EFFETS DYNAMIQUES. — LOCOMOTION

L'action des muscles sur les leviers de l'organisme est non seulement capable de produire des effets statiques, mais encore de déplacer le corps de l'homme parallèlement à lui-même ; c'est ce mouvement de translation effectué à diverses vitesses que l'on appelle locomotion.

La locomotion de l'homme a été étudiée par un certain nombre de physiologistes; à signaler parmi eux les frères Weber qui ont effectué un grand nombre de mesures et donné une théorie mathématique de la marche. C'est à Marey et à Carlet son élève, que l'on doit les travaux les plus récents et les plus complets à ce sujet.

Méthodes et instruments d'étude et de mesure. — Les méthodes employées par Marey pour l'étude de la locomotion chez l'homme et chez les animaux sont au nombre de deux, la méthode graphique et la chronophotographie. Nous connaissons la première que l'auteur a employée dans tous ses travaux et à laquelle il a donné un développement tel qu'elle est devenue la plus importante méthode de recherche en physiologie. La seconde plus récente et moins connue ne paraît pas devoir être inférieure à son aînée parle

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nombre, l'exactitude et la variété lies documents qu'elle est capable de fournir. Elle est la seule utilisable dans l'étude des corps ea mouvement rapide. Elle consiste à photographier instantané me al le corps dont on veut étudier le mouveiaent, à des phases connues et régulièrement espacées de ce mouvement. Si les images obtenues sont assez nombreuses, on obtient toutes les attitudes de passage de l'attitude de dépari à l'attitude d'arrivée, l'on conaaît, d'autre part, l'instant où ces attitudes se sont produites si bien qu'aucune des particularités du mouvement, si rapide soit-il, ne peut échapper.

Les instruments employés par Marey peuvent être divisés en deux classes destinées à donner des mesures et des indications bien distinctes. Les uns

servent & l'étude cinématique de la locomotion, c'est-à-dire à l'étude des mouvements des divers leviers actifs, de leurs vitesses et de leurs déplacements dans les trois plans de l'espace ; les autres servent à son élude dynamique, c'est-à-dire à la mesure des forces mises en jeu dans les divers actes de la locomotion et à révaluation des masses. Parmi les premiers, on peut citer tous les instruments servant à la chronophotographie, méthode employée presque exclusive me ni aujourd'hui par Marey, dans les études de la locomotion. Ils consistent en un ou plusieurs appareils photographiques pouvant donner du corps en mouvement des images très nombreuses (50 et plus par seconde) avec un temps de pose excessivement <^*>urt ^-^j^ etmoiDS^etdans

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les trois plans de l'espaee. Le corps en mouvement «et blanc, vivement (éclairé et se déplace devant un écran d'un noir absolu ne réfléchissant aucun rayon lumineux. Lorsque le corps à photographier est d'une certaine épaisseur et que sa vitesse est minime, il peut arriver si l'on recueille des images trop nombreuses qu'elles arrivent à se superposer et à se confondre. Marey y a remédié en se servant d'un dispositif très ingénieux représenté ci-dessus (flg. 211). Comme on le voit, il consista à recouvrir l'homme en expérience dans l'étude des diverses allures de la locomotion, d'un costume de velours noir, sur lequel l'axe des membres est dessiné par des cordons blancs ; les articulations portent des boulons blancs placés BU niveau du centre de mouvement. La tête est couverte d'un casqne de velours noir portant une boule brillante au niveau de l'oreille. Si l'on photographie un marcheur dans ces conditions, on obtient l'image représenlée par la figure âl4, dans laquelle toute la netteté d'un schéma est jointe à l'exactitude d'un cliché photographique. On peut y étudier le déplacement des axes des membres, la vitesse de ces déplacements, les oscillations da corps dans un plan vertical, etc. Les appareils inscriptcurs tels que les tambours à levier peuvent encore être employés, comme l'a fait avec succès M. Garlet, pour l'étude cinématique de la locomotion.

Pour l'élude dynamique, Marey a employé un dynamographe, capable d'inscrire les pressions des pieds sur le sol et leurs variations pendant la marche, la course, le saut, etc. Puisque, en vertu d'un principe bien connu, l'action égale la réaction, la pression sur le sol mesure la force qui tend à projeter le corps en haut el en avant dans les divers actes de la locomotion. Ce dynamographe consiste en une série de disques formés par un tube de caoutchouc enroulé eu spirale el recouverts d'une planchette sur laquelle passe le marcheur. Les tubes sont plus ou moins comprimés suivant que la pression qu'ils ont à supporter est plus ou moins forte ; l'air qu'ils contiennent vient alors gonfler la membrane d'un tambour récepteur approprié dont le style se meut sur un cylindre enfumé. Ce dynamographe est gradué par l'expérience. La chaussure dynamographique de Marey (llg. 212) repose sur le même principe. Elle inscrit la pression du pied sur le sol avec sa durée et ses phases par l'intermédiaire d'une chambre à air placée dans l'intérieur de sa semelle (lignes pointillées). Cette chambre communique également avec uiî tambour inscripteur.

Résultats obtenus. Théorie de la marche. — L'allure que l'homme emploie de préférence est la marche. Elle est caractérisée par ce fait que pendant la marche, aussi accclérce soit-elle, le corps ne quitte jamais le sol cl repose toujours sur l'un des pieds. Le graphique (fig. 213) ci-joini obtenu au moyeu des chaussures exploratrices montre bien que celte délini-

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tion est exacte. D el G sont les courbes fournies par le pied droit et par le pied gauche ; les appareils sont ainsi disposés que la courbe s cléve au moment de l'appui du pied correspondant, qu'elle s'abaisse, au contraire, pendant son lever. On voit sur le graphique, qu'au moment où le pied gauche commence à s'élever, le pied droit est déjà en contact avec le sol, si bien

FiG. 213. — Graphi<|ue ilu la niarclie. (Harey.)

qu'il y a un instant plus ou moins court, suivant que la marche est plus ou moins accélérée, pendant lequel le corps repose sur les deux pieds: c'est la période de double appui.

La théorie cinématique de la marche comprend l'étude des mouvements des membres inférieurs el des mouvements du tronc. On nomme pas, la période pendant laquelle l'un des membres partant de la position de l'appui, y revient aprËs avoir effectué une oscillation autour de son articulation coxofémorale. Lorsque le pas est régulier, ces périodes se reproduisent toujours semblables à elles-mêmes; il suffira donc d'en décrire une. L'épure (iig. !âl4)

Fie. 21t. — Oscilletiotis du membre supérieur d'un bontmc qui marche. (Marey.)

représente, d'après Marey, les oscillations du membre inférieur d'un homme qui marche. Tous les mouvements du membre pendant son appui sont représentés en lignes fines; tous ceux qui ont lieu pendant l'appui de l'autre membre sont représentés en lignes pleines. On y voit que le membre part de la verticale, le pied appuyé sur le sol par toute sa surface plantaire, l'articulation du genou étant dans l'extension; puis l'articulation coxo-fémnrale étant portée en avant sans que le pied ait quitté le sol, le membre devient de plus

MÉGANIQUE ANIMALE

en plus oblique, rarticulation du genou fléchit, le pied se déroule sur le sol comme un secteur de la jante d'une roue de voiture en marche. Puis le pied quitte le sol par sa pointe et le membre oscille, à la manière d'un pendale articulé en son milieu, autour de l'articulation coxo-fémorale. La yerticale est dépassée dans cette oscillation, le membre s'étend de plus en plus jusqu'au moment où le pied prend contact avec le sol par le talon. C'est mainteoant autour de l'articulation tibio-tarsienne que s'efTectue la rotation du membre, l'articulation coxo-fémorale décrivant un arc représenté dans la partie gancbe de la figure par les lignes fines. Le genou dans ce mouvement fléchit un peu et le membre repasse par la verticale.

On remarquera aussi les oscillations dans un plan vertical de rarticulalloo coxo-fémorale. Ses diverses positions, pendant le pas, forment une courbe ondulée, présentant un premier abaissement maximum au moment où le membre possède sa plus grande vitesse, un second abaissement maximum an moment où la période d'appui commence. L'amplitude maxima de ces oscillations verticales du grand trochanter ne dépasse pas 70 millimètres (Carlet).

Durée dupas. — Les frères Weber ont trouvé que la durée du pas diminuait à mesure que sa longueur augmentait. Il en résulte donc que la vitesse de la marche augmente à la fois par ces deux facteurs, ainsi que le montre le tableau suivant dressé d'après leurs expériences :

DURÂE