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

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- - INSTITUT DE FRANCE
  - ACADÉMIE DES SCIENCES.
  - Extrait des Comptes rendus des séances de VAcadémie des Sciences, t. CV ;
  - séance du 3 octobre 1887.
  - Étude expérimentale de la locomotion humaine;
  - Par MM. MAREY et DEMENY.
  - MOUVEMENTS DU TRONC DANS LA MARCHE ET DANS LA COURSE.
  - « Dans desNotes publiées antérieurement (*), il a été donné une analyse cinématique des mouvements du corps et des membres dans la marche et la course de l’homme.
  - » Cette analyse, faite au moyen de la photographie, contient des indications sur la forme caractéristique des trajectoires décrites par les points remarquables du corps, la valeur des composantes horizontale et verticale de la vitesse de chacun de ces points à des instants successifs équidistants, les degrés d’abaissement et d’élévation du corps au-dessus du sol, et les attitudes successives des membres d’un même côté.
  - » Ces observations se rapportent à la projection du mouvement sur un plan vertical parallèle à la direction générale de la progression. Mais le mouvement ne se passe pas dans un plan vertical; chaque point du corps décrit en réalité une courbe gauche, et les mouvements dans le sens
  - (*) Comptes rendus, séances du 19 mai 1884 et des 20 septembre et 4 octobre 1886. M. et D.
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- - perpendiculaire à la progression échappent à la projection verticale indiquée ci-dessus.
  - )> De cette nature sont les mouvements propres du tronc qui, mentionnés depuis longtemps par différents physiologistes, ont été l’objet d’une étude expérimentale approfondie de la part de M. le professeur Carlet (1 ).
  - » Nous avons cru néanmoins devoir soumettre ces mouvements à l’analyse par la méthode photochronographique, qui a, sur la méthode graphique par inscription directe, l’avantage de laisser le sujet en expérience libre de ses mouvements et ne peut ainsi être suspectée d’altérer les allures normales. De plus, cette étude nous présente un double intérêt.
  - » Elle peut nous faire connaître le sens et la valeur de l’erreur commise dans les précédentes observations et dans les calculs relatifs à l’évaluation du travail (2). Ces calculs faits avec des éléments tirés de la projection verticale du mouvement du sommet de la tête ne sont vrais que pour le mouvement du centre de gravité du corps et il est intéressant de constater si le point choisi est celui dont le mouvement se rapproche le plus du mouvement du centre de gravité du corps ou bien si ce point se ressent des mouvements propres du tronc.
  - » Cette étude doit aussi compléter notre connaissance de la locomotion normale de l’homme par des observations de détail qui prendront de l’importance dans l’étude de la locomotion pathologique; certaines perturbations que l’on observe dans les différentes claudications ne sont probablement que l’exagération en plus ou en moins de mouvements peu apparents, mais existant néanmoins à l’état normal.
  - » Les mouvements propres du tronc sont :
  - » i° Des torsions suivant un axe vertical;
  - » 2° Des torsions suivant un axe horizontal ;
  - » 3° Des mouvements de totalité (balancement d’avant en arrière et balancement latéral).
  - » Pour nous rendre compte des mouvements de torsion suivant l’axe vertical, nous avons couvert de velours noir la piste d’expérience et nous avons fait passer le sujet vêtu de blanc au-dessous d’un photochrono-graphe braqué verticalement à i2m de hauteur. Nous avons obtenu une série d’images en raccourci reproduites dans la Jig. i et qui donnent déjà
  - O Annales des Sciences naturelles : Zoologie, 1872. (2) Comptes rendus, séance du 9 novembre i885.
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- - sur les positions relatives des parties du corps des indications complémentaires des images prises sur l’écran vertical.
  - Fig. i
  - Images successives d’un coureur photographié d’un point élevé à des intervalles de ^ de seconde.
  - » Les mouvements de torsion du tronc sont indiqués dans ces figures, mais insuffisamment pour en comprendre la continuité. Nous les avons rendus plus apparents en fixant horizontalement sur l’homme vêtu de noir deux baguettes blanches indiquant l’axe des épaules et la ligne des têtes fémorales.
  - Fig. 2.
  - fienp de la march
  - Photographies successives d’une baguette indiquant l’axe des épaules d’un marcheur. Les images sont prises à ^ de seconde d’intervalle et d’un point élevé.
  - On voit en projection horizontale la trajectoire de la tète indiquée par des points, ainsi que la torsion des épaules nulle en abc et maximum en de.
  - » En augmentant le nombre d’images jusqu’à cinquante à la seconde, on
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- - obtient sur la plaque photographique une ligure reproduite Jig. 2 et 3, où les inflexions latérales de la trajectoire de la tête et le mouvement de torsion des épaules et du bassin sont clairement et synchroniquement indiqués.
  - Fig. 3.
  - Projection horizontale de la trajectoire du sommet de la tête et torsion de l’axe des épaules dans la course, obtenue dans des conditions identiques à celles de la figure précédente.
  - » Les torsions du tronc suivant un axe horizontal antéropostérieur ont été étudiées de la même manière, en photographiant devant l’écran noir vertical le mouvement des mêmes baguettes blanches pendant que l’homme fuit dans l’axe de l’appareil photographique placé horizontalement.
  - » Une troisième baguette blanche fixée le long de l’axe spinal du marcheur suivait les mouvements de totalité du tronc et indiquait en projection verticale, soit parallèle au sens de la progression, soit perpendiculaire à cette direction, les balancements d’avant en arrière et les mouvements de balancement latéral (fig. 4 5).
  - » Voici, en résumé, l’analyse de ces mouvements du tronc et leur comparaison dans la marche et la course de l’homme :
  - Sinuosités de la trajectoire du sommet de la tête en projection horizontale.
  - » Dans la marche, l’écart latéral maximum a lieu pendant l’appui unipédal, il coïncide avec le maximum d’élévation de la tête au-dessus du plan horizontal et
  - » Dans la course, l’écart latéral maximum a lieu pendant l’appui, il coïncide avec le minimum d’élévation de la tête au-dessus du plan horizontal, ainsi qu’avec
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- - ( 5 )
  - avec le minimum de la vitesse hori de la masse du corps.
  - îzontale le minimum de la vitesse horizo la masse du corps.
  - • Fig. 4-
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  - On voit
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  - Photographies successives, à %0 «e seconde d’intervalle, d’une baguette fixée le Ion
  - vertébrale d’ur> heur et dépassant la tète d’une longueur considéré ’
  - et en arrière et l’inclinaison générale '
  - a, au moment du double ann-: inversement "
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  - .c tong de la colonne „^ur considérable. Le mouvement de ba-générale du tronc dans la marche sont ainsi amplifiés.
  - ? appui du pied, le corps se porter légèrement en arrière, et milieu de l’appui, s’incliner légèrement en avant.
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  - 3 : A
  - Figure montrant les inclinaisons du tronc dans la course.
  - La ligne ponctuée représente la trajectoire du sommet de la tête; HI1 horiz Les attitudes correspondent à des intervalles de temps de ^ de secondt
  - » Sa valeur est en moyenne de 2cm,5 à » Sa valeur est moindre droiteetàgauchedelalignedeprogression. marche et diminue avec la
  - M. et D.
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- - ( 6 )
  - » Cet écart varie dans le même sens que l’écartement des empreintes des talons; il lui est sensiblement égal et diminue lorsque la longueur du pas augmente.
  - » L’écart latéral est nul pendant le double appui ; à ce moment la trajectoire du sommet de la tête se projette horizontalement sur la ligne moyenne de progression {fig. 6).
  - pas comme l’écartement des empreintes des pieds sur le sol.
  - » L’écart latéral est nul pendant le milieu de la suspension; à ce moment la trajectoire de la tête croise la ligne moyenne de progression ( fig. 7).
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  - Projections horizontale et verticale de la trajectoire du sommet de la tète d'un marcheur
  - pendant un pas.
  - On voit la position des pistes par rapport à la projection horizontale de la trajectoire, l'inclinaison de raxe du pied et la corrélation entre la déviation latérale, l’élévation de la tète, la variation de vitesse et la torsion du tronc.
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  - Projections horizontale et verticale de la trajectoire de la tête d’un coureur, montrant, par la comparaison avec la figure précédente, les différences entre les divers mouvements du tronc dans la marche et la course.
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- - TORSIONS DU TRONC SUIVANT l’aXE VERTICAL.
  - 1. Mouvement de l’axe transversal du bassin en projection horizontale.
  - » Dans la marche, la hanche est portée en avant, en même temps que le membre inférieur oscillant, tandis que la hanche opposée correspondant au membre à l’appui reste en arrière.
  - » Il en résulte une torsion dont le maximum, 90 environ, a lieu au moment du double appui et coïncide avec le minimum d’élévation du corps au-dessus du sol.
  - » La torsion du bassin est nulle pendant l’appui unipédal et au moment d’élévation et d’écart latéral du tronc (jig. 6).
  - » Dans la course, la torsion du bassin est moins considérable que dans la marche ; son maximum a lieu au milieu de la suspension du corps.
  - » La torsion est nulle au milieu de l’appui et pendant l’élévation minimum du corps au-dessus du sol. Elle diminue avec la rapidité de l’allure {fig- 7).
  - 2. Mouvement de l’axe des épaules en projection horizontale.
  - « Le mouvement de l’axe des épaules se fait en sens inverse de celui de l’axe du bassin. Il est de même sens que la projection des membres supérieurs. La torsion est maximum en même temps que la torsion inverse de la ligne des hanches.
  - » Mais sa valeur absolue est plus grande : de 110 environ dans la marche au moment du double appui, il peut s’élever à 45° dans la course au milieu de la suspension du corps.
  - » La torsion de l’axe des épaules est nulle en même temps que celle du bassin quand les bras passent par la verticale ; elle augmente avec la vitesse de progression.
  - TORSIONS DU TRONC SUIVANT L’AXE HORIZONTAL ANTÉRO-POSTÉRIEUR.
  - Mouvement de la ligne des hanches et de la ligne des épaules en projection
  - verticale.
  - » La ligne des hanches s’abaisse du côté de la hanche suspendue, et ce mouvement subsiste à toute allure marchée et courue.
  - » La ligne des épaules se relève du côté de la hanche suspendue, et ces deux mouvements sont synchrones.
  - » La torsion des épaules est plus faible dans la course que dans la marche et devient presque nulle dans une course rapide.
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- - MOUVEMENTS DE TOTALITÉ DU TRONC.
  - Balancement d’avant en arrière.
  - » Le corps s’incline en avant pendant la première moitié de l’appui et en arrière pendant la seconde moitié.
  - » Ce mouvement est insensible dans la marche (fig. 4); plus accentué dans la course {fig. 5), il s’exagère avec la longueur du pas, mais n’excède pas 5 degrés dans les allures ordinaires.
  - Balancement latéral.
  - » Dans la marche normale et la course modérée, les mouvements latéraux du tronc sont des mouvements de translation dans lesquels l’axe du tronc reste parallèle à lui-même et se transporte latéralement à chaque appui du pied d’une quantité indiquée dans la projection horizontale du sommet de la tête {fig. 6 et 7). Ce balancement a pour raison l’écartement des empreintes des pieds et se combine avec le mouvement d’inclinaison du tronc en avant et en arrière.
  - » Nous pouvons maintenant expliquer les différences que nous présentaient en projection verticale les trajectoires de la tête de l’épaule et de la hanche d’un marcheur. On a superposé, dans la fig. 8, les portions cor-
  - Fig. 8.
  - Comparaison des projections verticales des trajectoires du sommet de la tète, de l’épaule et de la hanche.
  - On voit que la tête occupe constamment une position intermédiaire entre les positions correspondantes de l’épaule et de la hanche marquées par les mêmes chiffres.
  - respondantes de ces trajectoires en faisant coïncider les images n° 6 qui correspondent à la torsion nulle du tronc ainsi que les horizontales menées par les points correspondants. On voit que l’épaule est toujours en avant de la tête quand la hanche est en arrière, et inversement; en outre, que le point milieu de la ligne qui joint l’épaule à la hanche a un mouvement presque identique à celui du sommet de la tête. Ce dernier point n’est, en effet, influencé par aucun des mouvements de torsion du tronc qui modifient la trajectoire de l’épaule et de la hanche.
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- - » Il n’y a que le balancement d’avant en arrière qui pourrait modifier sa trajectoire et faire donner aux mesures de la variation de vitesse horizontale des valeurs trop grandes. Mais ce mouvement est assez faible dans la marche pour que nous soyons autorisés à considérer le mouvement du sommet de la tête comme se rapprochant le plus de celui du centre de gravité du corps.
  - » Néanmoins, comme le centre de gravité se déplace dans le corps à chaque attitude, il n’v a que la détermination expérimentale directe du déplacement du centre de gravité qui permette de corriger la trajectoire du sommet de la tête et de la rapprocher davantage de celle du centre de gravité. Dans une autre Communication M. Demeny montrera comment se fait cette correction et comment elle influe surtout sur la valeur réelle des réactions verticales du tronc. »
  - J
  - GAUTH1ER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE UES COMPTES RENDUS DES SEANCES DE l'aCADEMIE DES SCIENCES.
  - i346o Taris. — Quai des Grands-Augustins, 55.
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