Biomécanique

BIOMÉCANIQUE ET ANATOMIE
FONCTIONNELLE
L’objectif de ce cours est de comprendre les bases de la biomécanique. En effet, le rôle de

l’éducateur sportif est de connaître :
1. L’anatomie pour comprendre, expliquer et corriger le geste du pratiquant afin de l’optimiser,

le tout, dans un cadre sécuritaire
2. Où et comment s’appliquent les forces
3. Les différents types de leviers
4. Les différents types de contractions musculaires
5. Les courses (= amplitude) articulaires et musculaires par rapport aux mouvements
QU’EST-CE QU’UN LEVIER ?
En biomécanique, un levier est un système rigide (os) sur lequel agit une force
(musculaire) pour vaincre une résistance (en général la gravité) en prenant appui sur un
point fixe (articulation).
Nb : la force ne s’applique pas directement au muscle mais à son insertion (le tendon). C’est pour
cela que l’on se fait des tendinites lorsque les tendons sont trop fragiles ou pas assez échauffés.
La grande majorité des mouvements en musculation sont des leviers inter puissant.
Glossaire :
▪ F = Force : la force est exercée par votre muscle
▪ R = Résistance : la résistance provient de la gravité ou bien d’un poids couplé à la

gravité.
Prenons l’exemple d’un biceps. Lorsque vous faites une flexion de votre avant-bras (même
sans haltère), votre biceps se contracte légèrement. Ceci provient de la gravité. Si vous
avez un haltère, votre biceps se contracte davantage, mais ceci est toujours lié à l’effet de la
gravité sur l’haltère.
La force et la résistance sont donc toujours en opposition, en duel. Si c’est la force qui
remporte le duel, vous parvenez à faire votre mouvement (votre curl biceps). Si c’est la
résistance qui l’emporte, vous n’arrivez plus à soulever votre haltère et votre bras
retombe. La résistance remporte le duel.
▪ A = Articulation
▪ Newton : unité de mesure de force (1kg = 10N environ (9,81 exactement))
▪ Centre de gravité : c’est le point où agit la force de gravité terrestre (la pesanteur) sur
l’organisme.
Chez l’homme = L3 (3ème vertèbre lombaire) – si le centre de gravité tombe dans le polygone
de sustentation, on est en équilibre.
=> On élargit le polygone de sustentation si on écarte les pieds (plus de stabilité)
▪ Polygone de sustentation : zone virtuelle délimitée par les bords des points d’appui
▪ Moment cinétique (que l’on nomme : M0) : si une R (Résistance) agit à une distance d’un
point, on dit que cette R exerce un moment cinétique (contrainte) par rapport à ce point.
=> M0 = Résistance x Longueur du levier
Ex : Richard fait un curl biceps avec un haltère de 5kg, donc environ 50 N (50 Newton). Son
avant-bras fait 30 cm de long, soit 0,3 mètre. Le moment cinétique fait donc 50 x 0,3 = 15 N/m
(15 Newton par mètre). Le moment cinétique est plus important que celui exercé par Babeth,
dont l’avant-bras fait 20cm (M0 = 50 x 0,2 = 10 N/m). L’haltère paraîtra donc plus lourd si vous
avez un avant-bras long.
Comment se calcule la force nécessaire à développer en fonction de la résistance, du levier et du

bras de levier ?
F = (R x L1) / L2
Avec F la Force, R la Résistance et :
▪ L1 = la longueur du levier, c’est-à-dire la longueur de l’os (ce que l’on a vu dans le moment
cinétique)
▪ L2 = le bras de levier, c’est-à-dire la distance entre l’articulation et l’insertion musculaire.
=> Cette différence entre levier et bras de levier est fondamentale. Il est important de la
connaître. Le bras de levier est une distance, en général, courte, entre une articulation et
l’insertion musculaire. Par exemple, dans le cadre du biceps brachial, le bras de levier est la
distance entre l’articulation du coude et l’insertion du biceps sur le radius, soit en général
quelques centimètres.
Ex : un sportif veut faire un biceps. Le bras de levier de son biceps brachial (distance entre son
coude et l’insertion de son biceps sur le radius) est de 5cm (soit 0,05 mètre). Pour soulever un
haltère de 5 kg (soit 50 Newton), avec son avant-bras qui fait 30cm (soit 0,3m), il va avoir besoin
d’une force de (50 x 0,3)/0,05 = 300 Newton (soit environ 30kg).
Si un autre sportif qui a l’avant-bras aussi long mais un bras de levier plus long (l’insertion de son
biceps se fait plus loin du coude), disons 10cm (soit 0,1m), il aura besoin d’exercer une force de
seulement (50 x 0,3)/0,1 = 150 Newton (soit environ 15kg).
=> Globalement, on a plus de force si notre levier est petit (avant-bras court) et si notre bras de
levier est important (distance entre l’insertion du muscle et l’articulation). Ceci explique pourquoi
dans des sports tels que l’haltérophilie, la gymnastique ou le CrossFit, les athlètes de petite taille
et/ou avec des bras de levier importants (plus difficile à savoir) ont un avantage compétitif
naturel.
Si l’on développe un peu la formule pour calculer la force

F = (R x L1) / L2, on obtient
F = M0 / L2 car le moment cinétique M0 est égal à R x L1.
L’équilibre se trouve donc lorsque F x L2 = R x L1

BIOMÉCANIQUE ET TRAVAIL CONCENTRIQUE,
EXCENTRIQUE ET ISOMÉTRIQUE
Lorsqu’il y a équilibre entre la force et la résistance, les leviers osseux sont immobiles. La force
exercée par un muscle contrebalance parfaitement la résistance. Il n’y a aucun
raccourcissement. C’est ce qu’on appelle un travail isométrique.
Lorsqu’il y a un déséquilibre entre la force et la résistance, on obtient soit :
▪ Si la force est supérieure à la résistance (votre muscle arrive à soulever la charge), vous
faites un travail concentrique. Les insertions du muscle se rapprochent (par exemple, pour
un curl biceps, votre avant-bras se rapproche de votre épaule).
▪ Si la force est inférieure à la résistance (votre muscle n’arrive pas à soulever la charge,),
vous faites un travail excentrique. Les insertions du muscle s’éloignent.
Bien entendu, le travail excentrique peut être volontaire si vous êtes capable de soulever la
charge mais que vous exercez volontairement une force moindre.
=> Un curl biceps est théoriquement un travail concentrique (lorsque l’avant-bras se rapproche
de l’épaule) puis excentrique (lorsque l’avant-bras s’éloigne de l’épaule). Dans le jargon, on va
simplifier en disant que l’on fait un travail concentrique.
Les courses de mouvement

En biomécanique, on distingue 4 courses de mouvement :
▪ Course interne = raccourcissement (travail concentrique)

▪ Course externe = allongement (travail excentrique)
▪ Course totale = course interne + course externe
▪ Course moyenne = à mi-chemin
Ex : je vais un demi curl biceps ou un demi squat
Dans l’ordre décroissant de force (on a le plus de force sur la premier mouvement et le moins de
force sur le dernier), nous avons le travail :
▪ Excentrique (travail négatif)

▪ Isométrique
▪ Concentrique
▪ Pliométrique
Un exercice pliométrique consiste à faire travailler en puissance et explosivité un ou plusieurs

muscles du corps. Un exercice pliométrique est constitué d’un étirement rapide des agonistes,
suivi d’une contraction maximale, utilisant principalement le poids du corps comme outil.
Nb : le muscle antagoniste (= muscle opposé) se contracte même dans la phase concentrique du

muscle agoniste (= celui qui travaille principalement). Il permet de contrôler le mouvement. Sans
lui, il n’y aurait pas de maîtrise. Par exemple, sans le triceps brachial, la phase concentrique du
curl biceps serait dangereuse : on risquerait de se prendre la barre dans le nez.
BIOMÉCANIQUE ET PLANS (FRONTAL, SAGITTAL
ET HORIZONTAL)
Les mouvements sont définis à partir de la position de référence : la position anatomique.
Source : « Anatomie pour le mouvement » de Blandine Calais-Germain.
Dans cette position de référence, le corps est debout, le pieds réunis, parallèles et les bras le
long du corps, paumes tournées vers l’avant.
Les mouvements se définissent en direction et en amplitude sur les 3 plans suivant :
▪ Frontal
▪ Sagittal
▪ Horizontal ou transversal
Il est indispensable pour l’examen que vous compreniez bien les 3 plans et que vous
soyez capables de dire sur quel plan se fait un mouvement.
Le plan frontal
Il divise le corps entre sa partie antérieure (visage, poitrine, ventre, quadriceps…) et sa partie
postérieure (nuque, dos, fessiers, ischio-jambiers, mollets…). C’est le plan dans lequel se font les
mouvements principalement visibles de face.
Pour savoir quels mouvements vous pouvez faire sur un plan frontal, imaginez-vous que vous
êtes coincés entre 2 murs parallèles, l’un devant votre visage, l’autre derrière votre tête.
Quels mouvements pouvez-vous faire dans ce cas ?

Vous pouvez par exemple faire des élévations latérales des membres supérieurs (abduction et
adduction des « bras »), des abductions/adductions des membres inférieurs, un développé nuque
ou clavicule.
Le plan sagittal
Il divise le corps par une ligne médiane entre sa partie gauche et droite.
Les 2 parties sont donc à peu près symétriques (un membre inférieur, un membre supérieur, un
œil, une oreille…). C’est le plan dans lequel se font les mouvements principalement visibles de
profil.
Pour savoir quels mouvements vous pouvez faire sur un plan sagittal, imaginez-vous que vous
êtes coincés entre 2 murs parallèles, l’un à votre gauche, l’autre à votre droite.
Quels mouvements pouvez-vous faire dans ce cas ?

Vous pouvez par exemple faire des flexions de jambes (squats), des fentes, des élévations
antérieures ou des rétropulsions des membres supérieurs (bras vers l’avant ou vers l’arrière).
Le plan horizontal ou transversal
Il divise le corps entre sa partie supérieure et inférieure.

C’est le plan dans lequel se font les mouvements principalement visibles d’en haut ou d’en bas.
Il s’agit en général des rotations, par exemple les rotations du buste par rapport aux membres
inférieurs ou à l’inverse le twist (sur une plaque tournante, rotation des jambes alors que le buste
reste fixe).
BIOMÉCANIQUE ET TYPES DE MOUVEMENTS
Ces mouvements seront abordés plus en détail dans les paragraphes suivants, mais pour
synthétiser, il existe 6 mouvements principaux :
▪ La flexion
▪ L’extension
▪ L’abduction
▪ L’adduction
▪ La rotation interne
▪ La rotation externe
Les mouvements peuvent de plus parfois être combinés. Par exemple, on parle de rotation +
flexion si l’on fait un Crunch abdos coude/genou opposé (afin de mobiliser davantage les
obliques).
On peut parler également de rotation + extension si l’on travaille ses lombaires au banc à
lombaires et qu’on y intègre une rotation externe.
Dans le cas de l’épaule, on parle également :

▪ D’antépulsion: on lève les bras tendus vers l’avant (ex : élévations antérieurs aux haltères
pour travailler principalement le deltoïde antérieur)
▪ De rétropulsion : on envoie les bras tendus vers l’arrière
Dans le cas du buste ou du tronc, on parle également d’inclinaison latérale. Ce n’est en fait rien
d’autre qu’une flexion latérale suivie d’une extension latérale pour revenir.
Flexion : il s’agit généralement du rapprochement entre 2 segments osseux sur le plan

sagittal. Par exemple, la partie concentrique du curl biceps est une flexion de l’avant-bras sur le
bras. Un squat, lorsque l’on passe de la position debout à la position fléchie, est une flexion de la
cuisse sur la jambe.
Extension (par opposition à flexion) : il s’agit généralement de l’éloignement de 2 segments

osseux sur le plan sagittal. Par exemple, la partie excentrique du curl biceps est une extension
de l’avant-bras sur le bras. Un squat, lorsque l’on passe de la position fléchie à la position
debout, est une extension de la cuisse sur la jambe.
Abduction : il s’agit de l’éloignement d’un membre par rapport à l’axe du corps, visible
depuis le plan frontal (si l’on est placé en face ou derrière). Par exemple, les élévations
latérales aux haltères, dans leur partie concentrique (on lève les haltères jusqu’à hauteur des
épaules), est une abduction du membre supérieur. De même, on parle d’abduction du membre
inférieur lorsque ce dernier s’éloigne de l’axe du corps.
Adduction (par opposition à abduction) : il s’agit de rapprochement d’un membre par rapport
à l’axe du corps, visible depuis sur le plan frontal. Par exemple, les élévations latérales aux
haltères, dans leur partie excentrique (on rabaisse les haltères de la hauteur des épaules
jusqu’en bas), est une adduction du membre supérieur. De même, on parle d’adduction du
membre inférieur lorsque ce dernier se rapproche de l’axe du corps.
Moyens mnémotechniques : si comme moi, vous avez des difficultés à vous rappeler de la
différence entre abduction et adduction, je vous donne 2 astuces qui pourraient vous aider à
mieux retenir :
▪ Dans l’alphabet, « b » vient avant « d ». De même on commence par éloigner un membre

de l’axe du corps (abduction) avant de le rapprocher (adduction)
▪ « d » comme « dedans » : on force « dedans », pour ramener le membre le membre
supérieur ou inférieur (les adducteurs sont situés en « dedans » de la cuisse)
Rotation interne : lorsque la rotation se fait « en dedans ».

Par exemple, en partant de la position anatomique, lorsque le pouce se rapproche de l’axe du
corps via la rotation du coude, ou encore lorsque le gros orteil se rapproche de l’axe du corps via
une rotation de la hanche.
Rotation externe (par opposition à rotation interne) : lorsque la rotation se fait « en dehors ».
Par exemple, lorsque vous avez les bras tendus et paumes de main vers vos cuisses, si vous
souhaitez vous mettre dans la position anatomique, vous allez faire une rotation externe du
coude. De même, si vous souhaitez passer un ballon avec votre pied devant vous, vous allez au
préalable effectuer une rotation externe de la hanche.
BIOMÉCANIQUE ET MOUVEMENTS PAR SEGMENT

DU CORPS
LE RACHIS DORSAL ET LOMBAIRE
Mouvements possibles :
▪ Principaux muscles sollicités : grand droit et obliques

▪ Principaux muscles sollicités : paravertébraux, principalement dans la région lombaire.
L’extension du rachis redresse la cyphose dorsale et accentue la lordose lombaire
▪ Principaux muscles sollicités : obliques
▪ Rotation + flexion. Principaux muscles sollicités : grand oblique + petit oblique opposé (car
ses fibres sont orientées dans le sens opposé).
Ex : si l’on fait une rotation + flexion du coude droit vers le genou gauche (Crunch avec
rotation), c’est le grand oblique droit (agoniste) qui travaille et le petit oblique gauche
(antagoniste).
▪ Rotation + extension (ex : relevé lombaire où l’on part sur un côté). Principaux muscles
sollicités: paravertébraux du même côté
Nb : les vertèbres lombaires sont beaucoup plus mobiles que les vertèbres dorsales
LA CEINTURE SCAPULAIRE (ÉPAULES)
▪ Antépulsion (on lève le « bras » en avant). Principaux muscles sollicités : le deltoïde

antérieur.
▪ Rétropulsion (on lève le « bras » en arrière). Principaux muscles sollicités : le deltoïde
postérieur
▪ Abduction (élévation latérale qui écarte le « bras » du corps). Principaux muscles sollicités :
deltoïde moyen et sus épineux (p. 126). Le sus-épineux fait partie des 4 muscles de la coiffe
des rotateurs.
▪ Adduction (rapproche le « bras » du centre du corps lorsqu’il est sur le côté). Principaux
muscles sollicités : grand pectoral + grand dorsal + grand rond (p. 131)
nb : ce dernier mouvement est très rarement travaillé alors qu’il est très important pour
l’équilibre de la ceinture scapulaire. On peut le travailler par exemple avec des poulies vis-à-
vis ou des élastiques.
▪ Rotation externe (pouce va vers l’extérieur) : cela porte l’avant bras en dehors en
rapprochant l’omoplate du rachis. Principaux muscles sollicités : sous-épineux + petit rond (2
des 4 muscles de la coiffe des rotateurs)
▪ Rotation interne (pouce va vers l’intérieur) : cela porte l’avant bras derrière le tronc avec
une projection du moignon de l’épaule en avant. Principaux muscles sollicités : sous-
scapulaire + grand pectoral + grand dorsal + grand rond
LE COUDE
▪ Flexion (rapproche l’avant-bras du bras). Principaux muscles sollicités : biceps brachial,

brachial antérieur et long supinateur.
Ex : Curl biceps
▪ Extension (éloigne l’avant-bras du bras). Principaux muscles sollicités : triceps brachial et
anconé
▪ Rotation interne (ou pronation): c’est le mouvement qui porte la paume de la main vers le
bas. Principaux muscles sollicités : rond pronateur (p. 153) et carré pronateur (p. 153).
▪ Rotation externe (ou supination): c’est le mouvement qui porte la paume de la main vers
le haut. Principaux muscles sollicités : biceps brachial et long supinateur
▪ Prono-supination: elle oriente la main autour de l’axe longitudinal de l’avant-bras, lorsque
le coude est fléchi
Nb : dans le langage courant, le coude désigne souvent l’olécrane, située sur le cubitus.
LA MAIN
Mouvements possibles au niveau du poignet :
▪ Flexion (rapproche la face palmaire de la face antérieure de l’avant-bras). Principaux

muscles sollicités : les épitrochléens (muscles fléchisseurs du poignet)
▪ Extension (réalise le mouvement opposé en éloignant la face palmaire de la face antérieure
de l’avant-bras). Principaux muscles sollicités : les épicondyléens (muscles extenseurs du
poignet)
▪ Inclinaison radiale (ou abduction) : elle éloigne l’axe longitudinal de la main de l’axe du
corps. Principaux muscles sollicités : les épicondyléens
▪ Inclinaison cubitale (ou adduction) : elle éloigne l’axe longitudinal de la main de l’axe du
corps. Principaux muscles sollicités : les épitrochléens
LES MEMBRES INFÉRIEURS
▪ Flexion (jambe tendue) : elle porte la cuisse vers l’avant et vers le haut. Principaux muscles
sollicités : psoas, iliaque et droit antérieur (quadriceps)
▪ Extension (jambe tendue) : elle porte la cuisse vers l’arrière. Principaux muscles sollicités :
grand fessier
▪ Abduction : elle porte la cuisse en dehors. Principaux muscles sollicités : petit et moyen
fessier, fascia lata
▪ Adduction : elle porte la cuisse en dedans. Principaux muscles sollicités : adducteurs
▪ Rotation externe : jambe tendue, elle oriente le pied vers l’extérieur. Principaux muscles
sollicités : pelvi-trochantériens (p. 228), grand fessier
▪ Rotation interne: jambe tendue, elle oriente le pied vers l’extérieur. Principaux muscles
sollicités : petit fessier
LE GENOU
▪ Flexion: elle rapproche la cuisse de la jambe (ex : talon fesse). Principaux muscles
sollicités : ischios-jambiers + poplité (p. 251)
▪ Extension: elle éloigne la cuisse de la jambe. Principaux muscles sollicités : Quadriceps
▪ Rotation externe sur genou fléchi : elle oriente le pied en dehors. Principaux muscles
sollicités : les ischios-jambiers (le long biceps, p. 242) et le tenseur du fascia-lata (p. 248)
▪ Rotation interne sur genou fléchi : elle oriente le pied en dedans. Principaux muscles
sollicités : le couturier (p. 241)+ les ischios-jambiers (demi-tendineux (p. 242) et le droit
interne (p. 246)
▪ Rotation externe sur genou fléchi : elle oriente le pied en dehors. Principaux muscles
sollicités : petit fessier
LA CHEVILLE
▪ Flexion (on remonte les orteils vers le haut) : elle rapproche le dos du pied de la face
antérieur de la jambe. Principaux muscles sollicités : extenseurs des orteils (p. 287)
et jambier antérieur (p. 286)
▪ Extension (lorsque l’on se met sur la pointe des pieds). Principaux muscles
sollicités : triceps sural (jumeaux et soléaire), jambier postérieur (p. 290), péroniers latéraux
(p. 288) et fléchisseurs des orteils (p. 291)
Les mouvements de plusieurs segments
Lors du mouvement sportif, plusieurs articulations sont mises en jeu et donc plusieurs groupes
musculaires. Ces actions sont dites synergiques. On y retrouve communément les mouvements
que l’on appelle « fonctionnels ».
ANALYSE
BIOMECANIQUE
DU GESTE
SPORTIF
Table des matières
1. LES GRANDES PARTIES DE L’APPAREIL LOCOMOTEUR.................................................................... 1
1. Les membres supérieurs ............................................................................................................. 1
2. La ceinture scapulaire.................................................................................................................. 1
3. Le tronc ........................................................................................................................................ 1
4. La ceinture pelvienne .................................................................................................................. 1
5. Les membres inférieurs ............................................................................................................... 1
2. SCHÉMATISATION DU FONCTIONNEMENT DE L’APPAREIL LOCOMOTEUR .................................... 2
3. DÉMARCHE D’ANALYSE ................................................................................................................... 7
Première étape .................................................................................................................................... 7
Deuxième étape .................................................................................................................................. 7
Troisième étape ................................................................................................................................... 7
Quatrième étape ................................................................................................................................. 8
Cinquième étape ................................................................................................................................. 8
Sixième étape ...................................................................................................................................... 9
ANNEXE 1 : LES MOUVEMENTS ............................................................................................................... 1
ANNEXE 2 : LES ARTICULATIONS ............................................................................................................. 1
ANNEXE 3 : NOTIONS FONDAMENTALES DE BIOMÉCANIQUE................................................................ 1
ANNEXE 4 : TYPOLOGIE ET FONCTIONNEMENT MUSCULAIRE ............................................................... 4
ANNEXE 5 : L’ANNALYSE DES CONTRAINTES ........................................................................................... 7
DEHMDA Analyse biomécanique du geste sportif
1. LES GRANDES PARTIES DE L’APPAREIL LOCOMOTEUR
Si on exploite certaines démarches d’analyse des activités physiques et du mouvement, un des

éléments avancés est la « division du corps » en trois parties :
- Ceinture scapulaire et membres supérieurs ;

- Tronc ;
- Ceinture pelvienne et membres inférieurs.
D’autres évoquent des notions de points clés, ou de charnières, sur le corps humain. Ce sont des zones
où sont transmises les différentes forces qui peuvent s’exercer sur le pratiquant durant son activité
physique, ou sa vie quotidienne.
1. Les membres supérieurs
C’est le système de préemption, dont la mobilité est la plus importante du corps. Les membres
supérieurs servent à tenir et/ou à transmettre les forces externes ou internes au pratiquant. Leurs
actions se répercutent sur la ceinture scapulaire en premier lieu.
2. La ceinture scapulaire
Point d’appui sur le tronc pour développer un effort avec les membres supérieurs, elle permet
la précision des habiletés motrices spécifiques des membres supérieurs.
3. Le tronc
Elément central sur lequel viennent se greffer toutes les contraintes des activités, il doit
supporter et transmettre les contraintes entre les deux ceintures.
4. La ceinture pelvienne
C’est la charnière entre le haut et le bas du corps. Elle permet la répartition des charges sur le
sol. C’est aussi le point d’appui sur le tronc pour développer des efforts avec les membres inférieurs.
5. Les membres inférieurs
Ils supportent tout le corps, et toutes les charges additionnelles ou les contraintes que le
pratiquant doit vaincre. Ils servent à transmettre les forces externes ou internes au pratiquant sur le
sol. Leurs actions se répercutent sur la ceinture pelvienne en premier lieu.
2. SCHÉMATISATION DU FONCTIONNEMENT DE L’APPAREIL

LOCOMOTEUR
3. DÉMARCHE D’ANALYSE
La clé de voûte de l’organisation de l’entraînement est l’observation de la gestuelle sportive. Le recours

à la vidéo est devenu très facile à utiliser.
Pour bien observer les mouvements effectués, lorsqu’on n’est pas expert dans une discipline, nous
allons vous proposer un petit cheminement technique pour arriver à analyser le geste technique.
Première étape
Diviser le corps en trois parties :
- Ceinture scapulaire et membres supérieurs ;
- Le tronc ;
- Ceinture pelvienne et les membres inférieurs.
Ce découpage permet de mieux appréhender les différents mouvements des articulations mises en
œuvre sur le(s) geste(s) technique(s)/sportif(s).
Deuxième étape
Associer un verbe simple au geste sportif, qui décrit, pour vous, de la meilleure manière possible, le
geste que vous venez de voir.
Cette appropriation doit vous permettre de vite vous orienter, vous faire clairement comprendre ce
que vous avez vu.
Par exemple : sauter, courir, frapper…
Troisième étape
Décomposer les gestes sportifs en un mouvement biomécanique simple ou en combinaisons de

mouvements biomécaniques
Par exemple : flexion, extension, antépulsion…1
1
Cf. Annexe 1 pour un rappel sur les différents types de mouvements
Quatrième étape
L’articulation est le centre du mouvement1. Il faut donc avant toute autre démarche en faire son
analyse. Pour faire une analyse articulaire il faut considérer :
- Les articulations mobilisées ;
- Les limitations de la mobilité par les surfaces articulaires ;
- Les moyens d’unions.
L’analyse articulaire permet donc de faire une analyse mécanique2 :
- Quels leviers ?
- Quelles résistances ?
- Quels sont les vecteurs et les composantes de forces ?
- Quels sont les types de résistances ?
De cette analyse articulaire va découler l’analyse musculaires3 :
- Utilisation de muscles mono ou poly-articulaires ;
- Orientation des fibres musculaires ;
- Types de contractions musculaire.
Ces analyses préalables vont permettre de dégager une analyse des contraintes4 :
- Les contraintes mécaniques ;
- Les contraintes articulaires ;
- Les contraintes musculo-tendineuses ;
- Toutes autres contraintes liées à la charge…
Cinquième étape
Les analyses précédentes doivent permettre de déduire les exercices synthétiques, ou globaux, ou
généraux ou basiques adaptés à l’activité.
Comme par exemple les flexions de jambes, le soulevé de terre, l’arraché ses dérivés…
1
Cf. Annexe 2 pour un rappel sur les différentes articulations et leurs spécificités
2
Cf. Annexe 3 pour un rappel sur les principes fondamentaux de biomécanique
3
Cf. Annexe 4 pour un rappel sur la typologie musculaire
4
Cf. Annexe 5 pour un rappel sur les différentes contraintes
Sixième étape
L’exploitation des analyses articulaires, mécaniques, musculaires et des contraintes vous donnera la
possibilité de trouver des exercices d’assistance (exercices qui vous serviront dans l’optimisation de la
discipline, tout en complémentant l’(es) exercice(s) synthétique(s) et en faisant appel aux exercices de
postures).
L’exploitation des analyses articulaires, mécaniques, musculaires et des contraintes vous donnera la
possibilité de trouver des exercices complémentaires (exercices qui vous serviront dans l’optimisation
de la discipline, tout en complémentant l’(es) exercice(s) synthétique(s)).
ANNEXE 1 : LES MOUVEMENTS
Les mouvements s’ordonnent :
- Dans les plans de l’espace
- Autour d’un axe (mécanique) traversant les

articulations sollicitées :
• Axe sagittal
• Axe transversal
• Axe vertical
Ces axes se combinent dans les gestes

« complexes ».
Le plan transversal : Le plan frontal : Le plan sagittal :
Divise le corps en parties Divise le corps en corps Divise le corps en parties

supérieure et inférieure. Les antérieur et postérieur. Les droite et gauche. Les
mouvements du haut ou du mouvements visibles de face mouvements sont visibles de
bas sont : pronation, sont : adduction, abduction profil portant une région du
supination, rotation interne et inclinaison. corps en avant ou en arrière :
ou externe. flexion, extension,
antépulsion, rétropulsion,
flexion dorsale et flexion
plantaire.
Nos mouvements vont donc s’organiser dans ces plans, autour de ces axes en mouvements
biomécaniques simples :
FLEXION-EXTENSION
ANTEPULSION-RETROPULSION / ANTEVERSION- RETROVERSION

ABDUCTION-ADDUCTION
-
ROTATION INTERNE-ROTATION EXTERNE

ANNEXE 2 : LES ARTICULATIONS
Comme le montre le schéma ci-dessous, chaque articulation a une forme

spécifique correspondant aux mouvements et aux contraintes à subir :
- Sphériques
- Ovoïdes
- En selles
- Plates
- Pivot
- Trochléennes
ANATOMIE D’UNE ARTICULATION :
- La membrane synoviale : elle tapisse l’intérieur de la capsule articulaire et produit de la

synovie ;
- Le liquide synovial : visqueux, transparent ou jaunâtre, il évite les frictions en lubrifiant, aide à
absorber les chocs (secondairement à fournir de l’oxygène, des nutriments ; à éliminer le CO²
et les déchets métaboliques) ;
- La capsule articulaire ou manchon fibreux : c’est un ensemble de tissus organiques en forme
de manchon.
- Le ligament : c’est une bande de tissu conjonctif fibreux composée principalement de
collagène. Les ligaments connectent l’os à l’os. Ils protègent l’intégrité de l’articulation. Le
ligament est très peu vascularisé, d’où sa fragilité.
LE LIGAMENT
- C’est une courte bande de tissu conjonctif fibreux

essentiellement composée de collagène ;
- Il connecte un os à un autre os au sein de
l’articulation ;
- Certains ligaments limitent la mobilité des
articulations et empêchent certains mouvements ;
- Il protège l’intégrité de l’articulation : il est un frein
aux entorses et aux luxations ;
- Il est très innervé : capteurs proprioceptifs ;
- Il est très peu vascularisé.
LE TENDON
Il est en quelques sortes le ligament actif des articulations :
- Il relie le muscle à l’os ;

- Il est très résistant aux différentes contraintes grâce aux fibres de collagènes ;
- Il stabilise l’articulation avec l’aide du muscle ;
- Il transmet les forces musculaires aux pièces osseuses ;
- Il est peu vascularisé ;
- Il est très innervé et fournit une information précise sur la charge tractée et la position du
membre.
Tendon d’Achille
ANNEXE 3 : NOTIONS FONDAMENTALES DE BIOMÉCANIQUE
LE LEVIER
C’est une pièce rigide et allongée, en liaison pivot ou en

appui par rapport à une partie fixe, qui permet de faire un
mouvement.
Un levier peut être utilisé de deux manières :
- Pour amplifier un mouvement, en amplitude ou en

vitesse
- Pour amplifier un effort
Les deux utilisations sont contradictoires : l'amplification du

mouvement se fait aux dépens de l'effort, et l'amplification de
l'effort se fait aux dépens de la vitesse et de l'amplitude du
mouvement.
LE BRAS DE LEVIER
Il est la distance séparant une extrémité du levier de son point

d’appui. C'est aussi le rapport des deux bras, qui donne
l'amplitude de l'effet de levier ou l’augmentation du type de
travail souhaité.
L’APTITUDE D’UN MUSCLE À DÉVELOPPER DE LA FORCE
L’aptitude d’un muscle à développer une force (F) et donc à

générer un mouvement dépend de sa position par rapport à
l’articulation mobilisée.
Le principe de levier permet donc d’augmenter l’effet d’une force

par rapport à une résistance
A = axe articulaire
Fm = R x b
Fm = force musculaire
R = résistance (charge)
a a = bras de levier musculaire
b = bras de levier résistant
LES DIFFÉRENTS LEVIERS
LEVIERS LEVIERS
LEVIERS INTER-APPUIS
INTER-RÉSISTANTS INTER-PUISSANTS
EXEMPLES
ANATOMIQUES
EXEMPLES
MÉCANIQUES
AVANTAGES & P peut être égal à R à Efficacité de P (+) Efficacité de P (-)

INCONVÉNIENTS l’équilibre Amplitude de P (-) Amplitude de P (+)
ANNEXE 4 : TYPOLOGIE ET FONCTIONNEMENT MUSCULAIRE
Le complexe permettant le mouvement est le système musculosquelettique. Les organes moteurs du

mouvement, ou effecteurs sont appelé muscles.
Les muscles squelettiques : ce sont des muscles striés qui peuvent se contracter sous l’influence de la
volonté. Ils mobilisent en particulier le système squelettique ;
Les muscles lisses : ce sont des muscles non striés qui échappent à l’influence de la volonté ; ils sont
localisés dans les viscères, les vaisseaux et la peau ;
Les muscles mixtes : le muscle cardiaque est un muscle strié, mais indépendant de l’influence de la
volonté.
En règle générale, leurs noms proviennent de leurs formes, ou plus exactement du nombre de
« chefs » (cep) dont ils sont composés.
Fusiforme Biceps Triceps Quadriceps
Unipenné Bipenné Segmenté Dentelé

Les muscles obéissent également à 4 lois d’actions musculaires établies (KAPANDJI) :
1 - LOI DE MULTIVALENCE FONCTIONNELLE
Un muscle n‘a pas une, mais plusieurs actions. L'action unique est l'exception car rares sont les muscles
mono-articulaires mobilisant une articulation, un seul axe et donc un seul degré de liberté (brachial
antérieur)
De fait les muscles sont bi ou polyarticulaires et croisent des articulations à deux ou trois axes. Ils ont
donc plusieurs actions possibles et le plus souvent simultanées.
Exemple :
- Le biceps brachial : Il est fléchisseur du coude mais c'est aussi un puissant supinateur ; mais aussi
abducteur de l'épaule, coapteur de l’épaule par sa longue portion et fléchisseur par la courte
portion. En conclusion il pourrait à lui tout seul soulever un objet en avant du corps
2- LOI DE SYNERGIE
Un mouvement élémentaire est rarement produit par un seul muscle. Cela nécessite en général
l'action synergique de deux ou plusieurs muscles qui sont alors dits agonistes.
Comme par exemple, le biceps brachial et le brachial antérieur qui provoquent par une action
simultanée la flexion du coude ; la flexion du genou met en jeu de nombreux muscles, comme le biceps
crural, le poplité, le droit interne, le demi membraneux, le demi tendineux et le couturier, qui, pris
séparément, possèdent de multiples autres actions.
L'avantage de cette synergie musculaire est qu’elle permet des suppléances lorsqu'un muscle est
défaillant.
3- LOI DE VARIATION ET D'INVERSION DES ACTIONS :
L'action d'un muscle sur un bras de levier squelettique subit des variations quantitatives et qualitatives
au cours du même mouvement :
- Variations quantitatives : changement d'intensité de la force ;

- Variations qualitatives : inversion de l'action.
Par exemple, prenons le cas du moyen adducteur qui, à partir de la position zéro de la hanche est en
premier fléchisseur, puis, à partir d'une flexion de 60° devient extenseur et donc freine la flexion.
4- LOI D'ANTAGONISME
La contraction d'un muscle est fonctionnellement liée à celle de son ou de ses antagonistes. Ils sont
mis en jeu : soit successivement (lors de l'amortissement des mouvements amples et rapides), soit
simultanément.
Cela semble paradoxal en trois circonstances :

- Dans le maintien et le réglage du tonus de posture ou le verrouillage des chaînes articulaires,

en particulier au niveau rachidien, cela nécessite la mise en jeu simultanée des muscles
antagonistes ;
- Dans l'uniformisation des mouvements lents et précis qui sont le résultat du déplacement d’un
équilibre dynamique entre muscles antagonistes ;
- Dans l'élimination des composantes indésirables d'un muscle ou d'un groupe musculaire pour
faire apparaître une action pure.
LA FORCE D’UNE CONTRACTION
Elle dépend :
- Du nombre de fibres musculaires en actions (le biceps environ 580 000) ;

- Du nombre de fibres nerveuses (environ 800 pour le biceps, soit 700 fibres musculaires par
fibres nerveuses) ;
- Du nombre d’impulsions nerveuses par unité de temps (Soit environ 5 à 50 impulsions par
seconde)
Gestion des fibres à l’effort :
- Fonctionnement d’auto économie ;

- Rotation du travail des fibres en fonction de l’effort ;
- Plus l’effort est intense, plus le besoin de fibres est important ;
- Plus le besoin de fibre est important et moins de rotations sont possibles ;
Lorsqu’il n’y a plus de rotations possibles, le nombre d’impulsions augmente.
PLUSIEURS FORMES DE TRAVAIL
Anisométrique :
Production d’une force avec changement de longueur

du muscle.
Concentrique : Raccourcissement du muscle ;

Contraction dynamique.
Excentrique : Allongement du muscle ; Contraction

dynamique
Isométrique :
Production d’une force sans changement de longueur

du muscle.
Isométrie maximale
Endurance isométrique ou isométrie totale

ANNEXE 5 : L’ANNALYSE DES CONTRAINTES
EXEMPLE D’APPLICATION SUR UN MOUVEMENT
a = distance entre l’axe de la force des muscles paravertébraux (F)

et le centre articulaire (L5) = 5 cm
b = distance entre le centre articulaire (L5) et la charge (varie en

fonction du placement)

Biomécanique

Transféré par

Droits d'auteur :

Formats disponibles

Biomécanique

Transféré par

Informations du document

Titre original

Copyright

Formats disponibles

Partager ce document

Partager ou intégrer le document

Options de partage

Avez-vous trouvé ce document utile ?

Ce contenu est-il inapproprié ?

Droits d'auteur :

Formats disponibles

Biomécanique

Transféré par

Droits d'auteur :

Formats disponibles

BIOMÉCANIQUE ET ANATOMIE

L’objectif de ce cours est de comprendre les bases de la biomécanique. En effet, le rôle de

1. L’anatomie pour comprendre, expliquer et corriger le geste du pratiquant afin de l’optimiser,

▪ F = Force : la force est exercée par votre muscle

▪ R = Résistance : la résistance provient de la gravité ou bien d’un poids couplé à la

▪ Newton : unité de mesure de force (1kg = 10N environ (9,81 exactement))

=> On élargit le polygone de sustentation si on écarte les pieds (plus de stabilité)

=> M0 = Résistance x Longueur du levier

Comment se calcule la force nécessaire à développer en fonction de la résistance, du levier et du

Avec F la Force, R la Résistance et :

Si l’on développe un peu la formule pour calculer la force

L’équilibre se trouve donc lorsque F x L2 = R x L1

Lorsqu’il y a un déséquilibre entre la force et la résistance, on obtient soit :

Les courses de mouvement

▪ Course interne = raccourcissement (travail concentrique)

▪ Excentrique (travail négatif)

Un exercice pliométrique consiste à faire travailler en puissance et explosivité un ou plusieurs

Nb : le muscle antagoniste (= muscle opposé) se contracte même dans la phase concentrique du

Source : « Anatomie pour le mouvement » de Blandine Calais-Germain.

Les mouvements se définissent en direction et en amplitude sur les 3 plans suivant :

Quels mouvements pouvez-vous faire dans ce cas ?

Quels mouvements pouvez-vous faire dans ce cas ?

Le plan horizontal ou transversal

Il divise le corps entre sa partie supérieure et inférieure.

BIOMÉCANIQUE ET TYPES DE MOUVEMENTS

Dans le cas de l’épaule, on parle également :

Flexion : il s’agit généralement du rapprochement entre 2 segments osseux sur le plan

Extension (par opposition à flexion) : il s’agit généralement de l’éloignement de 2 segments

▪ Dans l’alphabet, « b » vient avant « d ». De même on commence par éloigner un membre

Rotation interne : lorsque la rotation se fait « en dedans ».

BIOMÉCANIQUE ET MOUVEMENTS PAR SEGMENT

▪ Principaux muscles sollicités : grand droit et obliques

LA CEINTURE SCAPULAIRE (ÉPAULES)

▪ Antépulsion (on lève le « bras » en avant). Principaux muscles sollicités : le deltoïde

▪ Flexion (rapproche l’avant-bras du bras). Principaux muscles sollicités : biceps brachial,

Mouvements possibles au niveau du poignet :

▪ Flexion (rapproche la face palmaire de la face antérieure de l’avant-bras). Principaux

LES MEMBRES INFÉRIEURS

Les mouvements de plusieurs segments

1. LES GRANDES PARTIES DE L’APPAREIL LOCOMOTEUR

Si on exploite certaines démarches d’analyse des activités physiques et du mouvement, un des

- Ceinture scapulaire et membres supérieurs ;

1. Les membres supérieurs

5. Les membres inférieurs

2. SCHÉMATISATION DU FONCTIONNEMENT DE L’APPAREIL

La clé de voûte de l’organisation de l’entraînement est l’observation de la gestuelle sportive. Le recours

Diviser le corps en trois parties :

- Ceinture scapulaire et membres supérieurs ;

- Ceinture pelvienne et les membres inférieurs.

Par exemple : sauter, courir, frapper…

Décomposer les gestes sportifs en un mouvement biomécanique simple ou en combinaisons de

Par exemple : flexion, extension, antépulsion…1

- Les articulations mobilisées ;

- Les limitations de la mobilité par les surfaces articulaires ;

- Les moyens d’unions.

L’analyse articulaire permet donc de faire une analyse mécanique2 :

- Quels sont les vecteurs et les composantes de forces ?

- Quels sont les types de résistances ?

De cette analyse articulaire va découler l’analyse musculaires3 :