La genèse des premiers pas

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1 ZANONE, P. G. (990). Perceptuo-motor development n the chld and the adolescent : perceptuo-motor coordnaton. n C. A. Hauert (Ed.) Developmental psychology. Cogntve, perceptuo-motor, and neuropsychologcal perspectves (pp ). North Holland : Elsever. ZELAZO, N. A., ZELAZO, P. R., COT~EN, K. M. & ZELAZO, P. D. (993). Specfcty of practce effects on elementary neuromotor patterns. Developmental Psychology, 29, James Rvère (Ed.) Le développement psychomoteur du jeune enfant collecon Psychomotrcté O solal édteur - Marselle La genèse des premers pas Blandne BRlL La posture debout et la marche bpède sont souvent présentées comme les premers témons de l'homnsaton, tout comme les premers pas sont culturellement perçus comme la sorte de la toute pette enfance, et l'entrée dans la ve socale. Dans de nombreuses cultures l'acquston de la marche autonome autorse la fn de l'allatement, l'arrêt de la gymnastque néonatale, la nécessare maîtrse de la propreté, ou encore la fn du portage au dos (JO, 989; Brl, Zack, Hombessa- Nkounkou, 989). L'enfant est ans consdéré comme prêt à se lâcher et à "partr à la conquête du monde". Ces atttudes culturelles face au pett enfant, recoupent d'une certane manère, les résultats de travaux sur le développement. De nombreux auteurs nss- tent en effet sur l'mportance de l'expérence locomotrce de l'enfant dans le développement affectf et cogntf. La moblté dont l peut enfn se prévalor, l'nvte à de nouvelles opportuntés d'apprentssage. Ans par exemple, à âge égal, 'enfant capable de se déplacer seul, serat plus ntéressé par l'actvté socale du monde qu l'entoure, plus sensble à la dsponblté maternelle, plus attré par l'nconnu (Kermoan & Campos, 988). En outre le fat de se déplacer seul permettrat le développement des capactés cogntves de 'enfant, et en partculer de la cognton spatale (Ba & Bertenthal, 992; Benson, 990; cf Rvère, ce volume). Mas pourquo la progresson vers la marche ndépendante nécesste-t-elle une s longue pérode pour 'enfant human, alors que dans de nombreuses espèces anmales le pett est capable d'une actvté locomotrce s ce n'est à la nassance, après quelques jours ou quelques semanes seulement? Que lu manque-t-l pour pouvor se redresser et se déplacer? Dans un texte tout à fat moderne par certan côté, McGraw en 932, dscutat les relatons possbles entre la marche automatque chez le nourrsson et sa flaton ncertane avec le marche autonome, en suggérant que l'ncapacté de 'enfant à marcher à la nassance, est due plutôt a une capacté d'équlbre non développée qu'à l'absence de mécansmes de marche. Un mécansme prmtf et rudmentare est présent, mas l apparaît segmenté et non ntégré aux fonctons essentelles à 'ambulaton vertcale. Pour pouvor marcher debout, tout ndvdu dot pouvor supporter son pods, mantenr son équlbre et se propulser vers l'avant. (...) la tâche mportante à laquelle 'enfant dot fare face consste à développer un contrôle des forces gravtares. Le plupart des nouveau-nés n'offre décdément qu'une réponse mpussante au forces gravtares. (...) (McGraw, 932, p. 292).

2 Ben que soulgnant, comme nombre de ses contemporans, le rôle détermnant de la maturaton du système nerveux dans la mse en place de la marche bpède, McGraw reconnassat, dans le processus qu mène à la marche autonome, une place mportante à l'apprentssage : Alors que l'acquston de la capacté à marcher debout dépend d'un certan degré de maturaton ou de "mûrssement" du système nerveux, ses éléments essentel n'en sont néanmons mplqués dans un processus d'apprentssage. (McGraw, 932, p. 296). Nous revendrons sur cette queston à dfférentes reprses dans ce chaptre. Le développement des actvtés motrces dtes phylogénétques, dont la marche, a souvent été décrt comme relevant d'un prncpe de développement céphalo-cauda et proxmo-dstal (Gesell, 946) s'appuyant sur un accrossement du contrôle du tonus musculare et de la coordnaton des mouvements et sous-tendu par la maturaton du système nerveux. De là découlerat la séquence ben connue d'étapes de développement posturo-moteur - manten de la tête, poston assse, poston debout, marche - pour ne cter que les prncpales. Dans cette optque, l'acquston de la marche autonome par 'enfant est souvent consdérée comme étant essentellement détermnée par la maturaton du système nerveux. Dans leur ouvrage "Naître Human", Dupoux et Melher ( 990) admettent que le bébé marche quand l dot marcher, parle quand l dot parler, comme s une "horloge bologque" fxat à quel moment chacune de ces apttudes dot se mettre en place. Ben entendu, 'en- vronnement joue un rôle actf ndspensable : l peut réguler, déclencher et sélectonner tel ou tel mécansme exstant. Mas en aucun cas, le mleu ne peut modfer ce qu a été défn par le programme génétque de l'organsme. L'enfant acquert sans la mondre dffculté certanes apttudes comme le langage ou la marche... (p. 57). Cette perspectve est auss celle de Forssberg (985, 992) pour qu la transformaton graduelle d'une marche dgtgrade du nouveau-né en une marche plantgrade de type adulte mplque un processus graduel smlare du système nerveux ( 985 : p.490). La queston qu se pose alors est la suvante : comment des modfcatons au nveau des structures nerveuses peuvent-t-elles explquer les modfcatons comportementales observables dans le processus d'acquston de la marche. L'dée qu sous-tend l'approche proposée c est que, s la maturaton physologque et neurologque consttue à tout moment du développement des condtons nécessares à l'acquston des habletés motrces, s elles sont à l'orgne des contrantes à partr desquelles vont se mettre en place tout un ensemble d'habletés, ce ne sont pas des condtons suffsantes. Chypothèse de traval proposée c est que le processus d'acquston de la marche est un processus d'apprentssage qu s'appue sur les caractérstques de l'organsme ssues de la maturaton neurophysologque et du développement en général. Les grandes étapes du développement locomoteur De nombreux contemporans de McGraw ont réalsé dans les années 930 d'admrables études longtudnales, décrvant dans le détals les nombreuses étapes condusant progressvement 'enfant vers la marche bpède. Ces travaux établssent en quelque sorte des catalogues de descrptons souvent très détallées des étapes qu, des premères ébauches d'un contrôle maladrot de la tête, va condure 'enfant vers la marche autonome. Gesell & Ames ( 940) par exemple, dentfent 22 étapes dans le développement du ramper et de la marche à quatre pattes : commençant lorsque 'enfant, couché sur le ventre parvent à relever la tête quelques nstants, passant par les dfférentes étapes de ramper ventre à terre, pus de marche à quatre pattes. Pour donner une dée de 'mportance du traval que représentaent ces études longtudnales dans les années , et en rappelant s beson état que les moyens d'enregstrement qu nous sont mantenant s famlers n'exstaent pas, je présentera rapdement l'étude de Shrley (93) dont ben des aspects restent préceux aujourd'hu. En collaboraton avec Boyd, Shrley a suv sur deux années entères, un groupe de 25 enfants, les observant chez eux, une fos par semane durant la premère année, pus une fos toutes les deux semanes. L'enregstrement de l'actvté de marche état basée sur une méthode peut-être rudmentare, mas smple et effcace, et qu est encore pratquée actuellement, à pene modfée, par dfférentes équpes (!). Cette méthode consstat à fare marcher 'enfant sur une longue feulle de paper kraft après lu avor au préalable endut le ped d'hule d'olve, ou de talc, afn de lasser une trace sur le paper, trace à partr de laquelle dfférentes mesures pouvaent être effectuées. A la fn de son étude l'auteur dsposat ans de 743 séquences de pas, qu lu permrent d'être la premère à quantfer le développement des paramètres globaux habtuellement retenus dans les études sur la marche, tels que l'écartement des peds, la longueur des pas, l'orentaton du ped vers l'extéreur (out-toeng), ans que la fréquence des pas. Précurseur en son temps, elle s'ntéressa aux dfférences nterndvduelles, alors que ce n'est que récemment que l'accent a été ms sur l'mportance, dans la compréhenson des phénomènes de développement, des varatons ndvduelles. En dehors de quelques études longtudnales, de nombreuse études transversales ont condut à l'établssement d'échelles de développement. L'objectf de ces échelles est essentellement d'établr une "norme" en terme d'âge de développement, au servce le plus souvent d'évaluatons clnques pour le suv habtuel de 'enfant. Sans voulor en fare une lste exhaustve on peut cter le test de Bayley (969) sans doute un des plus utlsés, l'échelle de développement de Brunet & Lézne (95), l'échelle de développement de Denver (Frankenburg et Dodds, 967), le test de Gesell et Amatruda ( 947). La fgure donne un résumé, à partr des échelles de Bayley (969) et de Denver ( 967), des âges auxquelles sont acquses certanes capactés motrces qu sont communément admses comme étant mplquées dans la progresson vers la locomoton.

3 Se relaunc rdte eu, dan Se letourne du dos SU L venlre " l l l l ~ l ~ l l l ' l, Nassance mms mo 2 Fgure.: Changements observables, dans la progresson locomotrce vers la marche ndépendante (Adapté de Keogh & Sugden, Movement Sk Development, p. 38) Les rectangles dont le coté supéreur porte un pett carré correspondent à l'échelle de Bayley. Le pett carré donne 'âge auquel 50% des enfants maîtrse une hablté locomotrce partculère, la base du rectangle représente la fourchette normale des âges d'acquston, et représente 90% des enfants. La borne nféreure correspond à 'âge auquel 5% des enfants ont acqus la marche, la borne supéreure, 95 %. Les rectangles dont le côté supéreur porte un cercle correspondent à 'âge auquel 50% des enfants ont acqus un certan nveau de développement dans l'échelle de Denver. Les valeurs d'âge assocées à la longueur du rectangle correspondent aux âges où 65% des enfants ont acqus le nveau de développement ndqué ('âge nféreur donne 'âge auquel 25% des enfants ont acqus ce nveau, la borne supéreur à 90%). S l'on consdère plus précsément les étapes dans les modes de locomoton du jeune enfant, on constate qu'ls prennent appu sur des postures de plus en plus redressées : ramper ventre au sol, marche à quatre pattes, mans et genoux, pus éventuellement mans et peds, enfn "cabotage"' (marche sur le côté "en crabe" avec appu sur tout support), marche tenue, pus enfn marche ndépendante. faut noter cependant que chacune de ces étapes n'apparaît pas nécessarement chez chaque enfant. La majeure parte des travaux n'explque cependant pas cette progresson que 'qn retrouve plus ou mons chez la majorté des enfants, n la fenêtre temporelle très mportante de 'âge "normal" de 'acquston de la marche qu peut varer de 0 à 8 mos, n le fat que certans enfants, au demeurant tout à fat normaux, ne marcheront jamas à quatre pattes, ou que d'autres, élevés dans des cultures non occdentales, offrront un développement beaucoup plus précoce (Geber, 973). w ' Cette expresson est empruntée à 'ouvrage de Koupernk et Dally (980), p. 44. Une étude récente de Adolph et al. (998) sur le développment de la marche à quattre pattes tente, à partr d'un suv longtudnal de 28 enfants, d'évaluer la "flaton" pouvant exster entre dfférents modes de ramper, ans que le tansfert possble de l'hableté acquse dans un mode de ramper à un autre. S dans ce groupe d'enfants, tous sauf un, ont pratqué une forme de marche à quatre pattes, 3 parm les 28, c'est à dre près de la moté, n'ont jamas rampé. Parm les 5 autres la moté a pratqué ramper et marche à quatre pattes smultanément, alors que pour les autres la marche à quatre pattes est venue remplacer le ramper. Dans tous les cas, qu'l s'agsse du ramper ou de la marche à quatre pattes, les performances de l'enfant en termes de vtesse de progresson, fréquence de pas, durée d'appu et d'oscllaton des membres se sont amélorées avec l'expérence, ce qu suggère pour chaque stratége locomotrce, la présence d'un certan apprentssage. Par alleurs la pratque du ramper procure un avantage en ce qu concerne l'effcacté de la locomoton à quatre pattes. Les enfants ayant pratqué le ramper, offrent dès la premère semane de marche à quatre pattes une vtesse de déplacement plus mportante que les autres, suggérant ans l'exstence d'un tranfert d'une expérence locomotrce à une autre, cet avantage dsparassant après pluseurs semanes. Cependant, ce phénomène n'apparaît pas lors du passage à la locomoton bpède, les enfants n'ayant pas rampé commençant à marcher un peu plus tôt que les autres. S l'effet bénéfque de certanes expérences semble réel dans certans cas, l n'est pas général. La queston qu reste ans en suspend à trat à la noton même d'expérence, ans qu'à celle du transfert d'une hableté à une autre. Nous dscuterons à nouveau cette queton à la fn du chaptre. Consdérer le développement locomoteur comme ssu d'une programmaton génétquement détermnée, mplquant 'exstance de "programmes" nnés, empêche d'une certane manère de s'ntéresser au mode de constructon de ces habletés motrces, aux varatons nterndvduelles, ou ben même de s'attarder sur les processus du passage d'une actvté locomotrce à une autre. Pourquo ne pas consdérer, comme le suggérat McGraw (932) et comme l est courant de le fare pour d'autres actvtés motrces, que la marche, de même que d'autres formes de locomoton - Le.; course, saut à cloche ped, etc.- s'acquèrent, à l'ssue d'un processus d'apprentssage, qu nécesste, comme tout apprentssage, une expérence dversfée et la répétton nlassable de cette nouvelle actvté. me semble mportant de rappeler c que toute étude sur le développement poursut un trple questonnement : quo, comment et pourquo? Les études auxquelles l a été fat alluson c ont généralement admrablement répondu aux deux premères questons, décrvant dans le détals les objets du changement, et la manère dont ls se modfent, mas lassant généralement en suspend la queston essentelle du "pourquo". Cette queston est ben sûr la plus dffcle pusqu'elle fat mplque une recherche des causes des changements observés. En nous centrant sur l'acquston de la

4 marche autonome, des premers pas à la marche "adulte" c'est à cette queston que sera consacrée la sute de ce chaptre, qu tentera d'y apporter quelques éléments de réponse. Avant de présenter les résultats essentels de nos travaux sur l'acquston de la marche, l est nécessare de se doter d'un cadre d'analyse de 'acton motrce qu permette de rendre compte des changements comportementaux observés durant la pérode de mse en place de la marche, mas auss des varatons observables selon le contexte d'effectuaton de 'acton. l organsme - envronnement tâche L'expresson comportementale de 'acton? D'une manère générale l'organsaton de toute acton, et donc les caractérstques qualtatves observables du mouvement, peut être consdérée comme la conséquence ou la résultante d'un certan nombre de contrantes lées aux spécfctés de 'organsme, de l'envronnement et de la tâche à effectuer (Newell, 986). Ces contrantes, qu défnssent les condtons lmtes de 'acton, relèvent de tros ensembles prncpaux: ) 'organsme, que l'on peut défnr comme une personne ayant un certan potentel de base ssu du développement anatomque (talle, pods, masses musculares et grasseuses, etc.), physologque (maturaton du système nerveux, des systèmes sensorels,...), cogntf (percepton, mémore, connassances,...), affectf (motvaton, peur,...), etc., 2) les proprétés de la tâche à réalser, 3) un envronnement donné, ncluant auss ben les éléments matérels en jeu, en partculer les "outls", que le contexte physque, socal ou affectf, dans lequel se déroule l'acton. Pour effectuer une acton motrce telle que la marche, la course, le saut à cloche ped, ou toute autre actvté mplquant la corps tout enter, de nombreux systèmes sont moblsés. On peut en cter schématquement quelques uns : le système postural permettant le manten en posture érgée, les oscllateurs spnaux permettant une actvté rythmque alternée des membres (Grllner, 975), les systèmes sensorels, vsuel, labyrnthque et proproceptf, le système musculare dont 'actvté perhet le déplacement des segments corporels ans que les ajustements posturaux, le système physque en acton, c'est à dre le corps dont les caractérstques anthropométrques varent avec l'âge, le système cogntf qu va permettre le tratement des nformatons dsponbles, etc. Ans toute actvté motrce peut être consdérée comme la résultante d'une actvté ntégrée de ces dfférents systèmes. Les caractérstques de l'actvté motrce vont donc dépendre du mode de fonctonnement de chacun des systèmes moblsés, des condtons contextuelles de leur fonctonnement relatvement aux proprétés de la tâche à effectuer (Fg. 2). Fgure 2. : nteracton entre les dfférents types de contrantes spécfant certans aspects des coordnatons motrces au cours de la réalsaton d'une acton. (D'après K. Newell (986) Constrants on the development of coordnaton, p. 348) D'une étape à l'autre, vers la marche ndépendante L'utlsaton des notons de systèmes, de contrantes, de proprétés résultantes a été largement nfluencée par des résultats concernant les systemes "dynamques" de nature physque. Certanes proprétés de ces systemes, en partculer ceux d'auto-organsaton, ont été utlsées par l'approche écologque pour tenter de rendre compte des caractérstques des coordnatons motrces et de leur transformaton au cours du développement de l'enfant et plus généralement de l'apprentssage d'habletés motrces (vor par exemple les revues Journal of Motor Behavor de mars 992, ou Chd Development vol. 62 de 993). Les travaux d'esther Thelen sont sans doute ceux qu montrent le plus clarement quel peut être l'apport de certans éléments de la théore des systèmes dyna mques non-lnéares dans les études sur le développement moteur (Thelen, 986, Thelen &Smth, 994;Thelen, Kelso & Fogel, 987;Thelen & Ulrch, 99). D'après Thelen (986), les prncpes explcatfs seraent valables non seulement en temps réel (au nveau de 'effectuaton du mouvement à un moment donné), mas auss! dachronquement (au nveau des étapes de développement). Dfférents auteurs ont reprs cette dée dans l'analyse du développement de compétences locomotrces (Clark et al., 993; Verejken & Thelen, 997; Adolph, 993) Dans cette perspectve, les proprétés d'organsaton d'un tel système peuvent se résumer en tros ponts (Thelen, 986: p. 09) : ) La complexté observée d'un système, n'est pas due à une programmaton a pror, mas est une proprété résultante des relatons entre les éléments du système. l

5 2) Quelle que sot l'échelle consdérée, l exste des composants qu contrôlent la stablté du système, et d'autres qu lu permettent flexblté et adaptaton. 3) Les transtons d'un état stable à un autre ne sont pas lnéares ou contnues. Des changements au nveau de l'un des éléments du système engendrent des perturbatons d'où peuvent résulter des comportements qualtatvement dfférents. Les caractérstques d'un mouvement effectué seraent en fat la résultante de la dynamque des relatons entre les éléments d'un système à un moment donné. S 'on consdère l'acquston de compétences posturo-motrces, pluseurs remarques sont nécessares. Les dfférents éléments consttutfs du système n'ont pas, a pror, un développement synchrone. Ans, même s certans éléments sont tout à fat fonctonnels, d'autres pourront avor un effet nhbteur ou ben lmtatf. Le comportement observable à un moment donné du développement est donc le produt des nteractons dynamques, qu se stuent à dfférents nveaux de relatons, des éléments du système. De nouvelles formes de comportement seront observables lorsque le composant ayant un développement comparatvement mons rapde parvendra à maturté. Prenant l'exemple de la marche, Thelen dentfe hut composants choss à des fns heurstques, et qu ne sont donc pas exclusfs de l'exstence d'autres composants (Thelen, 986: 20-24) : le générateur de rythme, la dfférencaton artculare, le contrôle postural, la sensblté au flux vsuel, le tonus musculare, la force des extenseurs, les contrantes bomécanques et la motvaton à marcher (vor fgure 3). l ' l Le générateur de rythme serat fonctonnel dès avant la nassance, alors que le contrôle postural nécessare au début de la marche ndépendante n'est présent que vers un an; de même la motvaton à la marche peut auss dépendre de dfférents facteurs. L'auteur développe l'dée qu'à tout moment du développement, les mouvements - c ceux de la marche - sont le produt des composants du système, chacun ayant sa propre courbe de développement. Ces nteractons entre composants se produsent dans un ensemble défn de contrantes et d'opportuntés que permet le contexte. Ans dans leurs travaux sur 'organsaton des coordnatons des mouvements pré-locomoteurs, Thelen et collaborateurs ont montré comment, à partr de manpulatons des constantes bomécanques (Thelen, Fsher & Rdley-Johnson, 982) ou de manpulatons du contexte de 'effectuaton du mouvement (Thelen, 986; Thelen & Ulrch, 99), l'organsaton des coordnatons des mouvements des jambes pouvat être modfée de manère tout à fat substantelle. C'est selon cette perspectve que Thelen nterprète la dsparton du mouvement de marche automatque chez le bébé de quelques semanes, par le fat que, dans les premers mos, les caractérstques anthropométrques de 'enfant se modfent de manère très mportante. L'augmentaton de la masse adpeuse des membres nféreurs, sans augmentaton parallèle de la force musculare condurat à la dsparton de la marche automatque. Cargument prncpal de l'auteur est basé sur le fat que ces mouvements réapparassent lorsque 'enfant est à dem mmergé dans de l'eau. Le mleu aquatque dmnue en effet la force musculare nécessare à 'effectuaton de tels mouvements. Une manpulaton non plus du contexte mas des masses des membres nféreurs (Thelen & Fsher, 983) condut à formuler les mêmes conclusons. On constate c que chacun des "composants" pourrat être consdéré à son tour comme un système composé d'éléments nteragssant. Une telle approche a le mérte de montrer la nécessare nteracton d'un nombre mportant d'éléments, 'asynchrone de leur développement récproque, l'mpact des éléments des uns sur les autres, et de suggérer que tout comportement moteur est en fat la résultante d'un contrôle de nombreux mécansmes nteragssant à dvers nveaux. S les transformatons spectaculares de l'actvté motrce de 'enfant dans sa premère année dépendent ben évdemment de la maturaton du système nerveux central, l est dffcle dès lors que l'on consdère les caractérstques comportemenl! tales de l'actvté locomotrce du tout jeune marcheur, de dégager une explcaton en terme de causalté. Comment en effet explquer l'évoluton très rapde des carac- [ térstques comportementales ben connues du mouvement locomoteur du jeune marcheur, vtesse de marche rédute, pas courts, écartement des peds mportant, durée relatve du double-appu nettement supéreure à celle observée chez 'adulte, posé du ped à plat, absence de contact par le talon, absence de balancement alterné des bras, etc.? Prenons l'exemple de la myélnsaton des fbres nerveuses souvent consdérée comme un élément dont la contrbuton serat essentelle dans la mse en place de la motrcté chez le bébé : l n'exste pas de travaux à notre (D'après E. Thelen (986) Development of coordnated movement: mplcaton for early human development). 60

6 connassance qu permettent d'mputer à la myélnsaton l'évoluton de certanes caractérstques de la marche chez 'enfant (vor le derner chaptre de Sutherland et al., 988). Nous proposerons donc dans cet artcle une autre manère de poser le problème de l'acquston d'une compétence motrce telle que la marche, en partant des proprétés de la tâche à effectuer, et en consdérant que pour marcher 'enfant dot résoudre un problème moteur nouveau avec les capactés dont l dspose à cette pérode de sa ve. Ans en partant des proprétés fonctonnelles de la marche, c'est à dre des proprétés mécanques que le système, consttué par le corps et son support, dot satsfare afn de se déplacer dans le plan antéro-postéreur grâce à une successon d'appus unpodaux et bpodaux, nous montrerons que l'évoluton des caractérstques de la marche de 'enfant peut être nterprétée comme la progressve constructon d'une soluton motrce résultant de l'ensemble des contrantes lées à 'enfant, à la tâche et à l'envronnement (vor fgure 2). cycle r5cr- / / / CP :contact du ped avec le sol ve du ped centre de gravlt8 '."'..ç// centre des prebs,ons.am nt A=@, t Qu'est-ce que marcher? Comme nous venons de le vor, un des modes de locomoton humane consste à marcher, c'est à dre à déplacer son corps selon un axe antéro-postéreur, grâce à une successon de smple-appus (appu unpodal), et de double-appus (appu bpodal) (vor fgure 4). Ce déplacement, qu sera consdéré d'un pont de vue fonctonnel comme la caractérstque essentelle de la tâche locomotrce, ne sera possble que grâce à la créaton de forces propulsves. Brenère et coll. ( 987) ont montré que ces forces étaent générées par la créaton et la modulaton d'une dstance entre le centre des pressons (qu est le barycentre des forces réactves au sol) et la projecton au sol du centre de gravté du sujet. Cette actvté condut à une stuaton de déséqulbre, pusque le centre des pressons et le centre de gravté du corpsne se trouve à peu près jamas sur la même vertcale 2.(vor fgure 5). Cependant, la dstance qu sépare ces deux ponts - centre des pressons et projecton au sol du centre de gravté - peut être plus ou mons grande au cours d'un cycle, c'est à dre entre deux contacts au sol du même ped 3. En outre la projecton du centre de gravté peut se fare hors de la base de sustentaton, c'est à dre de la - Fgure 5.: Déplacement du Fgure 4. : Représentaton schématque de la marche. centre des pressons et de la projecton au sol du centre de gravté au cours d'une séquence de pas pour un enfant ayant quelques semanes de marche. AXp : mesure de la longueur du pas; AYp : mesure de 'écartement des peds au cours d'un pas. ' Défnton de l'équlbre : Pour qu'un corps rgde reposant sur un plan horzontal sot en équlbre deux condtons dovent être réunes: - La résultante des forces externes -réacton R du plan et forces gravtares, mg pods du corps - dot être.-,égale à zéro; - La somme des moments de ces forces relatvement à G (centre de gravté), dot être nulle. Une conséquence de ces deux condtons est une dstance nulle entre le barycentre des forces réactves (centre des pressons) et la projecton au sol du centre de gravté. En outre, s la projecton du centre de gravté se trouve à l'ntéreur de la surface d'appu (délmtée par le contour des deux peds), alors 'équlbre peut être rétabl, l n'en est plus de même s le centre de gravté se projette à l'extéreur de cette surface, stuaton qu entraîne alors une chute de l'objet consdéré (vor fgure 5). NOUS consdérons c qu'un cycle est consttué de deux pas, un pas correspondant à toute actvté se déroulant entre le contact au sol d'un ped et le contact suvant. c'est à dre celu du ped controlatéral.(vor fgure 4). cenrè de g;avte centre des pressons cenlre da gravde Fgure 6.: a) Condton d'équlbre de l'appu bpodal: le centre des pressons et le centre de gravté sont stués sur la même vertcale; b) Condton de déséqulbre de l'appu unpodal : exstence d'une dstance non nulle entre le centre des pressons et la projecton au sol du centre de gravté.

7 base d'appu délmtée par les deux peds. Durant la phase d'appu unpodal la projecton du centre de gravté se trouve être hors de la base de sustentaton (fg. 6), condusant à un déséqulbre maxmal. On comprend ans meux 'mportance d'une actvté posturale constante nécessare pour contrebalancer l'nstablté lée à 'actvté même de la marche, et évter ans une perte d'équlbre condusant éventuellement à une chute. Une telle approche met l'accent sur l'actvté globale du marcheur, résultant de l'acton smultanée des deux hémcorps, alors que le caractère symétrque du mouvement de marche à condut de nombreux auteurs à étuder la marche en se focalsant sur l'un des hémcorps. nous est apparu essentel dans nos travaux de consdérer les caractérstques globales du corps en mouvement, et non pas seulement d'un hémcorps, afn de montrer l'mportance, dans le processus d'acquston de la marche, de la maîtrse, par le jeune marcheur des proprétés de la tache en jeu 4. Nous formulons ans l'hypothèse que l'apprentssage de la marche consste pour 'enfant à tenter de résoudre de manère optmale le dlemme qu s'offre à lu : produre et maîtrser ce déséqulbre qu seul permet la producton de forces propulsves qu à leur tour engendreront un déplacement vers l'avant. De nombreux auteurs consdèrent qu'un manque de contrôle postural empêche la marche ndépendante, alors que la plupart des composants qu y contrbuent sont fonctonnels ben avant cet âge (Thelen, 986; Thelen et al., 989). Le ou les éléments qu permettra(en)t à 'enfant de fare ses premers pas restent méconnus. se pourrat que la marche bpède requert un certan développement anatomque du corps de 'enfant : Thelen (983) a répertoré quelques études suggérant que les enfants ayant des jambes courtes et épasses marchent plus tard que ceux dont les jambes sont plus longues et plus mnces. n'en reste pas mons que les débuts de la marche représentent en fat une expérence totalement nouvelle pour 'enfant : l lu faudra être capable de produre et de contrôler une successon de déséqulbres unpodaux et bpodaux nécessares à une progresson dans le plan antéro-postéreur. Or à cette époque 'enfant n'a pas l'expérence d'un équlbre unpodal, qu'l est d'alleurs ncapable de maîtrser. Ce n'est que beaucoup plus tard qu'l pourra se mantenr de manère stable sur un seul ped 5. Apprendre à marcher peut ans être décrt comme le processus d'ntégraton de nécesstés posturales (stablser le corps de manère à évter une perte d'équlbre et donc une chute) et de nécesstés dynamques (créer les condtons dynamques permettant de déplacer le corps vers l'avant), apprendre auss à ntégrer, c'est à dre à nterpréter et à utlser les nformatons sensorelles dsponbles. Nous essaerons de montrer dans la sute de ce Les travaux raportés c ont été réalsés en collaboraton avec Yvon Brenère et avec Annck Ledebt au Laboratore de Physologe du Mouvement de l'unversté d'orsay, pus plus récemment dans le cadre d'une toute jeune Assocaton "Pour l'étude du développement de la posture et de la locomoton chez 'enfant " hébergée par 'Hoptal Pédatrque Robert Debré à Pars. En effet d'après Bayley (969) ce n'est qu'à 30 mos que 'enfant est capable de tenr sur un ped seconde, 5 secondes à 38 mos. donc dans les deux cas ben après les débuts de la marche autonome. texte la complexté de ce que nous consdérons comme un vértable apprentssage qu nécesste pluseurs années avant de parvenr à un contrôle posturo-moteur de type adulte. Nous ne traterons c que l'aspect "purement moteur" de l'acquston de la marche, renvoyant le lecteur à d'autres publcatons en ce qu concerne le rôle des nformatons sensorelles dans le contrôle de la locomoton (Brl et Ledebt, 998 ; Lebept, 997) Acquston des coordnatons motrces en jeu dans la marche S les délas nécessares à l'acquston de la marche les plus couramment avancés sont en général de 2 à 3 ans de marche autonome, l exste un désaccord réel sur 'âge d'acquston d'une marche ayant les caractérstques de la marche mature. Très précoce pour certans, Clark et collaborateurs (Clark & Phllps, 987) soutennent que la marche mature serat acquse dès tros mos de marche ndépendante, alors que pour Okamoto & Kumamoto (972) ou Cavagna et al. (983) l faut à 'enfant cnq à sx ans de marche autonome pour parvenr à une marche ayant les mêmes caractérstques que la marche adulte. En fat le chox des paramètres étudés, en grande parte dcté par les méthodologes d'enregstrement utlsées, et l'dée mplcte que ces paramètres consttuent de bons ndces du processus de développement de la marche explquent, en parte au mons, ces dvergences. Comme nous l'avons déjà soulgné, pour de nombreux auteurs, les caractérstques de la marche du jeune enfant relèvent d'un manque de contrôle postural qu mpose en quelque sorte les spécfctés du mouvement au début de la pérode de marche autonome, ndépendamment des contrantes d'ordre morphologque (talle de 'enfant, longueur de la jambe, du ped) : une personne plus grande pourra fare des pas plus longs sans pour autant que les processus de contrôle de la marche sot dfférents de ceux utlsés par des personnes plus pettes de talle. Ans 'nstablté posturale condurat 'enfant à avor une durée du double-appu (relatvement à la durée totale du mouvement) nettement plus mportante que chez l'adulte (Sutherland et al., 988), une base de sustentaton, toujours relatvement à la talle de 'enfant, beaucoup plus grande (Shrley, 93; Burnett & Johnson, 97), caractérsée souvent par une poston des peds tournés vers l'extéreur. L'actvté musculare fat apparaître des CO-contractons qu, en augmentant la rgdté du corps aderaent le contrôle de l'équlbre (Okamoto & & Kumamoto, 972). L'ouvrage de Sutherland et collaborateurs nttulé The Development of Mature : Walkng (988) donne une mage très complète, des valeurs moyennes de nom-! breux paramètres de la marche depus 'âge d'un an jusqu'à 7 ans, et de leurs évoluton sur cette pérode. La plupart de ces études cependant semblent consdérer la pérode d'acquston de la marche comme une pérode relatvement homogène. Or nos propres travaux suggèrent que le développement de la marche autonome relève d'un processus caractérstque non lnéare. Ben que basée sur un nombre restrent de sujets, c'est grâce à une étude longtudnale de cnq enfants surcnq années, que nous avons pu analyser certans aspects du processus de mse en place de la marche ndépendante (Brl & Brenère. 992). Tout en confrmant le plus

8 souvent les données de la lttérature, nous avons pu travaller de manère détallée sur l'évoluton de la marche dans les mos qu suvent les premers pas, et ans mettre en évdence dfférentes phases d'acquston, alors que la majorté des travaux sur l'acquston de la marche sont basés sur les données de groupes transversaux d'enfants de dfférents âges, ce qu masque d'mportantes modfcatons, sur de courtes pérodes, de certanes caractérstques de la marche du jeune enfant. Évoluton des paramètres globaux de la marche Les études dont l est queston c sont basées sur une approche globale de la marche, qu nous a amenés à nous centrer sur l'évoluton des valeurs des paramètres qu représentent en quelque sorte un résumé des caractérstques locales du mouvement locomoteur. Nous avons étudé en partculer la vtesse, la fréquence, la longueur de pas, 'écartement des peds, la durée du double-appu, 'accélératon latérale et vertcale du centre de gravté. La caractérstque essentelle de l'évoluton de ces dfférents paramètres est leur développement non lnéare (vor fgure 7). Prenons la vtesse moyenne de progresson : très fable lors des premers pas, de 0,2 à 0,4 mls (ce qu donnerat une vtesse de marche de 0,75 à,5 kmlh alors qu'un adulte marche à une vtesse moyenne de 5 à 6 kmlh), elle augmente de manère très sgnfcatve durant, les 3 à 6 premers mos de marche ndépendante selon 'enfant, pour se stablser par la sute autour de m/s en moyenne. Parallèlement, la fourchette de vtesses utlsées par 'enfant lors d'une séance d'observaton, s'accroît elle auss de manère mportante. Nous avons donc consdéré dans notre nterprétaton que celle-c état le témon relatvement fdèle de ce que 'enfant est capable de fare à un moment donné. Une fourchette de vtesse fable est donc nterprétée comme l'ncapacté de 'enfant à fare varer sa vtesse de progresson, alors qu'une fourchette de valeurs plus mportante témogne de sa capacté à la moduler volontarement. Les autres paramètres offrent de même une courbe de développement analogue, forte durant ces 3 à 6 mos, pus nettement plus progressve. La longueur de pas passe d'une qunzane de centmètres à une cnquantane, parallèlement l'écartement dmnue de moté durant cette pérode, la durée relatve du double-appu 6 se stablsera entre 25 et 30% de la durée du pas, la fréquence de pas qu montre une augmentaton fable mas sgnfcatve durant les premers mos commence à dmnuer régulèrement durant la pérode où se stablsent les autres paramètres. Cette tendance caractérstque ne peut être explquée par la crossance de 'enfant. En effet des résultats en valeurs relatves (lon- - ' gueur des pas rapportée à la talle de 'enfant ou à la longueur de la jambe) accentuent encore cette caractérstque de la trajectore développementale observée. C'est donc en terme de changement de stratége de marche que l'on rasonnera. Durée relatve du double-appu = durée du double-app,u durée du pas. Cette durée relatve du double appu correspond chez l'adulte à 20% en moyenne de la durée totale du pas. O ~ 0 $ o O L! O! ~ W S 2 a.: nombre de mos de marche 08, nombre de mos de marche O ' 0 t m n O L o o t s m a nombre de mos de marche nombre de mos de marche Fgure 7.: Évoluton des paramètres de la marche: données moyennes pour le groupe de 5 enfants (chaque pont représente la valeur moyenne du paramètre à un âge donné, calculée à partr d'une quarantane de séquences de pas, chaque séquence étant composée de 3 à 5 pas selon l'âge de 'enfant) (Adapté de Brl et Brenère ( 992) Journal of Motor Behavor; p. 09). Nous avons vu à partr de l'analyse des caractérstques de la tâche que l'un des problèmes essentels et nouveau pour 'enfant tent à son ncapacté à maîtrser la stuaton de déséqulbre caractérstque de la marche. Une manère de mesurer la capacté à gérer la successon d'états d'équlbre et de déséqulbre au cours du pas consste à étuder lesvaleurs de l'accélératon vertcale du centre de gravté du marcheur durant le cycle (Brenère & Brl, 988, 998). Drectement dédute des mesures des forces réactves au sol 7, l'accélératon vertcale rend compte des phases de chute et de rattrapage de l'équlbre : une accélératon postve résulte d'une actvté de propulson, alors qu'une valeur négatve témogne d'une stuaton de chute dynamque. L'accélératon vertcale est donc nterprétée comme un ndcateur de l'actvté antgravtare, c'est à dre de la capacté à mantenr la poston du centre de gravté à un nveau qu osclle de manère pérodque autour d'une constante, au cours d'une successon de pas. Ce paramètre rensegne donc sur la stratége de manten à hauteur du centre de gravté au cours de la marche. L'accélératon vertcale du centre de gravté est donnée par la formule : Z G = ARz/m avec (brz = Rz - mg, ou m et mg représentent respectvement la masse et le pods du sujet)

9 Nous avons par alleurs décrt la phase d'appu unpodal comme une pérode de déséqulbre ntense, maxmal au moment qu précède mmedatement le contact du ped au sol (vor fgure 8 a). Nous avons donc mesuré la valeur de 'accélératon vertcale à cet nstant de déséqulbre maxmal (Brenère et Brl, 998). Alors que chez l'adulte cette valeur est toujours postve, ce qu veut dre que le centre de gravté est mpulsé vertcalement, chez 'enfant la valeur de 'accélératon vertcale à la fn du smple appu est toujours négatve, tradusant une stuaton dynamque de chute. Plus ntéressant encore, et comme le montre la fgure 8 b, les valeurs moyennes de 'accélératon vertcale à ce moment de déséqulbre maxmal offrent une courbe de développement caractérstque : augmentant de manère mportante en valeur négatve jusque vers 4-6 mos de marche ndépendante, la tendance s'nverse à partr de cette pérode. faudra encore pluseurs années, plus de tros ans, pour que cette valeur devenne postve. Par alleurs, le calcul des corrélatons entre les valeurs de 'accélératon et de la vtesse de marche pour chaque séance d'observaton, montre une augmentaton sgnfcatve de la valeur de la corrélaton durant toute la pérode pendant laquelle les valeurs de 'accélératon vertcale augmentent en valeurs négatves (fgure 8 c). Cette valeur de la corrélaton dmnuera ensute, pour devenr non sgnfcatve après plus de deux ans de marche autonome c'est à dre vers 3 ans - 3 ans et dem. Quelle nterprétaton donner à ce processus de développement. Durant les premers mos de marche ndépendante, le mouvement devent "effcace", l y a en partculer une augmentaton sensble de la vtesse moyenne de progresson, qu va de par avec une augmentaton de chute vertcale. Or une augmentaton de la vtesse mplque une augmentaton de la longueur du pas etlou une augentaton de la fréquence de pas. S la longueur de pas augmente, cela produt un déséqulbre plus mportant (vor fgures 5 et 6, ans que 8 a) qu mplquerat pour le compenser une actvté posturale de manten du segment tête-tronc plus mportante elle auss, que 'enfant n'est pas en mesure de produre (Brenère et Brl, 998). Ce résultat nous avat condut à publer un artcle avec ce ttre: "Pourquo 'enfant marche en tombant, alors que l'adulte tombe en marchant?" (Brenère & Brl, 988). faudra ans à 'enfant pluseurs années pour parvenr non seulement à maîtrser le déséqulbre produt durant l'appu unpodal mas auss à se propulser durant ce smple appu. Nous fasons par alleurs l'hypothèse que cette dffculté à mettre en place la maîtrse d'une actvté antgravtare durant le smple appu sera smlare dans des actvtés mplquant un appu unpodal tel que le passage d'obstacle ou la montée d'escaler 8. C ' Une étude en cours sur le passage d'obstacle semble aller dans ce sens. L'enfant de 8 mos ne parvenant pas à passer un obstacle, mëme s ce derner est d'une très pette hauteur (Brl & Drouard, manuscrt en préparaton). Fgure 8 : Accélératon vertcale du centre de gravté: a) Poston du corps du marcheur à l'nstant précédant le posé du ped au sol, nstant de déséqulbre maxmal (Croqus réalsé à partr de D.Wnter, The Bornechancs and motor control of human gat. Unversty of Waterloo Press, 99). b) Courbe de développement des valeurs moyennes de 'accélératon vertcale au moment du contact du ped (Adapté de Brenere et Brl (998), Expermental Bran Research) c) Covaraton entre accélératon vertcale au moment du contact du ped, et vtesse de progresson, en foncton de l'expérence de marche (Adapté de Brenère et Brl (998), Experrnental Bran Research).

10 C Évoluton des caractérstques cnématques du mouvement de marche : la nécessare stablsaton du tronc et de la tête Les données présentées jusqu'c sont consdérées comme des para- AM 2 mètres globaux, mage résultante de l'ensemble des caractérstques V- de ~ ~~gr-l~., moyere. mlalmum et manlmum locales du mouvement. Ans par z:: exemple, la cnématque du centre de 0.2 gravté du corps du sujet, est la résulpy:- tante de la cnématque de l'ensemble 3. des segments corporels mplqués Fr4quence de P. dans le mouvement. Ledebt et Brl (2000) ont étudé le mouvement de '- rotaton de la tête et du tronc dans les,,- 4 plans latéral et sagttal sur un groupe h lal. :2, Longueur el brgtur du psl de 7 enfants suvs longtudnalement 0. < lu8 durant plus d'une année à partr de,o. leurs premers pas g. La stablté du tronc et de la tête dans une tâche telle 5o Dur& rebuvc du doabk mppul que la marche est essentelle pour,, deux rasons prncpales. La premère à laquelle l est le plus souvent fat référence, concerne la nécessare stablté de la tête, dans la mse en place d'un référentel vsuel et vestbulare. En effet, pour créer les condtons optmales pour l'acquston et l'nterprétaton d'nformatons tant vsuelles que vestbulares, les organes récepteurs dovent être dans des condtons de stablté maxmale. Une seconde rason à une nécessare stablté de la tête et du tronc a trat au comportement nertel du corps durant la marche. Le segment "tête et tronc" représente une proporton mportante ' de la masse du corps, et un mouvement mportant de ce segment au cours de la marche, ou d'autres actv- RataUom de s UB el du tronc dna b pbm.gltt.l (mospe) et bontpl (rouls) Fgure 9 : Evoluton des valeurs moyennes de rotaton du tronc et de la tête dans les plans frontal et antéro-postéreur, ans que des paramètres globaux de la marche pour un enfant représentatf. (adapté de Ledebt et Brl, Developmental Psychobology, 2000). Cette mportante étude longtudnale consttuat 'obet central de la thèse d'annck Ledebt "Aoorendre,~,~ ~ ~ a marcher : Développement des mouvements de la têje et du tronc au cours des deuxpremères années d'acquston de la marche étudée conjontment au développement des réponses vestbule-occulares", Unversté-Pars X, 996. tés mplquant le corps dans sa totalté, amplferat les stuatons de déséqulbre, dont on a vu qu'elle consttuent le déf majeur au jeune marcheur. La fgure 9 donne pour un enfant représentatf les valeurs moyennes de la rotaton du tronc et de la tête lors de la marche en foncton de l'expérence de marche, dans le plan frontal (mouvement de rouls) et dans le plan antéro-postéreur (mouvement de tangage). c encore, l'on constate une dmnuton mportante des mouvements de rouls et de tangage durant les premers mos d'acquston de la marche, valeurs qu se stablsent par la sute. C'est en outre dans le plan frontal que la tendance est la plus marquée. Quel len peut-on fare entre ces données sur la cnématque du tronc et de la tête, et celles sur des paramètres tels que la longueur des pas ou l'écartement des peds. Prenons ce derner paramètre. Nous avons vu que le tout jeune marcheur utlse une grande base de sustentaton, avec un écartement des peds mportant, et que cet écart dmnue de manère sgnfcatve durant les premers mos de marche. Or, plus l'enfant marche avec les peds écartés, plus le mouvement de balancer du haut du corps sera mportant. La fgure 0, llustre cette relaton entre écartement des peds et mouvement du tronc. Cependant, une autre nterprétaton est possble. L'enfant lors de ses premers pas, peut avor des dffcultés à maîtrser le mouvement du segment tronc-tête par nsuffsance de forces musculares pour stablser le tronc, ce qu va ans augmenter l'nstablté et donc rendre nécessare une large base de sustentaton. Ans le mouvement de la tête A et du tronc peut être la conséquence mas auss la cause d'une.- 8 m large base de sustentaton. nversement, la dmnuton d'am- 2 pltude des mouvements de rouls observés dans les quelques mos Tl rn w 2 semanes 59 semanes de marche de marche qu suvent les débuts de la marche autonome est dans une large mesure due au fat que l'en- O. ~ - fant est mantenant capable de 0. m --- meux contrôler son équlbre, mas dépend sans doute auss d'une capacté plus g rande de len- Fgure 0.: Relaton entre le mouvement de rotafant à stablser le segment tête- ton latérale (rouls) de la téte et du tronc et 'écartronc, permettant la dmnuton du tement des peds au cours d'une séquence de pas

11 Y ' déséqulbre et donc rendant caduque la nécessté d'une grande base de sustentaton. Cet exemple montre clarement la multplcté des composants et leurs effets récproques résultant ou ben produsant les caractérstques comportementales du mouvement. L'acquston de la marche, un processus en deux étapes Une des caractérstques les plus marquantes du développement des paramètres analysés dans les études longtudnales présentées est propre à leur évoluton non lnéare, ce qu nous a condut à fare 'hypothèse de l'exstence de deux phases prncpales d'acquston de la maîtrse posturo-locomotrce (Brl & Brenère, 992). La premère phase, que nous nterprétons comme une phase dntégraton de la posture et du mouvement, d'une durée de 3 à 5 mos selon les enfants, est caractérsée comme nous l'avons vu par une évoluton très rapde des paramètres de la marche (vor fgures 7 à 9). L'augmentaton de la vtesse moyenne de progresson qu passe de 0,20 m/s à 0,80 m/s, de la longueur du pas ans que de la fourchette de vtesses utlsées montre que la marche devent vértablement fonctonnelle. Par alleurs on note une forte dmnuton de l'écartement des peds ans que de la durée relatve du double-appu, paramètres généralement consdérés comme ndexant les aspects posturaux de la marche. On observe smultanément la mse en place d'une corrélaton sgnfcatve entre fréquence de pas et vtesse comme c'est le cas chez 'adulte. On peut donc fare 'hypothèse que durant cette phase d'acquston, 'enfant "apprend à utlser" les contrantes mécanques du système composé de son corps, du sol sur lequel l marche et de la gravté (Brenère, Brl et Fontane, 989), en d'autres terme cette pérode est dévolue à l'ntégraton des contrantes posturales aux nécesstés dynamques de la marche. Cette hypothèse d'une nécessare ntégraton par le tout jeune marcheur, des composantes bomécanques de son corps est corroborée par l'étude de l'évoluton de la durée du premer pas au cours des sx premers mos de marche autonome. Chez 'adulte, comme chez 'enfant de plus de 4 ans, Brenère et collaborateurs (Brenère et al., 986; Ledebt & Brenère, 994) ont montré que la durée du premer pas d'une séquence de pas état constante pour une personne donnée et que par alleurs une très bonne approxmaton de cette durée est donnée par la dem pérode d'un pendule composé nverse. L'ntérêt de ce modèle est qu'l est une foncton des caractérstques de masse, de talle et de moment d'nerte du corps du sujetlo. Applquée à 'enfant qu fat ses premers pas, cette modélsaton n'état pas satsfasante, les durées observées du premer pas étant plus fable que celle données 'O La dem-pérode d'un pendule composé nverse est donnée par la formule : Tl2 = p ((lg + mh2) mgh)l/2 m = masse du corps; g = forces gravtares; h = dstance au sol du centre de gravté; G = moment d'nerte. f par une modélsaton basée sur un pendule nverse composé. Cependant une modélsaton basée sur une stuaton plus smple, un pendule nverse smple, donnat des résultats correspondant parfatement à ce qu se passat chez le tout jeune marcheur. Or la pérode d'un pendule smple ne dépend que d'une caractérstque du pendule - ladstance au sol de son centre de gravtél. Ces résultats peuvent ètre résumés de la manère suvante. Lors de 'effectuaton du premer pas d'une séquence de pas, le tout jeune marcheur, se comporte comme un pendule nverse smple, la durée de ce premer pas ne dépendant que de la dstance au sol de son centre de gravté. Après quelques mos de marche. et comme chez 'adulte, la durée du premer pas d'une séquence de pas peut être modélsée par la dem-pérode d'une pendule nverse composé, dont la valeur dépend de la poston au sol du CG mas auss de sa masse et de son moment d'nerte. On peut donc dre que 'enfant au cours des premers mos de marche se comporte comme s'l "ntégrat" tout d'abord la poston de son centre de gravté, pus sa masse et son moment d'nerte. Une seconde phase, ou phase d'ajustement, correspond à une pérode d'affnement du contrôle de la marche. C'est durant cette étape qu prendrat fn après envron 5 à 6 années de marche ndépendante, c'est à dre vers 6 ou 7 ans (Brenère & Brl, 998; Ledebt, Brl et Brenère, 998) que 'enfant parvent à produre une stratége de propulson de type adulte. Cette pérode est marquée par une évoluton caractérstque des valeurs de 'accélératon vertcale mesurée à l'nstant de la transton entre smple-appu et doubleappu, c'est-à-dre à l'nstant où le déséqulbre est maxmal (Brenère et Brl, 998). C'est après 3 années de marche ndépendante que ces valeurs devennent postves (les valeurs adultes ne seront cependant attentes qu'envron 2 ans plus tard), marquant ans un changement de stratége de propulson. L'enfant n'est plus en stuaton de chute à la fn du smple-appu. On peut donc en conclure qu'l devent alors capable, grâce à un contrôle postural unpodal plus effcace, de se propulser durant le smple-appu. Ces résultats vont dans le sens des études de Okamoto et Kumamoto (972) qu avaent montré que ce n'est que vers 7 ans que 'enfant utlse dans la marche un pattern d'actvté musculare semblable à celu de 'adulte. C'est auss durant cette pérode que se développer les phénomènes antcpa- teurs - spataux et temporels - de la marche (Brenère et al., 989; Ledebt et al., 998) tels qu'ls ont été décrts chez 'adulte (Brenère & Do, 986). Une analyse de la phase d'ntaton de la marche chez des enfants commençant à marcher, ans que des enfants de 2,5 ans à 8 ans, permet de fare l'hypothèse que la capacté d'un! contrôle proactf de l'acton, n'exste pas au départ mas se construt progressvement avec l'expérence locomotrce. Ce contrôle proactf du mouvement recouvre deux fonctons essentelles : l permet tout d'abord d'antcper le déséqulbre produt par le passage d'un appu bpodal à un appu unpodal, et donc de s'y préparer l La dem pérode d'un pendule nverse smple est donné par la formule : Tl2 = p (hlg)/2 g = force gravtare; h = dstance au sol du centre de gravté

12 3 z! O r, S CD m, m 2 3 :. -h 5 2., 3. -g 3 a o Cn, z $00 CO 2 $4 g.!a mr 29 s 3 03 m (D -.N 3 cl - m (D V (D a O Vtesse (mls) O O O 2 2 O b s g B 8 $ g 3 0- zyn CD 3 o. A "'O - $ 3 2 A 3-tn - m -. 3 a m- U N!!On 2 2 O O O O 0 - bj -g -g O O O % de contact par le talon,

13 : DSCUSSON Que peut nous apporter une perspectve écologque des apprentssages moteurs en général, et de la marche en partculer, approche qu assoce une analyse psychologque et bomécanque de l'acton motrce? L'ouverture la plus mportante qu'offre cette perspectve théorque me semble se stuer au nveau de 'explcaton du comportement observable. Elle permet, en cherchant à dssocer ce qu dans le comportement dépend de contrantes bomécanques lées aux caractérstques du corps, des contrantes lées à 'acton - le mouvement nécesste la producton de forces qu sont à 'orgne du mouvement -, ou encore de celles spécfques de l'envronnement, de meux cerner les dfférents composants nécessares à la réalsaton de 'acton (vor fgures 2 et 3), ans que leur rôle respectf dans la réalsaton de 'acton. Elle permet par alleurs de meux poser le problème de la varablté observable dans l'expresson comportementale de 'acton au nveau ntra- ou nter- ndvduel. En guse de dscusson, j'abordera ces questons selon tros axes complémentares : je développera tout d'abord, à partr d'exemples smples, l'ntérêt de rechercher des nterprétatons "économques" aux phénomènes observés; j'abordera ensute la queston du rôle des caractérstques de 'envronnement dans le chox d'une stratége d'acton, et termnera par la queston du rôle de l'expérence et des varatons observables dans la chronologe des étapes de développement. Une recherche d'explcaton "économque" aux changements observés! Grâce au recours à une modélsaton qu reste ben sûr smplfcatrce, nous,., avons vu qu'en assmlant le jeune marcheur à un pendule nverse. l a été possble j j de proposer l'hypothèse selon laquelle la durée du premer pas d'une séquence de ' pas est dans une très large mesure la conséquence de caractérstques boméca-! nques (Brenère et al. 989; Ledebt et Brenère, 994), ce qu permet de dre que! cette durée n'est pas "programmée" mas émerge des caractérstques de 'orga-, nsme qu effectue l'acton. Ce modèle donne ans une explcaton smple des dffé- rences nterndvduelles observables, de même que des changements apparas- j! 7 sant au cours du développement. L'enfant grandssant, son pods augmente de même que sa talle, et donc par voe de conséquence la durée du premer pas d'une séquence de pas augmentera avec l'âge. S 'on accepte que le pendule nverse donne une assez bonne approxmaton d'une personne ntant une séquence de pas, les varatons de durée du premer pas trouvent une explcaton smple et tout à fat plausble. On constate donc c qu'une nterprétaton des fats en termes de maturaton neurale n'est pas nécessare pour explquer les changements comportementaux observables. Un second exemple plus smple encore, montre la nécessté d'avor recours, dans un premer temps, à une recherche d'explcatons assez élémentares, je dra même de bon sens, aux phénomènes de changements observés. Durant les quelques premers mos de marche ndépendante l'allongement du pas est remarquable [sa longueur fat plus que doubler, vor fgure 2. Sachant que 'enfant ne grandt que de quelques centmètres durant cette pérode, une modfcaton de la talle ne peut en être à l'orgne. De nombreux auteurs nvoquent l'améloraton de (a maîtrse posturale comme cause essentelle des modfcatons comportementales du mouvement de marche du tout jeune enfant. Tout en étant sans doute à cette époque un paramètre de contrôle, le contrôle postural n'est qu'ndrectement la cause de cet allongement de la longueur du pas. r a=b - X,,, : V P y, = Y,p/2 a b Longueur de pas (mm) Fgure 2 : a) Modèle géométrque donnant la relaton entre écartement des peds et longueur des pas, selon la dstance entre les deux peds; b) Graphe donnant la relaton entre écartement des peds et longueur des pas dans la cas théorque et dans le cas des données emprques de la fgure 5. (adapté de Brl et Brenère, Journal of Motor Behavor, 992, p. 4) Nous avons montré (Brl et Brenère, 992) comment envron les 23 de 'augmentaton de longueur du pas pouvat s'explquer grâce à un modèle géométrque très smple (fg. 2 a). S 'on consdère que 'écartement des peds, très mportant chez 'enfant (vor fgure 0), est en fat une stratége développée pour évter que la stuaton de déséqulbre nhérente à la marche ne conduse à une chute, le développement de la maîtrse posturale, et donc la maîtrse des stuatons de déséqulbre caractérstques de la marche, va condure 'enfant à utlser une base de support plus restrente. Consdérons mantenant cette mportante dmnuton de 'écartement des peds au cours des premers mos de marche ndépendante : s 'on prend en compte le fat que l'écartement des peds dmnue de moté durant cette pérode, et s 'on consdère la stuaton ou 'enfant garde constante la dstance entre les deux peds, l en découle une augmentaton presque équvalente de la longueur du pas. En fat, comme le montre la fgure 2 b, l'augmentaton observée de la longueur du pas est supéreure à celle que donne le modèle géométrque proposé. Une recherche d'explcaton supplémentare est donc'nécessare. L'augmentaton

14 ) ; de la talle de l'enfant peut jouer un rôle mas fable pusqu'l ne grandt pas de manère sgnfcatve durant ces quelques mos. Un calcul smple là auss permet donc d'évaluer ce qu dans l'augmentaton de la longueur du pas peut être mputé à sa crossance. En fat, l'augmentaton du contrôle postural unpodal, permet à 'enfant non seulement une durée d'appu unpodal plus longue mas auss la capacté de mouvor son corps vers l'avant durant l'appu unpodal, grâce notamment au déroulé du ped, ce dont le tout jeune marcheur n'est pas capable. C'est donc à cette nouvelle capacté posturale que l'on peut mputer la part de l'augmentaton de longueur du pas qu ne revent n à la dmnuton d'écartement des peds, n à la crossance de 'enfant. asément dans l'espace, que l'absence de vson le contrant à adopter une stratége qu ne l'expose pas à heurter un obstacle. L'enfant utlse une stratége d'exploraton de l'espace à partr d'une successon de pas dont un sur deux a une longueur nulle (après avor fat un pas, le ped controlatéral est ramené à hauteur de l'autre). La man de la mère sur l'épaule de l'enfant, lu procure un pont d'ancrage dans l'espace qu rend sans objet la stratége développée par l'enfant. a donc sufft d'un élément nouveau, apparemment mneur, mas essentel dans le cas de 'enfant non voyant, pour que l'organsaton comportementale de son acton sot substantellement modfée. Les effets possbles de l'expérence L'exemple de 'augmentaton de la longueur du pas llustre clarement comment, à partr du cadre théorque proposé c, la recherche d'explcaton est basée d'abord S comme cela a été suggéré tout au long de ce chaptre, l'acquston de la sur une évaluaton de prncpes smples ssus des contrantes bomécanques du marche relève d'un processus d'apprentssage, alors ce processus dot être sensujet et celles de la tâche. sble à l'expérence de l'enfant et en partculer aux condtons "d'exercce" auxquelles l peut être soums. Nous avons vu dans le cas de 'acquston de la marche Proprétés de l'envronnement et stratége locomotrce à quatre pattes que 'expérence du ramper condusat à une effcacté plus grande dans la marche à quatre pattes, avantage que l'on ne retrouvat pas pour la marche Le deuxème pont que je souhateras commenter c concerne les chox de stra- ndépendante pusque la pratque du ramper aurat plutôt tendance à en retarder les tége d'acton, selon le nveau de maîtrse de la tâche par 'enfant. Dans ce chaptre débuts. Une queston peu débattue alors qu'elle est souvent présente à l'esprt nous avons mplctement rasonné sur une stuaton smple, la marche en lgne dro- concerne l'âge d'acquston de la marche. On constate des varatons mportantes te, sur un sol homogène et horzontal, sans obstacle. Or dans la ve courante, cette dans nos cultures dont rend compte la fgure. Dans l'échelle de Bayley, on obtent stuaton est relatvement nhabtuelle. Une queston qu reste ans dans l'ombre est une fourchette de 8 mos pour 'acquston de la marche ndépendante, les âges celle du chox, par 'enfant d'une stratége d'acton adaptée. Prenons le cas d'un donnés allant de 9 à 7 mos. Des varatons moyennes encore plus grandes appaenfant de 4 mos bon marcheur, mas qu soudan, face à une pente de 0 à 5 rassent s 'on prend en compte la chronologe de développement observée dans degrés se refuse à s'engager dans la descente alors qu'l la monterat sans problè- des populatons d'enfants afrcans par exemple, où l'avance du développement me en marchant ou en se mettant à quatre pattes (Adolph et al. 993; Adolph, (comparatvement aux normes en vgueur dans nos pays, c'est à dre aux tests de 997). Où encore le changement de stratége de marche de 'enfant non voyant dès développement) est étonnant. Consdérons le développement d'enfants ougandas lors que sa mère lu met légèrement la man sur l'épaule (Sampaïo, Brl & Brenère, tel que le rapporte M. Geber (973) dans les années 960 : 989). L'approche écologque permet une explcaton smple et "économque" à ces té de l'axe corporel qu état s, et pouvaent rester asss sou- Le cas de 'enfant de 4 mos, devent relatvement asé à explquer. Les pro- s ls étaent capables d'être prétés de 'envronnement ont changé, entraînant de ce fat une modfcaton mpor- çant. A hut mos ls tenaent tante de la tâche. Monter, ou plus encore descendre une pente nécesste pour 'en- debout seuls, à 0 mos ls marchaent, à 2 mos ls couraent. l fant de construre une nouvelle stratége de producton et de modulaton de forces Ces âges sont éloquents par eux-mêmes et correspondent assez ben à ce que l propulsves, très dfférentes l'une de l'autre. Cette nouvelle stratége nécesste pour les femmes bambara du Mal, ou bacongo du Congo Brazzavlle rapportent comme - *se mettre en place que l'enfant pusse explorer les proprétés du nouveau coupla- âge d'acquston des grandes étapes de la motrcté précoce (Brl, Zack & ge envronnement-tâche et découvrr de nouvelles solutons motrces adaptées Hombessa-Nkounkou, 989). Ans par exemple, les femmes bambara que l'on avat, (Adolph, 993). nterrogées étaent unanmes pour dre que l'enfant dot tenr asss entre tros et l La stuaton de l'enfant non voyant est elle auss ntéressante. Les résultats que quatre mos, et dot marcher pour son premer annversare. nous avons obtenus, ben que prélmnares et nécesstant d'être confrmés, sug- j Quelles explcatons donner à cette "avance" de développement? A l'époque géraent qu'l n'y avat pas de dfférence notable dans les stratéges motrces utl-! des travaux de Geber (960, 973) l'opton théorque qu prévalat, à savor, le déve sées par ces enfants dans les premères semanes de marche (Sampaïo et al., loppement moteur est le reflet du développement du système nerveux, proposat! 989). Ans ce ne serat qu'au moment où l'enfant a la capacté de se déplacer : l'exstence chez ces enfants d'une avance de la maturaton neurologque dès la j,, : 78 f 79

15 nassance. Cette hypothèse d'une plus grande maturté du système nerveux à la nassance n'a cependant pas, à notre connassance, été démontrée par la sute de manère convancante (Warren & Parkn, 974). S l'on analyse ces données culturelles de plus près, un constat s'mpose d'emblée : l'avance constatée n'est pas unforme. Super (976) ou Klbrde et Klbrde (980) par exemple montrent clarement un développement dfférentel selon que 'actvté concernée est ou non encouragée de manère spécfque par l'entourage : les apttudes motrces valorsées par la culture font l'objet d'un entraînement explcte ou d'un encouragement permanent par le bas des pratques de sons (vor auss Brl, 997). Ans chez les baganda du Kenya, les enfants sont remarquablement précoces pour les condutes de sourre et pour le manten de la poston assse (Klbrde, 980), deux apttudes psychomotrces dont l'apparton, dans cette culture, consttue les événements clef des sx premers mos de la ve. A l'opposé, un comportement tel que le ramper, qu n'est pas partculèrement encouragé, apparaît légèrement plus tardvement que pour l'échantllon d'enfants d'amérque du Nord. La thèse de S. Valentn ( 970) apporte un élément supplémentare essentel à notre propos. Dans son étude de la foncton manpulatore chez 'enfant sénégalas dans les deux premères années, l'auteur note l'exstence d'une remarquable avance de la motrcté axale et de l'équlbre postural, alors que la coordnaton et la motrcté segmentare évoluent de manère plus comparable à la "norme" généralement admse. Une explcaton avancée serat lée à la forte valorsaton dans la culture wolof de la maîtrse de 'axe du corps, et de l'équlbre postural, deux élément essentels comme nous l'avons vu à 'acquston de la marche. Ans, la maîtrse posturale très précoce observée chez des enfants afrcans (Geber, 973) pourrat être consdérée comme paramètre de contrôle. Ce derner nfluence à un moment donné l'assemblage des éléments consttutfs du système, le poussant vers un type d'organsaton nouvelle. L'expérence posturo-motrce d'enfants Bambara du Mal par exemple, extraordnarement plus dversfée et ntense que celle d'enfants parsens (Brl, 997) pourrat être à l'orgne d'une maîtrse posturale nettement plus précoce, qu à son tour serat un élément essentel dans la transton vers la marche ndépendante. n'est ans pas beson d'nvoquer une avance de maturaton du système nerveux à la nassance, pour explquer des âges plus précoces pour l'acquston de dfférentes habletés motrces et de la marche en partculer. Une réserve cependant souvent adressée aux comparasons culturelles, boncerne les mportantes varatons dans les condtons de ve et donc dans les paramètres qu peuvent nfluer sur le développement, paramètres dffcles à contrôler. faudrat donc pouvor avor recours à des études plus expérmentales mplquant un contrôle rgoureux de l'expérence de 'enfant. Cependant on magne asément les dffcultés matérelles d'une telle entreprse, mas surtout les questons d'éthque que ne manqueraent pas de poser de telles stuatons. On dspose malgré tout de quelques études dscutant les effets d'un entraînement à la marche durant la pérode pré-locomotrce, sur 'âge d'apparton de la marche ndépendan- t te. L'étude la plus connue est sans doute celle de Zelazo et collaborateurs (Zelazo, Zelazo et Kolb, 972; Zelazo et al., 983). Ces auteurs ont montré qu'un entraînement actf quotden (2mn 30s) de la marche automatque dès l'âge de deux semanes ('enfant est l'acteur de son acton) a condut à une acquston de la marche ndépendante plus précoce (pluseurs semanes) comparatvement à un groupe d'enfants non entraînés ou entraînés passvement (les membres nféreurs sont exercés par une terce personne 'enfant étant couché sur le dos). De plus 'entraînement à la marche avat pour conséquence la persstance du réflexe de marche automatque. Le traval de thèse de S. Macaszczyk-Jedeau (992)2 tout en confrmant les résultats de l'étude de Zelazo et al. (972) montre que l'exercce a un mpact sgnfcatf sur la posture et la stablté du corps lors de 'effectuaton d'une séquence de pas, à l'époque de la fn de 'entraînement, c'est à dre à 3 mos : la poston de la tête et du tronc est redressée et proche de celle de l'adulte, le ped est posé au sol à plat, contrarement aux enfants du groupe témons chez qu le corps est mons redressé et le posé du ped se fat plus fréquemment de manère dgtgrade (par la ponte du ped); en outre 'entraînement à la marche favorse 'attenton portée aux objets lontans. Ben que dans ces études 'entraînement est relatvement rédut (mons de 3 mnutes par jours) son effet se fat sentr d'une part sur 'actvté posturale de 'enfant à la fn de la pérode d'entraînement, et d'autre part, à plus long terme, sur la date d'apparton de la marche. est ntéressant de noter que son effet sur la maîtrse posturale rejont les descrptons que donne Valentn (970) du développement de 'enfant wolof. Un type d'expérence dfférente, l'entraînement sur taps roulant, à été utlsé par Verejken et Thelen (997) avec des enfants de 3 et 7 mos. Malgré quelques réserves dues au fable nombre d'enfants de cette étude (0 enfants) en regard au nombre mportant de stuatons expérmentales (5 condtons), certanes de leurs conclusons sont néanmons ntéressantes. Dans tous les cas 'entraînement rent force les patterns alternés d'actvté des membres nféreurs. L'effet de 'entraînement dépend des performances ntales de 'enfant, en partculer l'effet sera mportant sur un pattern de marche nstable. De même l semble que 'entranement renforce les patterns préférés lors de la premère séance d'entraînement. 4 Ces quelques données montrent clarement que s'l exste un effet ndénable de r l'entraînement sur le développement locomoteur, l reste dffcle d'évaluer l'mpact précs sur les dfférents composants de l'actvté motrce. Un aspect semble cepen- dant relatvement clar : toute stmulaton posturale de l'axe vertébral, tout renforce-? ment de l'actvté musculare des jambes semble avor un effet bénéfque sur 'acquston de la marche. 2 Neuf enfants ont eté entanes dans des condtons analogues à celles de 'etude de Zelazo et al (972) ben que sur une durée un peu plus longue, de 'âge de 2 semanes a 2 semanes

16 CONCLUSON L'acquston de la marche chez l'homme, relève-t-elle d'un processus de maturaton génétquement détermné, ou ben d'un processus d'apprentssage? Les données présentées dans ce chaptre suggèrent que, de même que pour nombre d'habletés motrces "culturelles", écrre, jouer d'un nstrument de musque, exécuter des pas de danse ou descendre une pste de sk, l'acquston de la marche nécesste un long processus d'apprentssage. Le fat que la quas totalté des enfants du monde apprennent à marcher, alors que tous n'apprendront pas à jouer du pano ou à manger avec des baguettes, consttue un argument souvent avancé pour justfer une approche nnéste du développement de la marche. Cet argument dot être dépassé. Ce n'est pas parceque le corps human est morphologquement adapté à l'actvté de marche bpède, que l'acton de marcher est "nnée". McGraw (932) le soulgnat déjà l y a bentôt 70 ans, 'enfant dot apprendre non seulement à maîtrser les forces gravtares, mas auss à les utlser (Bernsten, 967) afn d'optmser la réalsaton de ce mouvement partculer qu donne nassance à la marche. Nous avons soulgné tout au long de ce chaptre le long apprentssage de la maîtrse de ces forces nécessares à un contrôle fn et flexble du mouvement, qu dot permettre à tout nstant une adaptaton optmale aux aléas de l'envronnement. BBLOGRAPHE ADOLPH, K.E., EPPLER M. & GBSON, E. (993). Crawlng versus walkng nfants'percepton of affordances for locomoton over splopng surfaces. Chld Development, 64, ADOLPH, K.E., VEREJKEN, B. & DENNY, M.A. (998). Learnng to crawl. Chld Development, 69, BA, D.L., BERTENTHAL, 6.. (992). Locomotor status and the development of spatal search sklls. Chld Development, 63, BAYLEY, N. (969). Bayley scales of nfant development. New York : Psychologcal Corporaton. BENSON, J.B. (990). 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