La biomécanique est la science du mouvement d’un corps vivant, y compris la façon dont les muscles, les os, les tendons et les ligaments travaillent ensemble pour produire le mouvement. La biomécanique fait partie du domaine plus vaste de la kinésiologie, qui se concentre spécifiquement sur la mécanique du mouvement. Il s’agit d’une science à la fois fondamentale et appliquée, qui englobe la recherche et l’utilisation pratique de ses résultats.
La biomécanique comprend non seulement la structure des os et des muscles et le mouvement qu’ils peuvent produire, mais aussi la mécanique de la circulation sanguine, la fonction rénale et d’autres fonctions du corps. Selon l’American Society of Biomechanics, la biomécanique représente la vaste interaction entre la mécanique et les systèmes biologiques.
La biomécanique étudie non seulement le corps humain mais aussi les animaux et s’étend même aux plantes et au fonctionnement mécanique des cellules. Par exemple, la biomécanique du squat tient compte de la position et/ou du mouvement des pieds, des hanches, des genoux, du dos, des épaules et des bras.
Éléments de biomécanique
Voici les principaux domaines sur lesquels se concentre la biomécanique :
- Ladynamique: Étude des systèmes en mouvement avec accélération et décélération.
- Lacinématique: Décrire l’effet des forces sur un système, étudier les modèles de mouvement, y compris les changements linéaires et angulaires de la vitesse dans le temps, ainsi que la position, le déplacement, la vitesse et l’accélération.
- Cinétique: Étude des causes du mouvement, des forces et des moments en jeu.
- Lastatique: Étude des systèmes qui sont en équilibre, soit au repos, soit en mouvement à vitesse constante.
Biomécanique du sport
La biomécanique sportive étudie le mouvement humain pendant l’exercice et le sport. La physique et les lois de la mécanique sont appliquées aux performances sportives. Voici quelques utilisations variées de la biomécanique :
- L’équipement: La biomécanique peut être utilisée dans la conception des équipements sportifs, des vêtements, des chaussures, ainsi que des terrains et des installations où les sports sont pratiqués. Par exemple, une chaussure peut être conçue pour obtenir les meilleures performances pour un coureur de demi-fond ou une raquette pour une meilleure prise.
- Lesindividus: La biomécanique peut être appliquée aux individus, en analysant leurs mouvements et en les entraînant pour qu’ils soient plus efficaces pendant l’exercice et le mouvement sportif. Par exemple, la démarche d’un coureur ou le swing d’un joueur de golf peuvent être filmés et des recommandations peuvent être faites pour les modifier et les améliorer.
- Blessures: La biomécanique peut être appliquée à l’étude des causes, du traitement et de la prévention des blessures sportives. La recherche peut analyser les forces en jeu qui peuvent conduire à une entorse de la cheville et la manière dont la conception des chaussures ou la surface de jeu peuvent réduire le risque de blessure.
- L’entraînement: La biomécanique peut étudier les techniques sportives et les systèmes d’entraînement et développer des moyens de les rendre plus efficaces. Il peut s’agir de recherches fondamentales sur la façon dont la position de la main affecte la propulsion en natation. Elle peut proposer et analyser de nouvelles techniques d’entraînement basées sur les exigences mécaniques du sport, dans le but d’obtenir de meilleures performances.
Carrières en biomécanique
Les spécialités au sein de la biomécanique comprennent :
- Lessciences biologiques: Études de la biomécanique humaine, animale, cellulaire et végétale.
- Ingénierie et sciences appliquées: Application de la recherche en biomécanique à diverses situations.
- Ergonomie et facteurs humains: Utilisation de la biomécanique dans les interfaces homme-machine, le lieu de travail et les conceptions et processus fonctionnels.
- Sciences de l’exercice et du sport: Application de la biomécanique aux performances humaines en athlétisme.
- Sciences de la santé: Recherche sur les causes, le traitement et la prévention des blessures et utilisation de la biomécanique pour concevoir des programmes et des équipements de réadaptation.
Un master en sciences ou un doctorat en kinésiologie peut mener à une carrière dans un domaine de la biomécanique, comme la recherche et la conception par les entreprises sportives, la recherche et les tests sportifs, les tests en milieu de travail et la conception d’interfaces entre les humains et les équipements.
Un étudiant en biomécanique suivra des cours de physique, de biologie, d’anatomie, de physiologie, de mathématiques et de statistiques. Les équipements de laboratoire utilisés comprennent des plaques de force, l’électromyographie, des systèmes d’analyse du mouvement par vidéo à haute vitesse, des équipements de numérisation, des accéléromètres, des capteurs de pression, des potentiomètres, des programmes d’analyse informatique et des programmes de modélisation.
Associations professionnelles pour la biomécanique
Pour plus d’informations et de ressources sur la biomécanique, consultez ces organisations :
- Société américaine de biomécanique
- Société internationale de biomécanique
- Société internationale de biomécanique du sport