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 l’Académie des Sciences, t. XCIX ;
  - séance du 3 novembre 1884.
  - Études sur la marche de Vhomme au moyen de V odographe ;
  - Par M. MAREY.
  - « Les études que j’ai entreprises à la Station physiologique sur la locomotion de l’homme doivent conduire à des applications pratiques; en voici quelques-unes. Dans les marches militaires, par exemple, il serait important de savoir quelles sont les conditions les plus favorables pour que les soldats fournissent avec le moins de fatigue possible une longue étape ou bien parcourent rapidement une certaine distance.
  - » A cet égard, rien n’est indifférent : l’expérience montre que le rythme commandé au soldat par le tambour ou le clairon, que la forme de ses chaussures ou la charge qu’il porte imposent à son pas une certaine longueur et modifient ainsi la vitesse de l’allure. D’autre part, la taille d’un homme, la longueur relative de son pied et de sa jambe influent sur sa façon de marcher. Enfin, l’exercice méthodiquement dirigé modifie rapidement les aptitudes du marcheur, et il est du plus haut intérêt d’estimer d’une manière précise les résultats obtenus et de mesurer le progrès accompli.
  - M.
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- - » Ces mesures ne sauraient être prises dans une-marche d’ensemble où chaque homme, se conformant à l’allure des autres, prend une sorte de pas moyen qui n’est pas le sien propre. C’est donc par une série d’observations individuelles faites sur un grand nombre de marcheurs qu’on doit arriver à des déterminations précises. Et comme pour l’observation de chaque individu il faut opérer sur un parcours assez long, l’observateur qui entrer prendrait une pareille étude devrait y consacrer un temps énorme et se condamnera la besogne fastidieuse de pointer au chronomètre l’instant du départ et celui de l’arrivée, de compter, sans commettre d’erreur, le nombre des pas effectués dans chacune des épreuves successives. C’est pourquoi il m’a paru indispensable de chercher une disposition mécanique capable d’enregistrer automatiquement toutes ces observations, ne laissant au physiologiste que la tâche de tracer le plan des.expériences à faire et d’en interpréter les résultats.
  - » Il s’agit d’abord d’inscrire les espaces parcourus en fonction du temps. Un instrument que j’ai présenté Lh y a quelques années, Yodographe, se prête fort bien à cet usage. Le principe en est fort simple : sur un cylindre qui tourne d’un mouvement uniforme, au moyen d’un appareil d’horlogerie, on étend un papier divisé millimétriquement. D’autre part, un style qui se meut en ligne droite, parallèlement à la génératrice du cylindre, trace sur le papier et s’avance d’une quantité constante pour chaque unité de chemin parcouru.
  - » Dans sa disposition primitive, l’odographe s’adaptait aux voitures et chaque tour de roue (représentant un chemin toujours égal) provoquait un petit mouvement de progression du style.
  - » D’après cette disposition, on conçoit que la ligne tracée au bout d’un certain parcours était plus ou moins inclinée sur l’axe des abscisses, suivant la vitesse du véhicule ; elle était droite si cette vitesse s’était maintenue uniforme, courbée en sens divers s’il y avait eu des accélérations ou des ralentissements, et dans ce cas, la tangente à l’un des points de la courbe exprimait la vitesse de l’allure à l’instant correspondant.
  - » Une modification dut être apportée à l’odographe puisque la progression du style devait s’effectuer, non plus à chacun des tours d’une roue, mais chaque fois qu’un marcheur aurait parcouru un certain nombre de mètres. Comme le champ d’expériences est une piste circulaire et horizontale de 5oom de circonférence, j’établis autour de cette piste une ligne télégraphique dont les poteaux sont distants de 5om, et j’adaptai à chacun de ces poteaux un interrupteur du courant. Chacune des interrup-
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- - tions se produit au moment où le marcheur a parcouru 5om; elle provoque un petit mouvement du style de l’odographe qui est placé au loin dans une chambre.
  - » La fig. i montre en a un des tracés obtenus; comme la progression du style est intermittente et ne se produit qu’au passage du marcheur devant un des poteaux, la ligne tracée est formée d’une série d’inflexions en forme d’escalier dont toutes les marches auraient une hauteur constante (un millimètre), car cette hauteur correspond à un chemin constant (5om), mais dont la profondeur, horizontalement comptée, varie avec la vitesse de
  - Fig. i
  - X*
  - /O
  - X1
  - ter,
  - % 3 -4 5 6 J b y lo Ai -i% 15 15 1b Mimtte&
  - O
  - a, tracé de l’odographe; homme marchant au rythme de 6o pas à là minute.
  - b, tracé réduit «à une droite, homme marchant au rythme de 6opas avec une surcharge de 2ok“.
  - c, d, e, f, même sujet, rythmes 4o, 70, 80, 85. g, h, 1, courses de résistance de différents sujets.
  - l’allure, c’est-à-dire avec le temps employé pour parcourir 5om. Pour estimer la durée absolue d’une expérience, il faut savoir que la rotation du cylindre entraîne le papier avec une vitesse de om,3o à l’heure, soit oc,5 par minute.
  - » Afin de simplifier la représentation des tracés, on peut remplacer la ligne sinueuse par une courbe qui en joindrait tous les angles saillants par en haut ou par en bas. C’est ainsi que sont représentées les courbes des autres expériences bcde...i.
  - » Cette disposition expérimentale suffit déjà pour un certain nombre d’études : elle permet, par exemple, de déterminer pour chaque individu son allure propre, c’est-à-dire le temps qu’il met à parcourir un ou plusieurs kilomètres à son pas habituel. On voit que, chez certains sujets, la marche est d’une étonnante uniformité, tandis que chez d’autres elle s’accélère sensiblement pendant les premiers quarts d’heure, puis se ralentit peu à peu sous l’influence de la fatigue.
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- - » D’autres fois, il s’agit de comparer, au point de vue de la vitesse ou du fond, des marcheurs ou des coureurs différents. Il n’est pas besoin de faire marcher ou courir ensemble ces différents individus, comme cela se pratique dans les épreuves ordinaires où l’amour-propre supplée souvent aux aptitudes phys;ques. Mais on recueille pour chacun de ces sujets sa feuille odographique et l’on peut faire à un moment quelconque la comparaison des tracés. On voit sur la fig. i, en g, h, i, trois tracés qui montrent que des sujets différents ont fait en courant trois tours de piste, soit ikm,5, l’un en gm25% l’autre en iom 35% le troisième en i im34s.
  - » J’ai constaté par des expériences analogues l’influence favorable que des talons bas exercent sur la rapidité de la marche, et j’ai observé sur certains sujets que l’allure est plus rapide quand la semelle est un peu longue, que si la chaussure est plus courte.
  - » Enfin, s’il s’agit d’apprécier l’influence que le rythme exerce sur la vitesse de la marche ou de la course, il faut ajouter aux appareils ci-dessus décrits un instrument capable de régler ce rythme avec une grande précision.
  - » Je me sers pour cela d’un timbre électrique actionné par un pendule à longueur variable. Ce timbre sonne au milieu de la piste en un lieu élevé, de manière que le marcheur l’entende distinctement. Rien n’est plus facile que de régler son allure sur le rythme du timbre, et comme on sait exactement le nombre des battements du pendule par minute, on en déduit le nombre de pas effectués dans le temps employé à faire un tour de piste, c’est-à-dire 5oom. De cette mesure ressort à son tour celle de la longueur moyenne du pas (*).
  - » Cherchons d’abord quelle est l’influence d’un rythme plus ou moins accéléré sur la vitesse de l’allure.
  - » Nous convenons, par exemple, que, à chaque sonnerie du timbre, le pied droit frappera sur le sol; on aura donc fait, en un tour de piste, autant de doubles pas qu’il y a eu de coups du timbre. En commençant par un rythme lent, Ljo coups à la minute, et en accélérant le rythme dans une série d’expériences successives, de manière à faire 4^, 5o,
  - (1 ) En effet, supposons que la marche soit faite au rythme de 65 doubles pas à la minute,
  - et que i ooom aient été parcourus en g™ 2?.*. Le nombre des pas sera -h ^ ^ X 65 = 609
  - pas doubles. Or, si iooo111 correspondent à 609 pas doubles, chaque double pas aura pour longueur
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- - 55, ... doubles pas à la minute, on voit que le temps nécessaire à parcourir un même chemin.change d’une expérience à l’autre. Or le rapport de la vitesse au rythme de la marche est assez compliqué.
  - » Les frères Weber avaient cru pouvoir formuler comme une loi que les pas sont d’autant plus longs que le rythme de la marche est plus rapide; mais cette formule est trop générale, ainsi qu’on va le voir par l’expérience suivante.
  - » On a fait à chaque épreuve trois tours de piste, afin d’obtenir avec plus d’exactitude la longueur du pas moyen (*). Le Tableau ci-dessous montre que, à partir d’une certaine fréquence du rythme, la vitesse, qui s’était d’abord accrue, commence à diminuer et que le pas, dont la longueur avait d’abord augmenté, est devenu plus court :
  - Nombre de secondes Rythme ou nombre Nombre Longueur
  - employées de doubles pas des pas du
  - à parcourir i54am. à la minute. dans i542m. pas double.
  - mo 8 « wf* 110 20.00 = 1200 OO 1135 m 1,35
  - l8.4o = I 120 65 <), 1 70 1120 1,37
  - 16.27 = 987 1062 1,45
  - i4.38=1,878 '75 ioi3 1,5 r
  - i3.52= 832 '80 ub 1024 ^ 1,5o
  - i3. 3 =1 783 : r ‘ 85 io34 f >49
  - H 00 •L 9° 1164 I , 32
  - » On peut rendre plus claire la signification de ce Tableau en construisant les courbes de la vitesse de l’allure et de la longueur du pas en fonction du rythme de la marche. La fig. 2 montre bien cette relation. On y voit :
  - » i° Que la longueur du pas s’accroît peu jusqu’au rythme 65, à partir duquel le pas s’allonge jusqu’au rythme ^5, où il décroît;
  - » 20 Que la vitesse de la marche augmente avec l’accélération du rythme jusqu’à 85 pas à la minute; à partir de ce chiffre, l’accélération du rythme ralentit la marche.
  - » Ainsi il y a une limite, à déterminer par l’expérience, limite à partir de laquelle il n’y a que désavantage à presser la mesure du tambour ou du clairon qui règle le pas du soldat. Sur ce point comme sur beaucoup d’au-
  - (1) L’espace réellement parcouru était de i537m,6, ce qui tient à ce que la marche ne s’effectuait pas dans l’axe de la piste, dont la longueur est de 5oom, mais à sa circonférence extérieure.
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- - très, il faudra des expériences répétées pour déterminer les conditions les plus favorables à l’utilisation des forces humaines.
  - Fig. 2.
  - Courbes de la vitesse de la marche et de la longueur du pas en fonction du rythme de l’allure.
  - » Quant à l’interprétation physiologique des influences qui modifient la vitesse de l’allure ou la longueur du pas, elles ressortent déjà assez clairement de l’analyse photographique du mouvement du marcheur. Mais il y a tout avantage à ajourner cette interprétation jusqu’à ce que les expériences dont je viens de tracer le programme soient terminées. »
  - OAJJTHIER-VILLARS, IIËPRlâEUR^LlfiRAIRE BES COMPTES REfibfcS CES SÉÀN'LES DE l’aCADÉMiE bES SCIENCES.
  - io4o4
  - Paris. — Quai des Augustins, 55.
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