résumé

MODELISATION DE L’IMPACT PHYSIOLOGIQUE ET SENSORIEL DE LA
QUALITE MECANIQUE DE L’AMORTI TALON DES CHAUSSURES DE RUNNING
Lecland C1, Rosa V1,2, Baly L1, Boussaïda L3, Gerville-Reache L2, Lofi A2
1
2
Centre de Test et de Recherche Decathlon
Groupe TechnoSport, EA2961 « Statistique Mathématique et ses Applications » Faculté des Sciences du Sport, Université
Victor Segalen Bordeaux 2
3
Centre National de Médicine et de Sciences du Sport Tunisie
INTRODUCTION
Lors de la course, un pic de force apparaît
lorsque le pied entre en contact avec le sol
(Dickinson et Coll 1985). L’amas graisseux
présent au niveau du talon a pour rôle de dissiper
une partie de l’énergie mécanique associée à
l’entrée en contact du talon au sol (Pain et Coll
2001). En 1970, les premières chaussures de
running présentant des concepts d’amorti
apparaissent (Shorten).
L’objectif de cette étude est de comprendre la
relation entre les propriétés mécaniques de la
chaussure et les données physiologiques et
sensorielles du sujet.
A partir de la courbe force-déformation, 2
raideurs sont calculées. Le paramètre ST1 entre
200 et 400 N et le paramètre ST2 entre Fmax
(force maximale mesurée lors de l’impact) et
Fmax-150N. ST1 définit le confort de la
chaussure lors du port de celle-ci.
ST2
METHODOLOGIE
L’étude est réalisée sur 25 femmes volontaires.
L’âge des sujets est de 28 ± 10 ans, leurs poids
59 ± 7 Kg. Les sujets sont venus deux fois au
laboratoire pour deux sessions de tests.
L’objectif de la première session est la
détermination de leur Vitesse Maximale Aerobie,
elle correspond à l’intensité de travail que l’on
développe au cours d’un effort dont la dépense
énergétique correspond à la consommation
d’oxygène maximale aérobie. Pendant la seconde
session de test, les sujets courent sur un tapis
roulant à 80% de leur VMA pendant 30 min. Le
tapis présente une pente négative de 15%. Un
prélèvement sanguin, le remplissage de
questionnaire et la mesure des propriétés
mécaniques des chaussures sont réalisés avant et
après la session de test. Un échauffement de 15
min est prévu.
Le prélèvement sanguin permet de notifier le
taux
de
protéines
inflammatoires.
Le
questionnaire donne le ressenti des individus.
Les propriétés mécaniques des chaussures sont
obtenues via un test standard de chute d’une
masse sur la semelle de la chaussure. La figure 1
illustre les propriétés amortissante de la semelle.
ST1
Deformation (mm)
Figure n°1 : Courbe force-déformation donnant le calcul
des raideurs ST1 et ST2.
Le paramètre ST2 décrit les propriétés
mécaniques de la chaussure lorsque l’individu
est en activité. Le paramètre ST2 est corrélé au
ressenti de l’individu.
La linéarité rend compte de la déformation
continue et progressive de la semelle. Lors de
l’impact l’énergie cinétique est changée en
énergie de déformation et une partie de cette
énergie retourne en énergie cinétique. Les
paramètre énergétiques les plus intéressants sont
l’énergie totale (Ein) et la part d’énergie dissipée
(Eloss).
Au total 29 variables sont mesurées.
L’ensembles de ces mesures sont présentées dans
le tableau 1.
Ces résultats sont obtenus par régression linéaire.
P<0,05 est considéré comme statistiquement
signicatif.
Val eur s Prévues vs. Obser vées
Var. dépendante : a2-macrogl obuli ne
1.0
0.8
0.6
Physiologique
Lactate
Age
a1-antitrypsine
VAM
Eout
Poids
a2macroglobuline
Transferrine
Masse grasse
Haptoglobine
ST1 at 400600N
Masse maigre
Rendement
anthropométrique
Type de pied
Type de foulée
Orosomucoïde
Mécanique
Ratio
(=Eloss/Ein)
Ein
Eloss
ST2 at Fmax150N
Linéarité
(ST2/ST1)
0.4
Sensoriel
Impact talon
Douleur
adducteur
Douleur
genou
Douleur
hanche
Douleur
membre
inférieur
Douleur
lombaire
Douleur
cervical
Tableau n°1: liste des 29 variables mesurées au cours de
l’étude.
RESULTATS
Le niveau des coureuses est corrélé à la VMA
(r2= 0,61 pour p<0,003) tout comme leurs âges
qui est inversement corrélé à leur niveau et à la
VMA (r2 = 0,68 pour p<0,01).
Les douleurs ressenties aux hanches et lombaires
dépendent de la raideur ST1 et ST2 de la
chaussure (r2 = 0,58 pour p< 0,01).
Les raideurs au niveau cervical diminuent
lorsque la linéarité et le ratio augmentent
(r2=0,52 pour p<0,02 et r2=0,67 pour p<0,01).
La sensation de raideur augmente lorsque ST2
est élevée.
La sensation d’impact au talon est importante
lorsque la linéarité est faible.
Cette étude mène à un modèle idéal de chaussure.
La chaussure idéale est celle qui n’engendre pas
d’augmentation du niveau des protéines
inflammatoires lors de la course.
Modélisation par regression linéaire:
a2-macroglobuline
=
-31,2831+
2,4839
rendement anthropométrique + 0,2654 masse
grasse +0,0416 ST1 + 0,1535 Ratio + 0,0138 âge
+ 0,1321 niveau + 5,3353 linearité – 0,0018 Eout.
La concentration en a2-macroglobuline (protéine
inflammatoire) augmente lorsque certains
paramètres individuels et certaines propriétés
mécaniques des chaussures sont réunis.
0.2
0.0
Val. Obser vées
Individuel
Niveau
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
- 0.6
- 0.4
- 0.2
0.0
0.2
Valeur s Pr évues
0.4
0.6
0.8
95% de confiance
Figure n°2 : Modélisation par régression linéaire.
DISCUSSION
Cette étude montre que la chaussure “idéale”
depend à la fois de paramètres individuels
(rendement anthropométrique, masse grasse, âge,
niveau) et des propriétés mécaniques des
chaussures. Cette modélisation apporte un
résultat intéressant, mais d’autres études doivent
être conduites afin d’affiner ce résultat. En effet,
beaucoup de variables et peu de sujets ont été
étudiés.
CONCLUSION
L’obtention d’une diminution des douleurs au
niveau des hanches, cervicales, lombaires et
sensation de douleurs au talon suppose d’être en
présence d’une chaussure ayant des raideurs ST1
et ST2 faibles ainsi qu’une bonne linéarité.
REFERENCES
Dickinson JA, Cook SD, Leinhardt TM, 1985, The
measurement of shock waves following heel strike while
running, Journal of Biomechanics 18,415-422.
Pain Matthew TG, Challis John H, 2001, The role of the
heel pad and shank soft tissue during impacts: a further
resolution of a paradox, Journal of Biomechanics 34, 327333.
Shorten MR,2001, The myth of running shoe cushioning.
Standard test method, designation: F 1614-99.