structure du muscle squelettique strié

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1 Unité d Ergonomie Faculté de Médecine Pitié-Salpêtrière 91, bd de l Hôpital Paris cedex 13 DIPLÔME D ERGONOMIE ET DE PHYSIOLOGIE DU TRAVAIL option 5 Ergonomie et santé au travail Directeur du diplôme Docteur Bronislaw KAPITANIAK travail musculaire structure du muscle squelettique strié MUSCLE FAISCEAU fibre lente fibre rapide membrane FIBRE MUSCULAIRE sarcomère noyau MYOFIBRILLE 1

2 mécanisme de glissement de filaments actine / myosine muscle au repos modèle de contraction par glissement des filaments muscle en contraction partielle muscle en contraction maximale 2

3 unités motrices UM1 UM2 motoneurone axone MUSCLE FIBRES MUSCULAIRES stimulation musculaire 3

4 stimulation musculaire unités motrices 4

5 5

6 coordination des muscles 1 muscle 3 articulations 3,8 degré de liberté 4 fonctions 1 articulation 9 muscles 1 degré de liberté 8,4 muscles 1 fonction 4 muscles 6

7 force dan flexion du coude extension du coude rapport tension/longueur in situ flexion de l épaule extension de l épaule flexion de la hanche extension de la hanche angle en mesures de force maximale contraction isométrique système de contention co-contractions contraction volontaire motivation fatigue 7

8 maintien de la force maximale 1s temps maintien de la force maximale 1min 1min temps 8

9 répétition de la force maximale 10 s temps force max dan stimulation électrique 10 5 effort volontaire nombre de contractions 9

10 force max dan shout shout shout 1 / 2s nombre de contractions Ikai et Ishi 1974 évolution de F max avec répétition 6/h 20/h 360/h 60/h Bourgignon et col

11 Mesure de la force musculaire et évaluation de l aptitude physique B.Kapitaniak, H.Monod B.Auvert, M.Pruvost, J.L.Bouchard

12 corrélations hommes corrélations hommes m. symétriques m. antagonistes m. agonistes 0,1 0,9 12

13 13

14 corrélations hommes m. symétriques m. antagonistes m. agonistes 0,1 0,9 forces maximales volontaires (n=128) sportifs niveau international hommes sportifs niveau régional non entraînés femmes non entraînées extension genou G extension genou D flexion bras G flexion bras D dan 14

15 pentes maximales volontaires (n=128) sportifs niveau international hommes sportifs niveau régional non entraînés femmes non entraînées extension genou G extension genou D flexion bras G flexion bras D dan/s pentes maximales volontaires (n=128) sportifs niveau international hommes sportifs niveau régional non entraînés femmes non entraînées %FMV/s 15

16 forces maximales volontaires (n=128) haltérophilie course équipes extension genou G extension genou D flexion bras G flexion bras D combat dan pentes maximales volontaires (n=96) haltérophilie course équipes combat extension genou G extension genou D flexion bras G flexion bras D dan/s 16

17 Caldwell 1961 Caldwell

18 normes NF X NF EN ISO NF X

19 dan NF X homme fréquence horaire valeurs théoriques en continu (effort statique) dan NF X femme fréquence horaire valeurs théoriques en continu (effort statique) 19

20 dan NF X personne à capacité d effort réduite fréquence horaire valeurs théoriques en continu (effort statique) NF X

21 entrée calculs sortie entrée multiplicateurs sortie - action spécifique - distribution des forces - population d utilisateurs prévue population générale ou population spécifique - force isométrique maximale pour une action spécifiée et une population connue d utilisateurs - force isométrique maximale pour une action spécifiée et une population connue d utilisateurs et et vitesse fréquence durée - force maximale compte tenu de la vitesse, de la fréquence et de la durée de l action NF EN limites it des forces recommandées pour l utilisation de machines entrée calculs sortie - force maximale compte tenu de la vitesse, de la fréquence et de la durée de l action multiplicateur tolérance et risque - appréciation du risque de l action requise lors de l utilisation normale des machines procédure standard définir la population d utilisateurs trouver la F max vérifier la distribution choisir la limite (85% aptes) corrections k dyn = 0,8 k slt = f, d NF EN force maximale de pousser 21

22 NF EN NF EN Vitesse action n implique action implique aucun mouvement un mouvement évident m v 10 1,0 08 0,8 Fréquence (m f ) <0,2 0, >20 t action < 0,05 min 1,0 0,8 0,5 0,3 t action > 0,05 min 0,6 0,4 0,2 0 Durée (h) < m d 1,0 0,8 0,5 F Br = F B x m v x m f x m d 22

23 NF EN F R = F Br x m r évaluation du risque zone à risque m r recommandée < 0,5 non recommandée, acceptable 05 0,5-07 0,7 non acceptable > 0,7 NF EN posture de travail facteurs augmentant le risque accélération et précision du mouvement vibration interaction homme-machine machine ÉPI environnement de travail 23

24 dépense énergétique métabolisme substrat ATP énergie (kj) anaérobie alactique anaérobie lactique aérobie ATP, PC glucose glucose lipides AGL

25 métabolisme puissance (W) durée max anaérobie alactique ,5s s anaérobie lactique min aérobie h 850 4h h jours jour mois 175 infini ( ) 140 infini ,5s s min 1h 4h 0 1s 10s 100s 1000s 17min 10000s 2,6h temps 25

26 métabolisme inertie puissance travail anaérobie alactique anaérobie lactique 0,1 s très élevée très faible 20 à 30 kw > 150 kj 1 s élevée faible 3 à 6 kw > 800 kj aérobie 1-3 min faible illimité >1,5 kw Substrat origine réserves Glycogène foie 100 g muscles 400 g muscles entraînés 1000 g AGL graisses 120 g 26

27 participation des métabolismes à la dépense énergétique temps d'exercice (min) anaérobie (%) aérobie (%) 0, % Participation du métabolisme aérobie Temps d'exercice en min 27

28 origine de l énergie lors d un exercice à 75% VO 2max 100 % glycogène glucose lipides temps (heure) Quotient respiratoire (R) R = VCO 2 VO 2 Glucides 1,00 Protides 081 0,81 Lipides 0,70 28