DES COURBURES DU RACHIS ET DE LEURS USAGES

Nous venons de voir la réfutation d’une proposition émise au sujet du canal vertébral; mais il y en a de relatives aux courbures , qui me paraissent tout à fait dignes d’intérêt.

Je rappelle que ces courbures sont au nombre de trois : une à la région cervicale, peu marquée, à convexité antérieure et concavité postérieure; une dorsale très-grande, à concavité antérieure et convexité postérieure; une troisième enfin à la région lombaire, ayant sa convexité en avant et sa concavité en arrière. Les courbures sont donc alternative» ; mais celle de la région dorsale est de beaucoup la plus grande, et le rayon de la circonférence à laquelle elle appartient est plus petit que celui des deux autres. Il existe une quatrième courbure dirigée transversalement, ayant sa concavité le plus habituellement à gauche: elle est peu marquée.

Comme on ne lui a fait jouer aucun rôle par ticulier , je n’aurai pas à discuter sur elle; à plus forte raison ne m’inquiéterai-je pas de la cause à laquelle elle doit être rattachée. Il importe peu à mon sujet qu’elle soit produite par la présence du cœur à gauche, ou par l’usage le plus habituel du membre thoracique droit (Bichat) ou bien par la présence de l’aorte, comme le veut M. Cruveilhier.

§ Ier. Les inflexions alternatives du rachis peuvent-elles permettre au

centre de gravité de cette colonne des oscillations plus étendues que

ne lui en eût permis une direction tout à fait rectiligne ?

Je ferai observer que si le centre de gravité peut faire des oscillations plus grandes sans sortir de la base de sustentation, il en résulte que la colonne repose plus solidement; que les courbures, en un mot, concourent à son équilibre stable.

Il est utile, avant d’aller plus loin, de rappeler ce que, dans les ouvrages de statique, on entend par centre de gravité et base de sustentation.

1° «... Il existe toujours, pour un corps pesant, un point unique par lequel passe toujours la direction du poids, lorsque l’on tourne successivement le corps dans diverses positions à l’égard du plan horizorilal. Ce point unique, par lequel passe toujours la direction du poids, quelle que soit la position du corps à l’égard du plan horizontal , se nomme le centre de gravité . » (L. Poinsot, Eléments de statique, p. 176, § 135.)

2° « La résultante de toutes les forces parallèles de la pesanteur leur est parallèle, c’est-à-dire est verticale. (Loe. cit., p. 176, S 134.)

«Lorsqu’un corps s’appuie contre un plan par plusieurs points, il faut, pour l’équilibre, que les forces appliquées puissent se réduire à une seule , normale au plan , et dont la direction tombe dans l’intérieur du polygone formé par tous les points de contact. ( Loc. cit., p. 272, § 192.)

Ce qui revient à dire que, pour qu’un corps soit en équilibre, il faut que la verticale qui passe par le centre de gravité passe aussi par la base de sustentation.

Si elle passe au dehors, la pesanteur entraînera le corps, jusqu’à ce qu’il ait pris une position où cette condition expresse soit remplie.

D’où il suit comme corollaire , que

La stabilité de l'équilibre est en raison directe de la base et en rai «

son inverse de la distance qui sépare le centre de gravité du plan de cette base.

En effet, soit une colonne ( fig. 1) ayant pour base cire. OB, et son centre de gravité au point C; si elle reçoit une impulsion dans le sens de m n , le centre de gravité sera déplacé sur l’arc CD, et la ligne AB marque la limite de l’équilibre. Si la base, au lieu d’être cire. OB, était cire. OB' la stabilité serait augmentée; car la verticale qui descend de C aurait encore toute la ligne BB' à parcourir sans que l’équilibre fût détruit. Si le centre de gravité C s’élève en C', l’équilibre sera moins stable; car l’impulsion qui , tout à l’heure, amenait C en A le portera ici en A', dont la verticale tombe en dehors deOB; donc quand C serait arrivé sur la limite de l’équilibrç, C l’aurait dépassée. Donc...

Faisons maintenant l’application de ces données à la colonne vertébrale.

Jé suppose une colonne AB (fig. 2) ayant pour base le cercle BO et son centre de gravité au point C ; elle a un équilibre stable qui est en raison directe de BO et en raison inverse de OC. BO restant le même, si nous faisons des courbures à cette colonne, sa hauteur AB diminuera et deviendra A' B'. La hauteur totale étant seulement diminuée, le centre de gravité descendra au point C', plus rapproché de la ligne BB' que C. Car le poids de la colonne n’a pas changé, les rapports des molécules sont les mêmes ; mais le centre de gravité étant abaissé, la verticale sortira plus difficilement du cercle B'O'.

Donc la stabilité de l’équilibre sera augmentée.

D’où il résulte que la proposition que je discute est vraie, si l’on entend dire que la colonne vertébrale a plus de stabilité à cause de ses courbures qu’elle n’en aurait si , conservant sa longueur, elle était rectiligne , et la raison en est que le centre de gravité serait plus élevé au-dessus de la base de sustentation.

Cette interprétation n’est pas, à coup sûr, celle qu’on entend généralement; on semble dire, tout au contraire, que de deux colonnes ayant même hauteur et q,ne position identique du centre de gravité,

celle qui présentera des inflexions sera plus stable, son centre de gravité pouvant faire de plus grandes oscillations sans que la verticale tombe hors de la base. Or, envisagées de cette façon ,

Les courbures cle la colonne vertébrale n'ont aucune influence sur la stabilité de son équilibre.

En effet, toute la question repose dans le centre de gravité. Si ces deux colonnes ont même base et une position identique du centr e de gravité, quelle que soit la forme qu’elles présentent, elles seront sujettes aux mêmes lois, et l’équilibre en sera donné par la même formule. Mais, quelque forme qu’ait une colonne flexueuse, on peut toujours construire une autre colonne droite de même base et même hauteur avec un centre de gravité de position identique; ce qui , d’après le raisonnement précédent, emporte un équilibre également stable.

Donc les courbures de la colonne vertébrale ne peuvent avoir aucune influence sur la stabilité de son équilibre.

Donc la proposition que j’ai formulée me parait démontrée.

§ II. — Les courbures de la colonne vertébrale peuvent-elles avoir pour effet d'augmenter la résistance de cette colonne dans le sens vertical ?

Les auteurs qui leur supposentcette utilité invoquent un principe de physique, d’après lequel il serait établi que, de deux liges semblables , toutes choses égales d’ailleurs, celle qui présente des inflexions alternatives résiste plus à une pression verticale que celle qui est rectiligne, et cela dans le rapport du carré des courbures plus un. Mais d'abord ils ont interprété différemment le carré des courbures plus un. Pour les uns, c’est : : (32-f 1) : 1, ou : : 10 : 1; pour les autres, : : ( 3 -f 1 ) 2 : 1 , ou : : 1 6 : 1 .

Voilà une propriété attribuée aux courbures qui, dès mes premièr es années d’études médicales, m’a toujours paru difficile à admettre. Que je ne connaisse pas le principe que l’on invoque, ce n’est pas ce qui JS47. — Desgranges. 3

me la ferait révoquer en doute; je l’admettrai même comme démontré , et je ferai voir que l’application en est erronée.

Les détails dans lesquels je vais entrer forcément seront sans doute un peu fastidieux, et les calculs que j’emploierai pourront paraître trop longs; mais comme mon opinion personnelle est nulle et sans aucun poids, je me trouve forcé de prouver toutes mes assertions en me couvrant complètement des moyens que nous offre une science dont les résultats mènent toujours à la vérité.

Bien des fois , je me suis demandé comment il se pourrait qu’une tige comme la colonne vertébrale se trouvât en opposition directe avec tout ce que nous voyons dans les arts. Un architecte a-t-il â changer la disposition des parties inférieures d’un édifice, il soutiendra les étages supérieurs au moyen de poutres suffisamment longues et fortes, mais toujours d’une rectitude assez parfaite. L’application du principe , ce me semble , pourrait être faite à une poutre avec autant de raison qu’à la colonne vertébrale.

Quant aux courbures qui sont le point essentiel, il ne serait pas difficile de les produire. Nous avons, je suppose, une poutre longue de 10 mètres; sur une des moitiés, appliquons l’humidité à une face pendant que nous soumettrons à l’action du calorique celle qui est opposée : il y aura condensation du côté de la chaleur, et dilatation de l’autre; une courbure en sera la conséquence. Faisons l’opération en sens inverse, à l’autre extrémité, et nous aurons deux courbures alternatives. Or, pour les anatomistes, la force de cette poutre ainsi modifiée serait , à sa force première, : ; ( 2 + 1 )5 : 1, ou : : 9 : 1. Elle pourrait donc soutenir neuf étages maintenant, supposé que tout à l’heure elle eût été de force à en supporter un seulement.

Et cependant l'architecte habile, homme de théorie et de pratique, repousse celte poutre que lui offre l'anatomiste; il préfère employer une forêt de bois là où quelques pièces pourraient suffire, grâce aux courbures alternatives. Vraiment, n’esl-il pas impardonnable? Bien plus, c'est que, dans les ouvrages de charpente destinés à supporter de lourds fardeaux, on voit quelques pièces solides qui sont les points

résistants, et ensuite une foule de pièces secondaires qui les unissent les unes aux autres, de manière à s’opposer aux courbures alternatives; c’est à peine s’ils laissent 2 ou 3 mètres entre les pièces qui sont destinées à cet usage. Ils n’en veulent donc pas à tout prix; ils s’y opposent avec une scrupuleuse attention; qu’elles soient alternatives ou non , peu leur importe, ils les repoussent.

La vérité me semble , au contraire , pouvoir être ainsi formulée :

Les courbures de la colonne vertébrale diminuent la résistance de ta colonne dans le sens vertical, en ce que les parties molles, qui tiennent en rapport les diverses parties qui la composent, offrent une tension bien plus considérable que si elle était rectiligne.

D’abord les courbures, bien qu’alternatives, sont loin d’être équivalentes; la courbure dorsale est très-grande, pendant que les deux autres sont à peine marquées. On peut être fondé à dire que celles ci n'ont pas d’autre usage que de rétablir la rectitude de la colonne vertébrale, en évitant une forme anguleuse qui aurait fait saillie en arrière. \

Il est une expérience bien simple, banale en quelque sorte, qui peut mettre sur le chemin de la vérité. Si l’on essaye d’empiler les vertèbres les unes sur les autres en commençant par la région lombaire, on peut arriver à empiler jusqu’à la cinquième ou quatrième dorsale; il faut toutefois soutenir la région lombaire dans les commencements. La pile se dissocie en trois portions: la supérieure tombe en avant, la moyenne en arrière, et l’inférieure reste debout. Le nombre des vertèbres qui compose ces piles est loin d’être le même. Si la colonne était rectiligne, on pourrait y arriver, les corps pesant directement les uns sur les autres, et dans tous les cas une pression verticale les maintiendrait en rapport; sur une colonne courbe, au contraire, la pression verticale exagérerait l’action de la pesanteur des parties supérieures, La dissociation n’en serait que plus rapide. -Nous voyons donc déjà , par ce premier aperçu, qu’une colonne rectigne peut se soutenir par ses seuls éléments solides, pendant qu’une colonne courbe ne le peut pas. Nous pressentons donc déjà la nécessité d’avoir des parties

molles qui maintiennent les rapports des pièces entre elles. Ces parties, qui auraient peu de choses à faire dans le cas d’une colonne rectiligne , sont au contraire, avec une colonne courbe , actives bien avant l’addition d’un poids étranger. Le premier résultat de l’application d’un poids sur la colonne vertébrale est donc immédiatement une tension plus grande des parties molles, résultat qui serait loin d’être aussi immédiat, si la colonne était rectiligne.

On a comparé la colonne vertébrale à un ressort qui serait courbé en sens inverse. Mais un ressort est une substance homogène, élastique dans tous les points. Les vertèbres sont-elles élastiques? Assurément, non. Les ligaments vertébraux communs, les ligaments surépineux et les ligaments jaunes possèdent cette propriété à un degré plus ou moins développé;; les muscles surtout ont une action décisive; mais où sont les courbures alternatives? Ce sont des parties qui se laissent distendre et qui reviennent sur elles-mêmes. Si , par une surcharge et sans violence directe, la colonne se rompait , ce seraient les parties molles qui seraient déchirées. Ce sont elles qui, en définitive, supportent l’effort, et c’est vers elles que notre attention doit se porter. Les physiologistes disent, et ils ont raison, que chaque vertèbre représente un levier du premier genre. Une pareille décomposition serait elle applicable à un ressort? Je ne le pense pas.

En résumé, nous commençons à entrevoir que les courbures vertébrales ne peuvent pas avoir l'utilité quon leur suppose, et que la comparaison de la colonne vertébrale à un ressort est attaquable. C'est là ce qui a induit en erreur, ce me semble.

Je passe maintenant à la démont pat ion théorique de ce que j’ai avancé.

Les physiologistes , ainsi que je l’ai dit , sont généralement d’accord pour considérer chaque vertèbre comme représentant un levier du premier genre, dont la force serait appliquée aux apophyses (muscles des gouttières), la résistance placée en avant, et le point d’appui au niveau des corps. Cette idée, qui est très exacte, me servira pour établir une proportion fondamentale.

Je n’appliquerai d’abord le raisonnement qu’à une vertèbre; mais, une fois la formule obtenue, je pourrai faire voir qu’elle est tout à fait générale.

Dans la fig. 4 nous avons un levier coudé dont ON représente le bras de levier de la puissance, OQ celui de la résistance, MQ la perpendiculaire abaissée sur le prolongement de NO. La puissance est elle-même représentée par V2 P, P représentant la force totale qui maintient deux vertèbres en rapport et qui se partage également entre elle : une moitié tirant sur celle de dessus, et l’autre moitié sur celle de dessous. Il suffit donc de chercher % P pour résoudre la question. La résistance sera représentée par Q; car la vertèbre n’a pas seulement à supporter le poids qui lui est immédiatement appliqué, mais encore celui des vertèbres supérieures qui reposent sur elle; et la courbure ayant pour effet d’éloigner la résistance du point d’appui, il faut évidemment tenir compte de cet écartement. Le levier étant coudé, ce n’est point la ligne QO qui représente le bras de levier de la résistance qui doit entrer dans les calculs, mais MO, qui mesure la distance du point d’appui O à la perpendiculaire abaissée de Q.

Les conditions d’équilibre d'un levier quelconque sont :

« 1° Que les deux forces P et Q soient dans un même plan avec le point d’appui; 2° que leurs moments, par rapport à ce point, soient égaux; 3° qu’elles tendent à faire tourner en sens contraires ....»

( L. Poinsot, É!ém. de statique, p. 239, § 170.)

La première condition et la troisième sont remplies. Les moments^ dans le cas actuel, sont :

Q X MO et î/2 P X NO-

Ils doivent être égaux: