Les Muscles
Modes de locomotions de l’être humain
Après avoir vu la structure du muscle, nous allons maintenant voir les principaux modes de locomotions de l’être humain qui lui permet d’aller toujours plus vite.
Phase d'appui :
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-La phase de mise en charge (0 à 10% du cycle de marche) : Elle débute lorsque le pied droit entre en contact avec le sol (0 à 2%) alors que le membre inférieur gauche touche encore le sol et correspond donc au premier appui bipodal. Son rôle est de transférer le poids vers la jambe en phase d’appui, d’absorber les chocs et de conserver la vitesse de marche tout en maintenant l’équilibre.
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La phase de milieu d’appui (10 à 30% du cycle de marche) : C’est la première moitié de l’appui unipodal. Elle permet au corps d’avancer au dessus du pied en appui et se termine quand le centre de masse du corps est aligné avec l’avant pied.
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La phase de fin d’appui (30 à 50% du cycle de marche) : C’est la deuxième moitié de l’appui unipodal. Le centre de masse passe en avant de l’appui. La phase se termine au contact du pied opposé avec le sol.
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La phase pré-oscillante (50 à 60% du cycle de marche) : Cette phase correspond au deuxième appui bipodal. Son rôle est la propulsion du corps vers l’avant avec le transfert de poids vers la jambe en phase d’appui.
Phase oscillante :
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La phase de début d’oscillation (60 à 73% du cycle de marche) : Elle se termine quand le pied passe à côté du pied opposé. Le rôle de cette phase et des deux suivantes est de permettre l’avancée du membre oscillant sans qu’il ait de contact avec le sol.
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La phase de milieu d’oscillation (73 à 86% du cycle de marche) : Elle se termine quand le tibia est vertical.
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La phase de fin d’oscillation (86 à 100% du cycle de marche) : Elle se termine lorsque le pied droit entre à nouveau en contact avec le sol.
En randonnée, un randonneur expérimenté et en bonne condition physique peut marcher en moyenne plus de 4 km/h sur un terrain plat, plus de 350 m/h en montée et plus de 550 m/h en descente. La marche est un mouvement plus adaptée sur un terrain plat tout comme la course.
L’Homme peut aller beaucoup plus vite en utilisant un autre moyen de locomotion, la course à pied. Elle est caractérisée par une phase de suspension durant laquelle aucun des deux pieds ne touche le sol. Cependant, le type d'effort fourni est différent en fonction des voies utilisées :
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Les courses en aérobie, l'oxygène (par l’ATP) nécessaire aux muscles est fourni majoritairement par la respiration cellulaire(par exemple une course lente sur 10 km).
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Les courses en anaérobie, l'oxygène (par l'ATP) nécessaire aux muscles n'arrive pas en quantité suffisante, la VO2max (débit maximum d'oxygène inspirable) est donc atteinte. Pour alimenter suffisamment le muscle en énergie, le glycogène est consommé. Après son utilisation, il est oxydé via l'acide pyruvique puis transformé en acide lactique, qui produit aussi de l'énergie (partielle) par sa fermentation, mais l'activité anaérobie ne pourra plus continuer a cause du taux de calcium dans les muscles devenant trop élevé (par exemple une course rapide sur 200 m).
En athlétisme, les performances des athlètes sont fortement dépendantes du vent, un record ne peut ainsi être homologué par vent favorable que si celui-ci a une vitesse inférieure ou égale à 2,0 m/s. Une faible densité de l’air permet aussi aux athlètes de courir plus vite, ainsi, un athlète courra plus vite en altitude. De plus en altitude la présence d'oxygène étant plus faible le corps en stocke en plus grande quantité ce qui permet d’avoir de meilleures performances car la VO2max est atteinte plus tard.
Certains scientifique théorisent pourraient aller à au moins 50 km/h, en pratique, c’est Usain Bolt qui détient le record du monde obtenu en 2009 à Berlin. Il courait les 100 m à une vitesse moyenne de 37,58 km/h et à une vitesse de pointe de 44,72 km/h !
Ainsi, nous pouvons voir que l’Homme, avec exclusivement l’aide de son propre corps, peut aller à des vitesses très satisfaisantes bien qu’elles soient parcourues sur des distances courtes. L’Homme est un être qui est plus destiné à des courses d’endurances, mais il a su aller plus vite à l’aide de plusieurs innovations techniques au cours de l’Histoire.
L’une des principales propriétés du muscle strié est de pouvoir transformer son énergie chimique en énergie mécanique. Les possibilités de raccourcissement d’un muscle sont en fonction de la longueur des fibres musculaires. Ce raccourcissement représente environ la moitié de la longueur de ses fibres musculaires selon la Loi de Weber et Fick. On peut donc dire que les muscles plus longs produisent des mouvements de plus grande amplitude que des muscles plus courts mais les muscles longs auront donc une plus grande durée de contraction. Ainsi, les muscles ne peuvent ne peuvent pas se raccourcir à plus de 30%.
La marche est le mode de locomotion bipède le plus utilisée par l’homme, il est découpée en plusieurs phases :