Études photographiques sur la locomotion de l'homme et des animaux

- p.n.n. - vue 1/8
- p.n.n. - vue 2/8
- - Étude des déplacements du centre de gravité dans le corps de l’homme pendant les actes de la locomotion ;
  - Par M. DEMEiVY.
  - « Dans les essais que nous avons faits en collaboration avec M. Marey pour déterminer la valeur des forces d’impulsion et celle du travail mécanique dépensé dans la locomotion de l’homme, nous avons sciemment commis des erreurs en nous servant seulement des données cinématiques fournies par la photo-chronographie. Nous avons, en effet, appliqué au mouvement du sommet de la tête des calculs qui ne sont vrais que pour le mouvement du centre de gravité de la masse entière du corps.
  - » La position du centre de gravité dans le corps humain varie, il est vrai, à chaque mouvement des membres, mais il suffirait de connaître, à chaque instant, la valeur relative de son déplacement par rapport au sommet de la tête pour déduire de la trajectoire de ce sommet, connue exactement par la photo-chronographie, la trajectoire inconnue du centre de gravité. Dans ce but, nous avons construit un instrument de mesure, qui donne facilement, pour une attitude quelconque, la position du centre de gravité dans le corps de l’homme.
  - » Cet instrument se compose d’un lit de sangle pouvant osciller sur des couteaux, autour de deux axes horizontaux et rectangulaires, constituant une suspension de Cardan très mobile. Pour déterminer la quantité dont le centre de gravité du corps se déplace dans le plan vertical et dans les deux sens vertical et horizontal, quand on passe de l’attitude droite à une autre attitude de la.marche, de la course ou du saut, on opère de la manière suivante :
  - » On place le sujet sur le lit dans l’attitude allongée, et couché sur le flanc, de façon que le centre de gravité soit sur la verticale passant par le D.
- p.1 - vue 3/8
- - ( 2 )
  - croisement des deux axes de suspension. Ceci se voit facilement au moyen d’un long index oscillant avec tout le système au devant d’un repère. Le sujet en expérience prend ensuite une attitude désignée; l’index est dévié : on rétablit l’équilibre au moyen de poids marqués, placés sur le cadre du lit et dont le moment est connu.
  - » Si P est le poids du corps, p le poids additionnel agissant au bout d’un bras de levier de im, la quantité dont se déplace le centre de gravité dans le corps en passant de l’attitude allongée, comme celle de la station
  - à une attitude quelconque, sera représentée par le rapport Cela aura
  - lieu pour les deux sens rectangulaires déterminés par la position de l’homme sur le lit et par la direction des deux axes des couteaux de suspension.
  - » Déplacement vertical du centre de gravité. — Les mesures que nous avons faites avec cette balance nous ont montré quelques faits intéressants.
  - » Les déplacements du centre de gravité dans les attitudes différentes de'la marche, de la course et du saut sont loin d’être négligeables dans la mesure du travail par les données cinématiques. Au moment du double appui, les deux jambes écartées, la tête est abaissée au maximum; mais le centre de gravité est alors élevé dans cette attitude de 3cm à 4cm* D’autre part, au moment du maximum d’élévation de la tête, c’est-à-dire au milieu de l’appui d’un pied, la jambe suspendue est légèrement fléchie et par suite le centre de gravité n’est élevé que de i5mm environ.
  - « La valeur réelle de l’oscillation du centre de gravité, dans un pas de marche, chez un sujet moyen et normal, et dans le cas considéré, sera donc égale à la valeur apparente de l’oscillation du sommet de la tête, soit 5cm diminués de la différence des deux déplacements précédents (4cm— icm,5), c’est-à-dire 2cm,5 environ.
  - » Dans la course, au contraire, les oscillations verticales du centre de gravité sont plus grandes que celles que nous avons indiquées (* ). Au moment du minimum d’abaissement de la tête, qui a eu lieu pendant l’appui, le centre de gravité est élevé de 2cm et dans l’attitude de la suspension de 4cm environ. La différence 2cm ajoutée à la valeur de l’oscillation de la tête, qui est 3cm pour le rythme 120 pas à la minute, représente la valeur de l’oscillation réelle du centre de gravité.
  - » Dans le saut, le déplacement vertical du centre de gravité peut aller
  - (’) M. et D., Mesure du travail dans la locomotion humaine.
- p.2 - vue 4/8
- - jusqu’à i8cm lorsque le sauteur se ramasse en élevant le^dalas^pêndant la suspension et nous avons vu (*) de combien la trajectoire de la tête diffère de la parabole décrite par le centre de gravité. La hauteur du saut est non pas la hauteur à laquelle s’élève la tête, mais cette hauteur augmentée de la quantité dont se déplace verticalement le centre de gravité dans le corps par suite de l’attitude.
  - » Déplacement du centre de gravité en avant et en arrière. — La symétrie du mouvement des membres est assez grande pour que, dans la marche, le centre de gravité soit déplacé en avant et en arrière de quantités négligeables.
  - » Mais, dans la course et le saut, le centre de gravité, pendant la fin de l’appui qui précède la suspension du corps dans l’espace, est projeté fortement en haut et en avant par le fait de l’impulsion propre du membre à l’appui et aussi par la simple projection des membres libres (bras et jambe suspendus).
  - » La vitesse horizontale du centre de gravité est, en ce moment, plus grande que ne l’indique la photographie ; mais cela ne change pas les calculs, qui sont basés sur les valeurs minimum et maximum de la vitesse, le minimum étant mesuré au milieu de l’appui, le maximum au milieu de la suspension , c’est-à-dire quand le déplacement du centre de gravité en avant est nul, ou quand les mouvements des membres sont faibles.
  - » Les déplacements soudains du centre de gravité en avant ou en haut, par le fait du brusque changement d’attitude, ont tous pour résultat d’exagérer, au moment du départ du saut, la tension des muscles extenseurs du membre à l’appui et, par une action plus énergique de ce dernier, d’accélérer la vitesse de départ ou de ralQntir celle d’arrivée au moment de la chute.
  - » Le rôle du balancement des bras dans la marche et la course est aussi d’amener le centre de gravité du corps latéralement du côté du membre à l’appui, et de diminuer ainsi les oscillations latérales du tronc, qui dépendent, comme nous l’avons vu (2), de l’écartement des empreintes des pieds sur le sol. Le balancement des bras n’est pas, en effet, une simple oscillation d’avant en arrière, mais un mouvement oblique. Le bras gauche est projeté en arrière et à gauche au moment du posé du pied gauche, tandis que le bras droit est projeté en avant et également à gauche.
  - (l) M. et D., Mécanisme du saut.
  - {-) M- CL • j lHollty€T716ïbt>S dll tf OTHs dciUS tsCl ch(5 C/ leL C0UT*S6»
- p.3 - vue 5/8
- - ( 4 )
  - » En résumé, dans la locomotion humaine, les changements d’attitude ont pour résultat de donner à la trajectoire du centre de gravité du corps une forme se rapprochant de la rectitude, ou bien d’augmenter l’effet utile des muscles considérés comme propulseurs ou comme amortisseurs, en augmentant leur tension.
  - » Il est probable que la synergie des mouvements est toujours, inconsciemment ou non, guidée parla recherche de l’effet utile maximum obtenu avec le maximum de dépense possible.
  - » Il est probable aussi que cette loi d’économie se trouve réalisée chez tous les animaux avec une perfection plus ou moins grande, que l’étude approfondie de la locomotion comparée pourra mettre en lumière d’une façon précise et pleine d’intérêt. »
  - (17 octobre 1887.)
  - 1
  - GAUTHIER-VILLARS,IMPRIMEUR-LIBRAIRE DES COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L’ACADÉMIE DES SCIENCES
  - i35o5 Paris. — Quai des Grands-Augustins, 55.
- p.4 - vue 6/8
- p.5 - vue 7/8
- p.6 - vue 8/8