing). Elle correspond au troisième tier de la phase oscillante et se termine avec la pose suivante du talon (90 à 100% du cycle).

 

Figure 1: les différentes phases du cycle de marche.

1      Présentation des parties du corps impliquées dans cette étude

Pour chaque phase du cycle de marche, on va détailler les mouvements réalisés par certaines parties du corps, plus particulièrement :

• Haut du corps (ceinture pelvienne et bras) ;
• Le bassin ;
• Les hanches ;
• Les genoux ;
• Les chevilles et les pieds.

Nous allons donner une vue générale des mouvements du haut du corps, du bassin et des pieds avant de présenter les différentes phases du cycle de la marche. On donnera également la définition de quelques termes que nous utiliserons abondamment.

Nous allons commencer par la notion de référentiel. En biomécanique, les mouvements sont généralement décrits dans un référentiel. Ce dernier comporte trois plans et trois axes :

 

Figure 2 : présentation des différents plans qui seront utilisés pour décrire les mouvements.

Nous y ferons régulièrement référence dans la suite de cette étude.

1.1    Haut du corps

On s’intéressera uniquement à la ceinture scapulaire et au bras [2].

D’une façon générale, la rotation de la ceinture scapulaire serait de la même amplitude que celle de la ceinture pelvienne, c'est-à-dire 5 à 6°, mais de sens opposé.

Si on se réfère à la Figure 3 – shéma de droite (walking), on observe dans le plan frontal un mouvement de rotation de la ceinture scapulaire opposé à celui du bassin qui atteint son maximum juste après la phase de double appui (DS pour Double Support). C'est-à-dire que l’épaule va s’affaiser du coté de la jambe qui devient jambe d’appui, cela afin de contribuer à la conservation de l’équilibre pour préparer la prochaine oscillation.

Si on se réfère à la Figure 4, shéma de droite (walking), on observe dans le plan horizontal, une rotation de la ceinture scapulaire, là encore opposé à celle de la ceinture pelvienne. Mais ici la ceinture scapulaire atteint son maximum d’amplitude un peu avant la phase de double appui, reste inchangée pendant la pahse de double appui pour initier un mouvement opposé à la fin de cette phase. La ceinture scapulaire revient en position neutre lors de la phase « milieu d’appui ».

 

Figure 3: Déplacement du tronc, du bassin et des épaules dans le plan frontal.

 

Figure 4: Déplacement du tronc, du bassin et des épaules dans le plan horizontal.

La rotation des bras jouent un rôle important dans le maintien de l’équilibre lors de la marche [3]. Il est probable que ces mouvements contribuent à réduire le bilan énergétique également.

Le bras gauche est projeté vers l’avant en direction de la jambe droite tandis que le bras droit lui est projeté à l’arrière. L’angle bras/avant-bras peut varier d’un sujet à l’autre mais plus le pas sera rapide plus cet angle sera faible – on observe également une disymétrie dans l’amplitude des mouvements – la rotation vers l’avant étant plus importante que celle vers l’arrière – voir Figure 5.

 

 

Figure 5: Mouvement des bras.

1.1    Bassin

Deux mouvements de rotation nous intéressent ici :

• La rotation dans le plan frontal, appelé aussi obliquité [8];
• La rotation dans le plan horizontal.

Pour expliquer les mouvements du bassin, je vais m’appuyer la Figure 6 qui décrit le mouvement du bassin ou obliquité dans le plan frontal.

Lors du contact talon droit – phase de contact -  le bassin est à peu près neutre. Pendant la phase de mise en charge, la hanche de la jambe arrière  gauche (celle qui va assurer la propulsion) commence à baisser, ce qui augmente l'ampleur de l'inclinaison du bassin.

Immédiatement après décollement des orteils, l'inclinaison du bassin, vers le bas,  atteint alors sa plus grande amplitude. On appelera ce pic, « pic primaire ».

Le mouvement du bassin est alors inversé, il tend à retrouver  sa position neutre pendant la phase « milieu d’appui », pour baisser légèrement juste avant le contact du talon gauche. On appelera ce pic « pic secondaire » car son amplitude est plus faible que celle du pic primaire.

Le pic de la composante «primaire» de l'inclinaison du bassin se produit juste après le décollemet des orteils (toe-off), tandis que les petites fluctuations (composants "secondaires"), se produisent vers la fin de la phase unipodale.

Le pic secondaire apparait quand la longueur du pas est importante (et la cadence est rapide). Si la longueur du pas est courte on ne constate que le pic primaire.

En général pour une rotation du bassin de 6 à 8° dans le plan horizontal, on a un pic primaire à 3-4° et un  pic secondaire à 1-2° dans le plan frontal.

 

Figure 6: Obliquité du bassin lors des différentes phases d’un cycle de marche – en haut dans le plan sagital et en bas dans le plan frontal (vue de dos).

Dans le plan horizontal, le mouvement du bassin est simple – voir Figure 7. On remarquera que le bassin ne revient à la position neutre que lors du milieu de la phase d’appui. 

 

Figure 7 : movement du bassin dans le plan transverse

1.1    Hanche

Ici on se contentera d’introduire les définitions de la notion de flexion et d’extension. On se réfèrera à la Figure 8. L’extension est un mouvement qui emmène la cuisse de l’arrière vers l’avant. La flexion est le mouvement opposé.

1.2    Genou

Ici on se contentera d’introduire les définitions de la notion de flexion et d’extension. On se réfèrera à la Figure 8. L’extension est un mouvement qui emmène la jambe de l’arrière vers l’avant. La flexion est le mouvement opposé.

 

Figure 8: Définition de la flexion et l’extension du genou

1.1    Pieds et cheville

Nous allons commencer par donner quelques définitions concernant les mouvements du pied que nous allons considérer dans cette étude  (voir Figure 9):

• Les mouvements de supination (varus) et de pronation (valgus) s’effectuent dans le plan frontal. La supination est une rotation externe (de l’intérieur vers l’extérieur) du pied. La pronation est une rotation interne ;
• Les mouvements de flexion dorsale (dorsiflexion) et plantaire (plantar flexion) se réalisent dans le plan sagittal.

 

  Figure 9: mouvements du pied.

On se réfèrera à la Figure 10 pour les différents mouvements du pied durant les phases du cycle de la marche [4].

Dès le contact talon, le pied se met en supination pour que le rabattement du pied se fasse d’abord sur le bord extérieur.

Ensuite le pied réalise une pronation, ce qui permet au pied de s’adapter aux irrégularités du terrain.

Durant la phase de double appui, le pied est en position neutre – il supporte le poids du corps.

Un peu après le milieu de la phase de double appui, une nouvelle phase de supination s’amorce. La supination permet de mettre en tension le pied afin que celui devienne rigide et puisse agir comme un levier.

Avant que le pied ne quitte le sol, il recommence à se mettre en pronation, afin de trouver appui sur le gros orteil pour terminer la poussée qui va propulser la jambe en avant.

 

Figure 10: Description des différents mouvements du pied

1      Le cycle en details

 

1.1    Phase de contact / Initial Contact

Pour la description de chacune des phases, je vais m’appuyer sur une animation réalise par Francis Jasmin [5] qui a également publié un site dédié à l’animation et plus particulièrement consacré à la marche.

Sur chaque dessin je note les mouvements qui seront détaillés par la suite. La  Figure 11 décrit l’ensemble des mouvements lors de cette phase.

 

Figure 11: phase de reception

Cette phase débute par la pose du talon et le rabattement du pied sur le sol (entre 0 et 12% du cycle). Elle correspond à la phase de mise en charge, appelée aussi phase de réception, et au premier appui bipodal. Son rôle est de transférer le poids du corps vers la jambe d’appui, de maintenir la vitesse et l’équilibre du centre de gravité du corps en absorbant l’énergie par une action « freinatrice » des muscles de la jambe.

1.1.1     Haut du corps / upper body

On note :

• Dans le plan horizontal, le fait que la ceinture scapulaire suit un mouvement de rotation opposée à celui de la ceinture pelvienne ;
• Dans le plan frontal, les deux ceintures s’opposent et que l’amplitude du mouvement est maximale juste après la phase de double appui.

En fait le buste réalise une rotation vers la jambe d’appui, l’épaule du coté de la jambe d’appui s’abaisse, tout cela juste avant la phase d’appui unimodale, phase durant laquelle l’équilibre sera maintenu par une jambe tandis que l’autre passera de l’arrière vers l’avant. Cette attitude du haut du corps participe au maintien de l’équilibre.

L’amplitude de la rotation de la ceinture scapulaire est du même ordre de grandeur que celle de la ceinture pelvienne.

1.1.2     bassin/Pelvis

Dans le plan horizontal, le bassin a atteint son amplitude maximum, de l’ordre de 6°.

Dans le plan frontal, l’obliquité du bassin est du niveau du pic secondaire. C'est-à-dire que le bassin s’affaisse pour réduire la distance entre le talon du pied et le sol. Cela afin de compenser le choc de l’impact talon/sol.

1.1.3     Hanche / HIP (thigh)

Dans le plan  sagittal, la hanche est en flexion, de l’ordre de 30° puis elle attendra 35° lors de la phase de mise en charge.

1.1.4     Genou/Knee

Dans le plan sagittal, le Genou est en extension complète pour se mettre en flexion (de l’ordre de 15°/20°) afin de faire baisser le centre de gravité dans la phase suivante.

1.1.5     Cheville et pied / Ankle and fooT

La cheville est en position neutre.

En ce qui concerne le pied, on parle de phase taligrade [5] – car c’est le talon qui va être le pivot de la rotation du pied lors de la prochaine phase, qui sera accompagnée d’une flexion plantaire de la cheville de 5° pour amener le pied au sol. L’attaque du talon, en légère supination de 3°, se fait sur le bord externe.

1.1    Mise en charge / Opposite toe-off

La phase de milieu d’appui - 12 à 34% du cycle  - correspond à la réponse du sol sur le pied et à la première moitié de l’appui unipodal. Celle-ci communique la charge complète du corps à la jambe d’appui et permet au corps d’avancer au-dessus du pied.

Cette phase se termine lorsque le centre de gravité du corps se trouve à la verticale du pied. Son rôle est d’ancrer le pied au sol afin que celui-ci devienne le pivot de la jambe soutenant le poids du corps.

La  Figure 12 décrit l’ensemble des mouvements lors de cette phase.

 

Figure 12: Synthèse des mouvements lors de la phase de Mise en Charge

1.1.1     Haut du corps / upper body

Dans le plan frontal, on observe que sous l’effet de la poussée de la jambe postérieure, le bassin réalise un mouvement de rotation autour de la hanche droite pour revenir progressivement à une position neutre, qui sera atteinte lors de la phase « milieu d’appui ».

 La ceinture scapulaire suit un mouvement analogue à la ceinture pelvienne mais de sens opposé.

Dans le plan sagittal, les mouvements de rotation des bras atteignent leur amplitude maximale.

1.1.2     Bassin / Pelvis

Dans le plan horizontal le bassin réalise une rotation avec la hanche droite comme pivot pour revenir progressivement à une position neutre.

1.1.3     Hanche / hip

Dans le plan sagittal, la hanche va accentuer son mouvement de flexion pour amortir le poids du corps.

1.1.4     Genou/knee

Dans le plan sagittal, le genou droit est en légère flexion de l’ordre de 15° pour amortir le poids du corps.

Au passage du corps à la verticale, hanche et genou sont encore en légère flexion (quelques degrés).

1.1.5     Cheville et pied / Ankle and foot

Dans le plan sagittal, la cheville passe à 15° flexion plantaire (Plantarflexion).

On est toujours en phase Taligrade avec une rotation autour du talon jusqu’à ce que le pied soit à plat sur le sol.

Dans le plan frontal, on observe une légère supination qui va progressivement s’atténuer au fur et à mesure que le pied s’aplatit sur le sol.

La fin de cette phase correspond la fin de la phase Taligrade.

1.1    Milieu de la phase d’appui / Mid stance

La  phase de milieu d’appui -  12 à 34% du cycle  -correspond à la réponse du sol sur le pied et à la première moitié de l’appui unipodal. Celle-ci communique la charge complète du corps à la jambe d’appui et permet au corps d’avancer au-dessus du pied. Cette phase se termine lorsque le centre de gravité du corps se trouve à la verticale du pied. Son rôle est d’ancrer le pied au sol afin que celui-ci devienne le pivot de la jambe soutenant le poids du corps

La  Figure 13 décrit l’ensemble des mouvements qui se déroulent lors de cette phase.

 

Figure 13: Synthèse des mouvements lors du « Milieu de phase d’appui. »

1.1.1     Haut du corps / Upper body

Dans le plan Sagittal :

• Ceinture pelvienne et ceinture scapulaire sont alignées en position neutre.
• Les bras sont également alignés le long du corps – photographie instantanée d’un mouvement de rotation en cours de réalisation.

Dans le plan frontal, la ceinture scapulaire et la ceinture pelvienne sont également alignées.

Le haut du corps est dans une position intermédiaire avant de se mettre en mouvement pour faire basculer le poids du Corp. du coté de la prochaine jambe d’appui.

1.1.2     Bassin / Pelvis

Dans le plan horizontal, le bassin est en position neutre.

Dans le plan frontal également.

1.1.3     Hanche / Hip

Dans le plan Sagittal, la hanche  est en position neutre également. Après le passage du corps à la verticale, la hanche passe en extension de 10°.

1.1.4     Genou et pied / Ankle and foot

Dans le plan sagittal :

• La jambe est en position neutre ;
• La cheville passe progressivement en dorsiflexion de 10° environ.

Dans le plan frontal, le pied entre dans sa phase plantigrade, le pivot a lieu autour de la cheville. La mise en charge de l’avant pied entraîne l’appui sur les métatarsiens qui fléchissent légèrement, et s’accompagne d’un léger allongement du pied. Cet allongement correspond à l’écrasement de la voûte plantaire, et provoque la pronation physiologique de l’arrière-pied de 5°.

1.2    Lever du talon / Heel rise

La phase de fin d’appui se réalise de 34 à 50% du cycle et correspond à la deuxième moitié de l’appui unipodal. Le corps passe la verticale du centre des pressions du pied d’appui et bascule en avant jusqu'au contact du pied opposé avec le sol. Son rôle est de propulser le corps en avant.

La  Figure 14 décrit l’ensemble des mouvements qui se déroulent lors de cette phase.

 

Figure 14 : Synthèse des mouvements lors du « Lever du talon. »

1.2.1     Haut du corps / Upper body

Dans le plan horizontal, la ceinture scapulaire se met en rotation vers la gauche, vers la jambe qui va devenir jambe d’appui.

Dans le plan frontal, la ceinture scapulaire commence également à s’affaisser du coté gauche.

Dans le plan sagittal, les bras se mettent en mouvement également, le bras droit vers l’avant et le bras gauche vers l’arrière.

On assiste globalement à un mouvement de torsion avec le bassin qui amorce une rotation dans le sens contraire des aiguilles d’une montre et la ceinture scapulaire amorce un mouvement dans le sens inverse et va également s’abaisser du coté gauche.

1.2.2     Bassin / Pelvis

Dans le plan horizontal le bassin réalise sa rotation avec comme pivot la hanche droite.

1.2.3     Hanche / hip

Dans le plan Sagittal la hanche est en hyper extension de 10°.

1.2.4     Genou / knee

Dans le plan Sagittal le genou est en extension.

1.2.5     Cheville et pied / ankle and foot

La cheville atteint son maximum en termes de dorsiflexion.

Le pied entre dans sa phase digitigrade qui correspond au troisième pivot autour des métatarsiens (45 à 60% du cycle). Le talon se décolle progressivement du sol. Le pied poursuit son mouvement de supination.

 

1.3    Phase de contact opposé / Opposite initial contact

Le deuxième appui bipodal s’effectue de 50 à 62% du cycle et est appelé également  la phase pré-oscillante. Le poids du corps se transfère vers l’autre jambe en phase d’appui. Son rôle est de pousser, par une impulsion de l’avant pied sur le sol, la jambe vers l’avant.

La  Figure 15 décrit l’ensemble des mouvements qui se déroulent lors de cette phase.

 

Figure 15: Synthèse des mouvements lors de la phase contact opposé.

1.3.1     Haut du corps / upper body

Dans le plan horizontal, la ceinture scapulaire suit un mouvement de rotation opposée à celui de la ceinture pelvienne ;

Dans le plan frontal, la ceinture scapulaire est légèrement affaissée du coté gauche mais elle n’atteindra son maximum qu’après la phase de double appui.

L’amplitude de la rotation de la ceinture scapulaire est du même ordre de grandeur que celle de la ceinture pelvienne.

Dans le plan sagittal, les bras poursuivent le mouvement de rotation. Le bras droit vers l’avant, le bras gauche vers l’arrière. L’amplitude du mouvement est plus importante pour le bras droit que pour le bras gauche.

1.3.2     Bassin / Pelvis

Dans le plan horizontal le bassin termine son mouvement de rotation avec comme pivot la hanche droite.

1.3.3     Hanche / hip

Dans le plan sagittal, la hanche atteint son maximum d’extension –  entre 10 et 20° degré d’extension.

1.3.4     Genou / knee

Dans le plan sagittal, le genou commence à fléchir.

1.3.5     Cheville et genou / ankle and foot

Dans le plan sagittal, la cheville passe en flexion plantaire (Plantarflexion).

Dans le plan frontal, le pied est en supination et la phase digitigrade va s’achever avec une rotation sur le gros orteil.

1.4    Phase début d’oscillation / Opposite Toe off

La période de 62 à 75% du cycle correspond à la phase de début d’oscillation. Elle est le premier tiers de la phase oscillante et se termine quand le pied passe à côté du pied controlatéral

La  Figure 16 décrit l’ensemble des mouvements qui se déroulent lors de cette phase.

 

Figure 16: Synthèse des mouvements lors de la phase contact opposé.

1.4.1     Haut du corps / upper body

Dans le plan frontal, la ceinture scapulaire s’affaise du coté gauche, le coté de la jambe de soutien afin de participer à la conservation de l’équilibre.

Dans le plan sagittal :

• La ceinture pelvienne ainsi que la ceinture scapulaire poursuivent leur mouvement de rotation pour parvenir à la position neutre à la fin de cette phase, au plus tard lors de la phase «  milieu d’oscillation » ;
• Les bras ont atteint leur position maximale et initient un mouvement de rotation inverse.

1.4.2     Bassin / pelvis

Le pivot de la rotation du bassin devient la hanche gauche.

Dans le plan horizontal, le bassin est en position neutre.

Dans le plan frontal, le bassin effectue une rotation autour de la hanche gauche qui correspond à ce qu nous avons appelé la  composante primaire sur la Figure 6.

Cette rotation permet à la jambre droite de réaliser la poussée qui lui permettra de basculer vers l’avant.

1.4.3     Hanche / Hip

Dans le plan sagittal, dès que le pied quitte le sol, la hanche poursuit son movement de flexion – environ 30°.

1.4.4     Genou / knee

Dans le plan sagittal, au moment ou le pied quitte le sol, le genou a fléchit d’environ 30°, il a achevé la moitié de son parcourt. Il atteindra une flexion d’environ 60° au court de la prochaine phase.

1.4.5     Cheville et pied / ankle and foot

Dans le plan sagittal, la cheville atteint le maximum de flexion plantaire – c’est à dire une flexion de l’ordre de 20 à 25°. La flexion plantaire devra alors diminuer pour permettre le passage du pied vers l’avant sans contact avec le sol.

Dans le plan frontal, le pied réalise une pronation pour permettre d’achever la poussée sur le gros orteil.

1.5    Milieu de l’oscillation / Feet adjacent

Separate “initial swing” from “pre-swing” Swing occupies 40% of the gait cycle. Feet adjacent occurs at the center of the time (80% of the gait cycle)

La phase de milieu d’oscillation de 75 à 90% du cycle est le deuxième tiers de la phase oscillante et se finit lorsque le tibia devient vertical.

La  Figure 17 décrit l’ensemble des mouvements qui se déroulent lors de cette phase.

 

Figure 17: Synthèse des mouvements lors de la phase « Milieu d’oscillation ».

1.5.1     Haut du corps / upper body

Dans le plan frontal, la ceinture scapulaire initie un mouvement qui va la ramener en position neutre.

Dans le plan sagittal :

• La ceinture scapulaire initie un mouvement de rotation vers la droite ;
• Les bras sont alignés avec le corps.

1.5.2     Bassin / pelvis

Dans le plan frontal, le bassin pivote toujours autour de la hanche gauche.

1.5.3     Hanche / hip

Dans le plan sagittal, la hanche est en flexion de 20°.

1.5.4     Genou / Knee

Dans le plan sagittal, le maximum de flexion enregistré pour le genou est de 60 à 70° et il s’est produit entre cette phase et la précédente.

La flexion du genou, dans cette phase, est due à celle de la hanche. La Jambe réagit comme un pendule inverse et il n’y a pas de contraction musculaire.

1.5.5     Cheville et pied / ankle and foot

Dans le plan sagittal, au moment ou les pieds sont adjacents, la cheville, qui était en flexion plantaire, retourne en position neutre voir en légère flexion dorsale.

1.6    Fin d’oscillation / Tibia vertical

La phase de fin d’oscillation correspondant au troisième tiers de la phase oscillante de 90 à 100% du cycle et se termine par la pose suivante du talon.

La  Figure 18 décrit l’ensemble des mouvements qui se déroulent lors de cette phase.

 

 

Figure 18: Synthèse des mouvements lors de la phase « fin d’oscillation »

1.6.1     Haut du corps / Upper body

Dans le plan frontal, la ceinture scapulaire qui était en position neutre, initie un mouvement de rotation qui va la faire pencher vers le coté oscillant.

Dans le plan sagittal :

• La ceinture scapulaire poursuit son mouvement de rotation vers la droite ;
• Les bras commence leur rotation en direction du coté oscillant – dans le sens opposé à celui de la ceinture pelvienne.

On observe à nouveau un mouvement de torsion qui va contribuer à faire basculer le poids du corps du coté de la jambe oscillante. L’ensemble est synchronisé de telle manière que le corps basculera quand la jambe droite sera tendue et le talon droit à proximité du sol.

Ce n’est pas l’équilibre qui est contrôlé mais la perte de l’équilibre.

1.6.2     Bassin / pelvis

Dans le plan frontal, le bassin pivote toujours autour de la hanche gauche et va initier un mouvement – dit composante secondaire – qui aura pour but de faire baisser le centre de gravité lors de la prochaine phase  « contact talon ».

1.6.3     Hanche / hip

Dans le plan sagittal, la hanche est en flexion de 25 à 30°.

Further hip flexion ceases – hip angle is around 25-30 degrees

1.6.4     Genou / knee

Dans le plan sagittal, le genou est en extension à 0°. Il est important de noter que le genou doit réaliser un mouvement très rapide – depuis une flexion de l’ordre de 60-70° à une extension de 0° en très peu de temps.

1.6.5     Cheville et Pied / ankle and foot

Dans le plan sagittal, le passage le plus délicat consiste à ne pas avoir les orteils de la jambe oscillante en contact avec le sol (toe clearance) -  ce qui doit se faire avant que le tibia ne soit en position verticale. 

Une fois cette étape réalisée, la position de la cheville a peu d’importance – elle peut se situer entre quelques degrés de flexion plantaire et quelques degrés de flexion dorsale.

Once toe clearance has occurred, generally before tibia becomes vertical, the ankle attitude is becoming less important. It can be anywhere between a few degrees of plantarflexion and a few degrees of dorsiflexion.

Bibliographie:

[1] Cailleux Marie-Noëlle (1994) « Amputation de la cuisse chez l’adulte actif : playdoyer our le CAT-CAM », Thèse de Docteur en Médecine, Université de Franche-Conté, Besancon.

[2] Ceccato Jean Charles, Mathieu de Sèze, Christine Azevedo and Jean-René Cazalets (2009) “Comparaison of trunk activity during gait initiation and walking in humans”, PLoS One: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2782139/

[3] Collins Steven H., Adamcyk Peter G. and Kuo Arthur D. (2009), “Dynamic arm swinging in human walking”, Proceedings of the royal society – Biological Sciences.

[4] Dawber D., Bristow I. and Mooney J. (1996) “The foot: problems in podiatry and dermatology”, London Martin Dunitz Medical Pocket Books.

[5] Lepoutre Jean-Philippe (2007) « Modélisation biomécanique du mouvement : vers un outil d’évaluation pour l’instrumentation en orthopédie », Thèse de Doctorat,  Université du Sud Toulon.

[6] Levine David, Richards Jim, Wittle Michael (2014) “Whittle’s Gait Analysis”, Published by Churchill Livingstone.

[7] Jasmin Francis qui offre un excellent tutorial sur la marche:

 http://www.fjasmin.net/walk_cycle_tutorial/index.html

[8] Michaud Stephanie B., Gard Stephen, Childress Dudly (2000), « A preliminary investigation of pelvic obliquity patterns during gait in persons with transtibial and transfemoral amputation », Journal of Rehabilitation Research and Development, Vol 37, No 1

[9] Plas F., Viel E., Blanc Y. (1979), “La marche humaine, Kinesiology dynamique, Biomécanique et Pathomécanique”, Paris Masson 2^ième Edition.

[10] Williams Richard (2012) « The Animator’s Survival Kit: A Manual of Methods, Principles and Formulas for Classical, Computer, Games, Stop motion and internet animators”, Faber and Faber Inc.

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