Biomécanique du rachis et bipédie

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Les principales déformations du rachis telles que scoliose, cyphose, spondylolisthésis sont des conséquences de la verticalité du rachis et de la bipédie.

Il existe cependant des scolioses chez le poisson, mais il s’agit de carence en acide ascorbique ou des scolioses dans un contexte de neurofibromatose.

La baleine et le dauphin se déplacent dans un plan sagittal.
Le requin se déplace dans un plan horizontal, ce qui lui permet d’approcher des plages.

Le triton qui va s’aventurer sur la terre ferme est sans doute le premier qui amorce une marche tridimensionnelle. L’imagerie populaire en fait le "roi triton" repris par Walt Disney.

Le premier bipède est un reptile, il s’appelle Eudibamus Cursoris, il mesure 26 cm et peut parcourir 24 Km/heure. Il vivait il y a 300 millions d’années.

Il y a 6 millions d’années Orrorin présente un fémur qui a toutes les caractéristiques de la bipédie.

L’homme de Néandertal qui a disparu il y a environ 40 000 ans avait des corticales très épaisses (à gauche). Il disposait donc de moins de moëlle rouge et donc de sang que l’homo sapiens (à droite).

Se déplaçant plus difficilement que le sapiens, on peut comprendre que l’espèce ait disparu.

L’empreinte bipède la plus ancienne a été retrouvée dans les cendres du volcan de Laetoli en Tanzanie par Marie Laekey. Elle date d’il y a 4 millions d’années. Cette empreinte se différentie de celle des grands singes par le rapprochement du premier rayon et la constitution de deux voûtes, l’une médiane longitudinale, l’autre transversale antérieure.

Au niveau du tibia, la tubérosité tibiale antérieure se développe traduisant le renforcement du quadriceps et la stabilité du genou en extension. Les membres inférieurs s’allongent de 30 % pour élever le Centre de gravité en regard de S2.

Le bassin constitue un compromis entre les nécessités de la reproduction et de la bipédie. Le développement du cerveau de l’homo sapiens va nécessiter un écartement des têtes fémorales par rapport à la ligne de gravité.

Pauwels avait décrit dans le plan frontal les conséquences de cet éloignement pour maintenir le bassin horizontal en appui unipodal avec nécessité d’une contraction du moyen fessier qui augmente les pressions sur la tête fémorale. Cette balance de Pauwels, bien qu’inexacte, permet de mieux comprendre la survenue de la coxarthrose.

Le développement des grands fessiers permet la stabilisation du bassin en antéversion, ce qui assure une meilleure couverture des têtes fémorales et crée la lordose lombaire. Chez le grand singe, le bassin est vertical et le rachis présente une courbure cyphotique unique.

Chez l’homo sapiens, le rachis présente 3 courbures : la cyphose thoracique, la lordose lombaire et la lordose cervicale, l’ensemble maintenant le regard horizontal. Même si la loi d’Euler ne s’applique par parfaitement, ces 3 courbures augmentant la résistance globale du rachis.

(La résistance d’un flexible est égale au carré du nombre de courbures plus 1 soit R = n2+ 1)

Les muscles ilio-costaux vont déplacer leur insertion sur la crête iliaque permettant une véritable dissociation du tronc par rapport au bassin et donc une marche tridimensionnelle.
Une modification de la tension des fascias superficiels permet au rachis de tenir debout vertical sans contraction musculaire.

Cette caractéristique permet de modéliser la colonne vertébrale de façon non-linéaire, en utilisant les lois de la "tensegrity" c’est à dire de l’intégrité de tension décrite en 1920 par l’architecte Buckminster Fuller.
En effet, les lois Newtoniennes ne permettent pas de comprendre la résistance des petits os du pied, ou celle des corps vertébraux lorsque le grand père se penche en avant pour soulever son petit fils.

L’intégrité tensionnelle est la propriété des objets dont les composants usent tension et compression de telle sorte que la force et la résistance dépassent la somme de celles de leurs composants. Ainsi les os et les structures musculo-ligamentaires agissent en unisson pour se renforcer.
La tension est continue, la compression est discontinue. Le muscle et les ligaments provoquent sur l’os une tension continue, l’os résiste par une poussée discontinue. lLorsque ce système est équilibré, la force est maximale.

Le rachis comme la Needle Tower de Kenneth Snelson est de type intégrité de tension. La stabilité est maximale avec un minimum de matériau.

Les caractéristiques d’un système à intégrité de tension sont :

 Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue
 Faible énergie consommée
 La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

L’ensemble peut ainsi défier les lois de la gravité et explique la stabilité du rachis lors de la pratique de la gymnastique par exemple.
Ce sont les tissus mous autour du rachis qui, sous une tension appropriée, maintiennent et peuvent soulever l’ensemble du rachis.

Le rachis n’est plus une colonne avec un empilement de vertèbres, mais une structure à
intégrité de tension.

Nous voyons à droite la constitution d’une scoliose au cours d’une mise
en tension du tenseur du fascia lata.

Les ligaments paravertébraux sont sous tension continue lorsque
le rachis est au repos. La longueur des muscles paravertébraux au repos
est telle qu’ils sont en permanence sous tension.

Les vertèbres et les disques sont en compression discontinue.

Ce concept est intégré dans de nombreuses techniques de rééducation, comme celles de Rolf et d’Alexander.
Le corset plâtré réalisé systématiquement permet un véritable réajustement tensionnel par le fluage des structures musculo-ligamentaires. La tension correctrice est continue pendant plus de 4 semaines.
Le corset correcteur d’une déformation rachidienne rigide, exerce une pression discontinue (qui disparait lorsque l’enfant bouge et corrige son attitude vicieuse).

plus d’infos sur : http://www.demauroy.net/index.htm

 

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contenu modifié le 31/03/2017