I. Fonctionnement et modélisation de la jambe 1) La jambe Composition : L homme est constitué de manière à être capable de réaliser un exercice physique. Pour cela, le corps est composé de muscle, d os, de tendons qui permettent aux différents membres de produire un mouvement. Le squelette du membre inférieur qui s étend de la cuisse au pied est composé du fémur, du tibia et du péroné. La jambe est reliée à la cuisse par le genou (la rotule), la cheville relie le pied à la jambe (tarse). Le tibia est la partie la plus visible de la face interne, car c est un os situé directement sous la peau. La face externe de la jambe est composée du péroné. Le tibia et le péroné sont liés par une membrane interosseuse. Le fémur situé au niveau de la cuisse joint le tibia de la jambe par l intermédiaire du genou.
Le membre inférieur est constitué de nombreux muscles, les muscles fessiers et ischio jambiers situés sur la face arrière de la cuisse, les quadriceps à l avant de la cuisse, les jumeaux qui constituent le mollet et les solaires situés à l arrière de la jambe et les tibiaux antérieurs sur la face avant de la jambe. Tous les muscles du membre inférieur sont approvisionnés en oxygène et nutriments grâce aux artères et aux veines qui se situent dans ces derniers. Chaque muscle est composé de plusieurs tissus organisés de manière précise : fibres (ou cellules) musculaires, faisceaux de fibres musculaires, tendons, fibres (ou cellules) nerveuses, vaisseaux sanguins
Muscle : FAISCEAUX DE FIBRES : Plusieurs faisceaux sont présents dans un muscle et regroupent plusieurs fibres. FIBRES MUSCULAIRES : Diamètre varie de 10 à 100μm (très petit), MAIS longueur peut atteindre 30cm (très long). MYOFIBRILLES : Les fibres musculaires sont constituées à 80% de longs brins cylindriques : les myofibrilles. SARCOMERES : Chaque myofibrille est constituée de sous- unités responsables de la contraction : les sarcomères. MYOFILAMENTS D ACTINE ET DE MYOSINE : Les sarcomères sont composés de 2 types de molécules des molécules d actine (filaments fins) et d autre de myosine (filaments épais).
Fonctionnement : Lorsqu un homme pratique la course à pied, différents groupes musculaires sont sollicités. Ces groupes musculaires sont principalement situés dans la jambe. La course à pied sollicite à la fois le squelette, les muscles et le système nerveux. L action coordonnée des trois permet de réaliser un mouvement locomoteur. Le squelette constitue la charpente du corps et la jointure des os forme les articulations. Pour qu un mouvement se produise, il faut que cette articulation subisse des forces. La contraction musculaire commandée par le système nerveux provoque le mouvement. La jambe est l un des principaux acteurs du mouvement lors d une course à pied. La réalisation des mouvements primaires se fait grâce à l action coordonnée de la contraction et du relâchement de différents muscles, cette action confère aux os un rôle de levier. Ainsi les muscles influent sur l action des os, mais chacun a un rôle différent dans le mouvement à réaliser lors de la course à pied. Les muscles constituant la jambe ont tous un rôle spécifique dans le mouvement locomoteur Le rôle des muscles Les muscles ont un rôle de fléchisseurs ou d extenseur et parfois d abducteurs : - Les muscles fessiers et ischio jambiers permettent de fléchir la jambe vers l'arrière, ils assurent l'extension de la cuisse et de la flexion de la jambe et permettent aussi l'avancé du genou vers l'avant lors d'une foulée, lorsque les iso- jambiers se contractent, le genou est en flexion et le fémur en extension. Le muscle fessier assure l'extension et la rotation de la cuisse vers l'extérieur Les quadriceps - Les quadriceps situés au niveau antérieur de la cuisse, participent à l'action de lever le genou vers le haut et aident à supporter le poids du corps, lors de la réalisation du mouvement le quadriceps se contracte, il raccourcit, tire sur
les tendons reliés au tibia, ainsi le genou est tendu et la jambe se lever vers le haut. Il permet aussi de fléchir la cuisse. - Les mollets (jumeaux) situés à l'arrière de la jambe permettent d'éviter le phénomène d'écrasement du poids, car ils poussent à la fois sur les appuis vers l'avant, mais aussi vers le haut lors de la foulée. Il participe à la flexion du genou. - Les solaires sont situés à l extérieur de la face arrière de la jambe. Ils participent est l'extension du pied, c est- à- dire lorsque sont montons sur la pointe des pieds et que nous soulevons le talon du sol Les solaires - Tibial antérieur : va du tibia jusqu à la cheville. Il gère les actions réalisées par le pied. Il fléchit le pied qui assure la rotation interne de ce dernier. - Le pied à un rôle d amortisseur, de stabilisateur et de propulseur. Il permet aussi le transfert de forces - Les orteils permettent d assurer la stabilité en courant, forment un levier supplémentaire pour développer une surface de contact plus large, plus souple et amortissante en retombant. Le tibial antérieur
Tous les muscles de l'appareil locomoteur agissent de la même manière, ils se contractent et se relâchent dans un rythme précis et coordonné. Ainsi le squelette avance puis accélère le rythme des flexions et extensions puis lorsqu'il atteint un niveau suffisamment élevé, il commence à courir. Le poids du membre inférieur représente 20 % du poids total de l individu Cet ensemble complexe permet de réaliser un mouvement locomoteur à la base de la course à pied. Les personnes handicapées ne bénéficient pas de la totalité de cette structure, ils ne sont donc plus stables et ne peuvent réaliser aucun mouvement locomoteur. C est pour cela que les scientifiques ont réalisé des prothèses en s inspirant de ce mécanisme afin que l individu puisse se déplacer normalement et même pratiquer la course à pied. Mais dans ce cas, la prothèse sera plus perfectionnée.