Analyse biomécanique des charges appliquées sur la colonne lombaire des porteurs de barre russe

Schmidt, Pierre (2023). Analyse biomécanique des charges appliquées sur la colonne lombaire des porteurs de barre russe. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La barre russe est une discipline de cirque pratiquée par trois artistes. Deux porteurs propulsent un voltigeur en manipulant une barre flexible posée sur leur épaule. Les forces asymétriques auxquelles ils sont exposés peuvent, à terme, entrainer des douleurs lombaires chroniques. L’objectif de ce mémoire est d’étudier les charges intervertébrales auxquelles sont soumis les porteurs à l’aide d’une modélisation biomécanique. Un trio d’artistes de barre russe a été recruté pour participer à une collecte de données incluant de la capture de mouvement et des mesures électromyographiques. Un modèle musculosquelettique développé sur le logiciel OpenSim a ensuite été adapté aux conditions de chargement imposées par la barre russe (force et vitesse élevée). Les forces externes appliquées à l’épaule ont été estimées indirectement par l’intermédiaire d’un test expérimental qui a mis en lumière un comportement de déformation linéaire de la barre. Une méthode numérique a été utilisée pour estimer la force de réaction au sol. Les résultats montrent qu’il n’y a pas de différences significatives entre les charges lombaires engendrées par les sauts droits et les saltos mais une différence significative entre les différentes phases de sauts, à savoir, la propulsion et la réception. La phase de propulsion est celle qui développe le plus de forces sur les vertèbres des participants avec une force maximale moyenne de 12571.7±1714.5 N en compression. De plus, malgré les forces extrêmes subies par les artistes, les efforts en cisaillement sont faibles (<1000N) possiblement en raison de leur technique. Les artistes et les entraineurs doivent avoir conscience de la sévérité des forces en jeu et adapter les entrainements aux compétences des artistes et leur forme physique.

Titre traduit

Biomechanical analysis of load applied on lumbar column of russian bar porters

Résumé traduit

The Russian bar is a circus discipline practiced by three artists. Two porters propel a flyer by manipulating a flexible bar placed on their shoulders. The asymmetric forces to which they are exposed can ultimately lead to chronic lower back pain. The aim of this thesis is to study the intervertebral loads to which the porters are subjected using biomechanical modeling. A trio of Russian bar artists was recruited to participate in data collection, including motion capture and electromyographic measurements. A musculoskeletal model developed in the OpenSim software was then adapted to the loading conditions imposed by the Russian bar (high force and speed). The external forces applied to the shoulder were estimated indirectly through a mechanical characterization that revealed a linear deformation behavior of the bar. A numerical method was used to estimate the ground reaction force. The results show that there are no significant differences in the lumbar loads generated by candle jumps and salto, but a significant difference between the different phases of jumps, namely, propulsion and landing. The propulsion phase is the one that exerts the most forces on the participants' vertebrae, with an average maximum force of 12571.7±1714.5 N in compression. Furthermore, despite the extreme forces experienced by the artists, shear forces are low (<1000N), which can be explained by their technique. Artists and coaches must be aware of the severity of the forces involved and adapt training to the skills and physical condition of the artists.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire par article présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maitrise avec mémoire en technologie de la santé". Comprend des références bibliographiques (pages 90-100).
Mots-clés libres:	biomécanique de la colonne, modèle musculosquelettique, cirque, cinématique, cinétique
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Wagnac, Éric
Codirecteur:	Codirecteur Cossin, Marion Behr, Michel
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	14 mars 2024 16:21
Dernière modification:	25 avr. 2024 19:02
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3436

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