La prévention des blessures du pied et de la cheville chez les jeunes athlètes

L objectif de ce travail était d examiner la prévention des blessures du complexe pied-cheville chez les athlètes adolescents au travers de trois approches: les facteurs de risque de blessure du complexe pied-cheville liés à la course, l épidémiologie des blessures du complexe pied-cheville et la mise en œuvre de stratégies de prévention. L approche relative aux facteurs de risque de blessure du complexe pied-cheville liés à la course avait pour objectif de déterminer (i) comment la fatigue induite par la course pouvait affecter la force et la fatigabilité des fléchisseurs plantaires et dorsaux de la cheville, la répartition des pressions plantaires, la mécanique de la course et la raideur de l arche médiale, (ii) comment le chaussage (chaussures à pointes ou runnings ) pouvait affecter la répartition des pressions plantaires en sprint et enfin (iii) comment l allure de course pouvait influencer la répartition des pressions plantaires. L approche relative à l épidémiologie des blessures du complexe pied-cheville avait pour objectif de recueillir et d analyser, sur trois saisons, les blessures subies au niveau du complexe pied-cheville par de jeunes athlètes très entrainés et leurs relations potentielles avec le niveau de maturité de ces athlètes. L approche présentant la mise en œuvre de certaines stratégies de prévention avait pour but d abord de concevoir puis de valider une méthode pratique et fiable pour mesurer la souplesse. Le second objectif de cette approche était d évaluer sur le terrain les effets d un protocole de renforcement musculaire par électrostimulation sur la raideur de l arche médiale du pied puis les effets d un programme de renforcement musculaire combiné sur la répartition des pressions plantaires et la performance en sprint.The aim of this work was to examine the foot-ankle injury prevention in adolescent athletes through three approaches: the running-related foot-ankle injury risk factors, the epidemiology of foot-ankle injuries and the implementation of prevention strategies. The approach dealing with the running-related foot-ankle injury risk factors aimed to determine (i) how running-induced fatigue may affect the force and the fatigability of the ankle plantar and dorsal flexor muscles, the foot plantar pressure distribution, the running mechanics and the medial arch stiffness, (ii) how the shoe wear (spikes or running shoes) may affect the plantar load distribution while sprinting and (iii) how running velocity may alter the plantar load distribution. The approach related to epidemiology of foot-ankle injuries aimed at collecting and analysing, over three seasons, the foot-ankle injuries sustained by highly-trained adolescent athletes and their potential relations with the maturity status of these athletes. The approach presenting some prevention strategies implementations aimed firstly to design and validate a convenient and reliable flexibility measurement method. The second purpose of this approach was to assess on the field the effects of a neuromuscular electromyostimulation strengthening protocol on the foot medial arch stiffness and the effects of a combined foot-ankle strengthening training on the foot plantar pressure distribution and the performance while sprinting.REIMS-SCD-Bib. electronique (514549901) / SudocSudocFranceF

Contribution à l étude des écoulements tourbillonnaires en biomécanique du geste sportif

Ce travail concerne l étude des écoulements hydrodynamiques turbulents en natation humaine pendant les phases submergées de coulée et de retour après un virage. Son objectif est de tester différentes positions de nage afin d améliorer la performance hydrodynamique des nageurs de haut niveau. Plus précisément, l effet de la position de la tête sur la résistance à l avancement rencontrée par les nageurs a été analysé de manière fine. Des simulations numériques par CFD ont été effectuées dans les cas 2D et 3D. Trois positions de la tête du nageur ont été étudiées dans le cas 2D : relevée, alignée et baissée par rapport à l axe supposé rectiligne du corps du nageur. Les résultats montrent qu une position "alignée" offre moins de résistance par comparaison aux positions "relevée" et "baissée". L effet du choix du modèle de turbulence a aussi été étudié dans les cas 2D et 3D. La comparaison des résultats numériques obtenus avec ceux issus d expériences réalisées à l INSEP avec des nageurs de l équipe de France de natation montre que le modèle de turbulence k- standard est le modèle étudié le mieux adapté pour retrouver les structures tourbillonnaires se développant autour du corps du nageur et pour prédire les forces de résistances opposées par le fluide. Ce travail est complété par une étude thermique. Une partie expérimentale, visant à mettre en parallèle la dépense énergétique des nageurs et leur température cutanée après effort en utilisant la thermographie infrarouge, a permis de montrer des variations significatives de la distribution de la température cutanée selon le type de nage. Enfin, une étude numérique de l influence du gradient thermique entre l eau du bassin et de la température cutanée du nageur montre qu une diminution de l ordre de 1,2% sur la traînée totale est possible en augmentant la température de l eau de 20C à 30CThis work focusses on the study of the turbulent hydrodynamic flows in human swimming during the submerged phases: after the start dive and after a turn. Its objective is to test various swimming positions in order to improve the hydrodynamic performance of high-level swimmers. More precisely, the study of the effect of the head position on the resisting drag force met by the swimmers was analyzed in a fine way. 2D and 3D CFD simulations were carried out. Three positions of the swimmer s head were studied in the 2D case: raised, aligned and lowered with respect to the presumed rectilinear axis of the swimmer s body. The results show that a position of the head "aligned" offers less resistance by comparison to the "raised" and "lowered" positions. The effect of the choice of the turbulence model was also studied in the 2D and 3D cases. The comparison of the numerical results obtained with results from experiments carried out at INSEP with high-level swimmers of the French swimming team shows that the standard k- turbulence model is the most appropriate tested model to find the vortical structures which develop around the body of the swimmer and to predict the drag forces opposed by the fluid. This work is supplemented by a thermal study. An experimental part, aiming at drawing a parallel between the energy expenditure of the swimmers and their cutaneous temperature after effort by using infrared thermography, made it possible to show significant variations of the distribution of the cutaneous temperature according to the swimming style. Finally, a numerical study of the influence of the thermal gradient between the water of the pool and the cutaneous temperature of the swimmer shows that a reduction of about 1.2 % on the total drag force is possible by increasing the temperature of the water from 20C to 30CREIMS-BU Sciences (514542101) / SudocSudocFranceF

Modélisation 3D par le modèle de turbulence k-epsilon standard de la position de la tête sur la force de résistance rencontrée par les nageurs.

En natation humaine, afin d’améliorer les performances hydrodynamiques en phase de coulée, nous avons modélisé numériquement l’écoulement autour d’un nageur pour trois positions différentes de la tête: relevée, alignée et baissée. Le but de ce travail est d’étudier l’effet de la position de la tête sur la force de résistance rencontrée par les nageurs dans cette phase. Les résultats montrent que la position de la tête alignée avec l’axe du corps est celle qui offre le moins de résistance

Influence du port d'une orthese sur la mecanique de la marche : etude preliminaire

Le but de cette étude est d'évaluer l'impact du port de différents types d'appareillages de genou (orthèses, strapping) sur la cinématique de la marche de sujets en période de rééducation post ligamentoplastie du ligament croisé antérieur (LCA). Un système optoélectronique nous a permis de capturer le mouvement pendant la phase d'initiation de la marche. L'originalité de notre travail a été de prendre en compte la mécanique humaine dans sa globalité, en ne considérant pas uniquement le membre appareillé. Les résultats obtenus confirment que les appareillages influencent le mouvement mais qu'une étude uniquement basée sur l'observation de la jambe pathologique est insuffisante. En outre, l'effet bénéfique observé en phase précoce de rééducation n'est-il pas nuancé par une possible habituation du sujet à cette condition particulière de marche

Analyse biomécanique des membres inférieurs chez l'artiste de cirque pour l'activité du cadre aérien.

Les activités de cirque notamment pour des spécialités aériennes (cadre aérien...) peuvent occasionner des pathologies du genou ayant des répercussions sur la carrière de ces élèves. L'activité acrobatique du cadre aérien a été étudiée avec la collaboration du Centre National des Arts du Cirque, dans le but d'améliorer le compromis confort / gestuelle du porteur (limiter les blessures, améliorer la géométrie de l'agrès...). Cette étude commence par l'analyse d'un mouvement en fonction de différents cadres dans le but de définir les forces de réactions au niveau des genoux du porteur en fonction de position spécifique sur le cadre aérien. Une pré-étude avec le logiciel MSC Adams – BRG LifeMOD nous permettra de définir les forces de réaction articulaires afin de comprendre et d'optimiser la gestuelle du porteur pour limiter les pathologies du porteur

Shock Response Spectrum Analysis of Fatigued Runners

International audienceThe purpose of this study was to determine the effect of fatigue on impact shock wave attenuation and assess how human biomechanics relate to shock attenuation during running. In this paper, we propose a new methodology for the analysis of shock events occurring during theproposed experimental procedure. Our approach is based on the Shock Response Spectrum (SRS), which is a frequency-based function that is used to indicate the magnitude of vibration due to a shock or a transient event. Five high level CrossFit athletes who ran at least three times per week and who were free from musculoskeletal injury volunteered to take part in this study. Two Micromachined Microelectromechanical Systems (MEMS) accelerometers (RunScribe®, San Francisco, CA, USA) were used for this experiment. The two RunScribe pods were mounted on top of the foot in the shoelaces. All five athletes performed three maximum intensity runs: the 1st run was performed after a brief warmup with no prior exercise, then the 2nd and the 3rd run were performed in a fatigued state. Prior to the 2nd and the 3rd run, the athletes were asked to perform at maximum intensity for two minutes on an Assault AirBike to tire them. For all five athletes, there was a direct correlation between fatigueand an increase in the aggressiveness of the SRS. We noticed that for all five athletes for the 3rd run the average SRS peaks were significantly higher than for the 1st run and 2nd run (p < 0.01) at the same natural frequency of the athlete. This confirms our hypothesis that fatigue causes a decrease in the shock attenuation capacity of the musculoskeletal system thus potentially involving a higher risk of overuse injury