Speaker A
[Musique] La biomécanique, c'était quelque chose de différent de la mécanique industrielle.
Présentation des modèles biomécaniques des articulations à 1, 2 et 3 axes selon Kapandji, illustrant la mobilité et les axes de rotation.
Key Takeaways
- Les articulations biomécaniques possèdent des axes de rotation principaux mais ceux-ci ne sont jamais totalement stables.
- Les articulations peuvent être modélisées selon un, deux ou trois axes, chacun correspondant à un type de mobilité spécifique.
- Le cardan est un modèle biomécanique à deux axes très utilisé pour expliquer la mobilité complexe des articulations comme celle du pouce.
- L’épaule est un exemple d’articulation à trois axes offrant une grande liberté de mouvement.
- La biomécanique utilise des concepts issus de la mécanique industrielle adaptés aux particularités du corps humain.
Summary
- Introduction à la biomécanique et ses différences avec la mécanique industrielle.
- Exemple comparatif entre un cylindre roulant et une forme informe comme une pomme de terre pour illustrer la stabilité des axes.
- Description des articulations à un axe, notamment les articulations charnières avec axe transversal et oblique.
- Présentation des rotations coniques et des articulations multiaxiales avec un seul axe, comme les articulations métacarpophalangiennes.
- Explication des articulations à deux axes, notamment le cardan inventé par Gerolamo Cardano, utilisé en mécanique industrielle et en biomécanique.
- Fonctionnement du cardan pour transmettre un mouvement de rotation entre axes non alignés.
- Exemple biomécanique de l’articulation trapézo-métacarpienne du pouce, illustrant la rotation autour de deux axes.
- Description des articulations à trois axes et trois degrés de liberté, avec un focus sur l’épaule et ses mouvements complexes.
- Utilisation d’un cardan modifié pour modéliser la mobilité tridimensionnelle de l’épaule.
- Importance des axes principaux dans la modélisation biomécanique des articulations malgré les variations d’axes réelles.
Chapters
- 00:00Introduction à la biomécanique et comparaison avec la mécanique industrielle
- 00:58Exemple du cylindre et de la pomme de terre : stabilité des axes
- 01:48Articulations à un axe : charnières transversales et obliques
- 02:30Rotations coniques et articulations multiaxiales à un seul axe
- 03:11Articulations à deux axes : le cardan et son inventeur Gerolamo Cardano
- 03:44Fonctionnement du cardan en biomécanique et mécanique industrielle
- 04:20Exemple biomécanique : articulation trapézo-métacarpienne du pouce
- 04:59Articulations à trois axes : mobilité de l’épaule et modélisation par cardan
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Speaker A
Alors là, je vais vous donner un exemple tout à fait probant. Vous voyez, ça c'est un cylindre, et là, quand le cylindre roule, il roule d'une façon continue et son axe reste
Speaker A
parallèle au plan de la table. Par contre, si je prends quelque chose d'informe comme une pomme de terre, si vous faites rouler votre pomme de terre, vous voyez que l'axe va se déplacer, il ne va pas rester stable, mais il va subir des
Speaker A
oscillations par rapport, euh, au plan de rotation. Et bien, en biomécanique, aucun axe n'est stable, et euh, les exemples sont très nombreux de cette variation de l'axe. Cependant, dans l'ensemble, les articulations restent avec des axes principaux, et là vous avez des
Speaker A
modèles d'articulation avec un, deux et trois axes. Vous avez ici un premier type d'articulation qui est l'articulation charnière avec un axe transversal. Vous voyez que le segment mobile vient recouvrir exactement le segment fixe. Ça, c'est la première charnière. La deuxième charnière, c'est
Speaker A
une charnière avec un axe oblique, et vous voyez que cette fois-ci, le segment mobile ne vient plus recouvrir le segment fixe. Et vous constatez aussi que quand vous faites une rotation de ce segment mobile, il fait une rotation qui décrit un cône. On peut
Speaker A
l'appeler aussi une rotation conique, cône dont l'axe est l'axe de l'articulation, et la surface balayée est un cône par le segment mobile. Alors, il y a des articulations qui sont à la fois multiaxiales avec un seul axe. Vous voyez des articulations
Speaker A
avec un axe et un autre axe transversal, en particulier, ce sont les articulations métacarpophalangiennes. Vous voyez, ça peut fléchir soit d'un côté, soit de l'autre. Alors, nous arrivons maintenant à une autre articulation, un autre type d'articulation, c'est l'articulation à
Speaker A
deux axes. Vous voyez, vous avez un axe, et l'autre axe est perpendiculaire. Cette articulation s'appelle un cardan, qui est très utilisé en mécanique industrielle, en particulier pour les voitures. Et ce cardan est une articulation qui a été inventée par un Italien qui s'appelle
Speaker A
Gerolamo Cardano. Il faut le dire avec l'accent, c'est encore plus chouette. Alors, ça servait pour suspendre, pour suspendre les boussoles, parce qu'avec le rouli et le tangage, les boussoles, euh, étaient toujours des axes, mais ça a servi à bien, bien d'autres
Speaker A
choses, parce que vous voyez, quand vous faites tourner un segment, ça entraîne le segment de l'autre, et c'est utilisé, les cardans en mécanique industrielle pour transmettre un mouvement de rotation dans des axes qui ne sont pas dans
Speaker A
le prolongement l'un de l'autre. Donc, vous pouvez facilement comprendre que dans cette articulation à deux axes, ça change l'orientation. Par exemple, vous voyez, si vous faites une rotation autour de cet axe 1 et autour de l'autre axe 2, vous voyez
Speaker A
que la face antérieure du segment mobile va changer du tout au tout d'orientation. Elle va regarder en avant et elle va regarder en arrière. C'est ce qui se produit dans une articulation de la main comme la trapézo-métacarpienne, pour que le pouce
Speaker A
soit dans le plan de la main ou alors en opposition avec l'auriculaire. Alors, ce qui est encore le plus intéressant, c'est quand on cherche à faire une articulation à trois axes et trois degrés de liberté, comme l'épaule. Vous voyez ici, vous avez le
Speaker A
tronc, et vous avez l'articulation de l'épaule. Vous pouvez avoir ici une rotation autour de l'épaule, une adduction, une abduction et une extension. Extension à partir de là, il faut compter, c'est l'extension, et là aussi, c'est une extension vers le haut. Donc, vous voyez
Speaker A
que vous avez ici une articulation très mobile à trois axes et trois degrés de liberté qu'on peut très facilement mobiliser avec ce cardan sur lequel on ajoute un axe perpendiculaire le long d'un des segments mobiles. Voilà. Alors, ça
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