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Personnel académique
Renseignements complémentaires dans l'annuaire de l'UCL
Activités de recherche
Notre laboratoire étudie la physiologie et la biomécanique du mouvement et plus particulièrement la locomotion terrestre. D'autres mouvements sont également étudiés comme les gestes sportifs en gymnastique.
- Etude de la locomotion terrestre
A première vue, il existe de nombreux modes de locomotion terrestre: certains animaux se déplacent sur deux pattes, d'autres sur quatre. Ils marchent, courent, trottent, galopent, bondissent, pratiquent l'amble, etc. Malgré la grande diversité des patterns décrits, ces modes de locomotion terrestres sont basés sur deux mécanismes fondamentaux :- Le mécanisme pendulaire utilisé lors de la marche
De nombreux facteurs intrinsèques (morphologie, développement, pathologies...) ou extrinsèques (port d’une charge, inclinaison du sol, nature du terrain...) peuvent modifier les caractéristiques observables de ces mécanismes (longueur et fréquence du pas, puissance développée...). Le but de notre recherche est d'étudier comment le système locomoteur s'adapte à ces modifications intrinsèques et extrinsèques.
- Le mécanisme de rebond présent dans la course, le trot et le bondEquipements :
Plus d'informations: Norman HEGLUND
- Une plate-forme de force composée de 10 plateaux (longueur totale 6 mètres) mesure les composantes verticale et antéro-postérieure de la force de réaction du sol pendant plusieurs pas de marche ou de course. Elle est installée au milieu d'un couloir de 40 m de long.
- Une plate-forme de force composée de 16 plateaux (taille de chaque plateau: 1m x 1m) est en cours de construction. Elle mesure les forces de réaction du sol dans les trois directions de l'espace avec une résolution de 3 N et une pleine échelle de 50.000 N.
- Une plate-forme de force KIESTLER® mesure les forces de réaction du sol dans les trois directions de l'espace.
- Un système d'analyse du mouvement par caméra infrarouges (SELSPOT®) enregistre les mouvements des segments corporels avec une fréquence d'acquisition de plus de 400 images/s.
- Des électro-myographes (EMG) enregistrent simultanément l'activité électrique de huit groupes musculaires.
- Un système portable mesure la consommation d'oxygène et la production de CO2 (COSMED-K4®).
Principales activités de recherche réalisées au cours des cinq dernières années :
- Evolution des mécanismes de la marche et de la course lors de la croissance chez l'enfant :
Trois enfants courant sur les plates-formes de force du laboratoire
Cette étude vise à comprendre:
(1) comment les mécanismes de la locomotion évoluent au cours de la croissance chez l'enfant,
(2) quels sont les facteurs qui influencent cette évolution (modification de la morphologie, augmentation du poids et de la taille, maturation du système nerveux, modification de la force musculaire...).
Dans ce cadre, trois études ont été réalisées ces dernières années :
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Mesure de la dépense énergétique au cours de la marche chez l'enfant. Dans ce travail, nous avons mesuré la consommation énergétique au cours de la marche à différentes vitesses chez des adultes et des enfants de 3 à 12 ans. |
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Mesure du travail mécanique
réalisé au cours de la marche chez l'enfant.
Nous avons étudié le travail mécanique réalisé au cours de la marche à différentes vitesses chez des adultes et des enfants de 3 à 12 ans. Une attention toute particulière a été portée à l'évaluation du travail interne réalisé par une jambe contre l'autre lors de la phase de double contact. |
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Etude du mécanisme de rebond dans la course chez l'enfant. Le mécanisme de la course peut être
comparé à une masse montée sur un ressort. La fréquence
naturelle du système dépend de la masse corporelle et de
la raideur des structures musculo-tendineuses responsables du rebond. Entre
l'âge de 1 an et l'age adulte, la masse corporelle est multipliée
par cinq, et l'effet de la croissance sur la raideur du système
n'est pas connu. Dans ce travail, nous avons étudié les facteurs
qui modifient la fréquence du pas et nous avons mesuré
le travail musculaire réalisé pour déplacer le centre
de masse corporel lors de la course à différentes vitesses
et à différents âges.
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Forces exercées sur l'enfant lors de la course (les frottements de l'air sont négligeables) |
- Etude de la marche et de la course dans le sable
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Dans ce travail, nous avons étudié l'effet de la modification de la nature du terrain sur les mécanismes de la locomotion. A cette fin, nous avons mesuré l'énergie consommée et le travail musculaire réalisé lors de la marche et de la course dans le sable. Une piste circulaire longue de 50 m et contenant plus de 8 tonnes de sable avait été construite pour pouvoir mesurer la consommation d'oxygène lors de la locomotion dans le sable (photo de gauche). Une piste de sable avait également été construite sur les plates-formes de force pour évaluer le travail musculaire réalisé lors de cette activité (photo de droite).
- Etude du mécanisme du transport de charge
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Au Népal, le portage se fait essentiellement à dos d’homme. Les porteurs utilisent un panier de jonc (doko) supporté par une courroie à la tête (naamlo). Les charges portées représentent en moyenne leur poids corporel (avec des maximums allant jusqu'à deux fois le poids du corps).
Afin de comprendre les mécanismes qui permettent aux porteurs népalais de transporter des charges aussi lourdes, nous avons mesuré la consommation d'oxygène et le travail musculaire réalisé lors de la marche avec charge chez les porteurs de la région du Solo-Kumbhu (Népal).
- Influence de la gravité sur les mécanismes de la marche et de la course
Le professeur Cavagna (Université de Milan) marchant à 0.4g (comme sur mars)Le but de ce travail est d'étudier l'effet de la gravité sur les mécanismes de la locomotion. Nous avons mesuré les forces de réaction du sol dans la marche en gravité réduite (0.4 g) ou augmentée (1.5 g) et dans la course en gravité augmentée (1.3 g). L'hypo-gravité est obtenue lors de vols paraboliques et l'hyper-gravité lors de vols circulaires.
- Projets de recherche en cours : trois projets de recherche sont actuellement en cours.
- Influence de l'exercice sur la perte de masse osseuse et de force musculaire lors de séjours en micro-gravité
- Etude du mécanisme de la locomotion de l'éléphant
- Etude du contrôle de la fréquence du pas dans la course chez l'adulte et chez l'enfant
- Etude du geste sportif
Ce travail vise à étudier l'effet de l'entraînement sur le mécanisme de contrôle du mouvement au cours d'un geste en gymnastique.
- Publications des huit dernières années
- Prix scientifiques
- B. SCHEPENS : Prix de la Société de Biomécanique (2000) récompensant un jeune chercheur pour son travail de doctorat: The mechanics of running in children.
Lauréat du Human Frontier Science Program 2000- 2001, 2001-2002 & 2002-2003
Lauréat du H.H. Jasper Fund 1999-2000, One year Fellowship, Canada- M. PENTA : Prix de la meilleure communication au 2nd World Congress of the International Society of Physical Rehabilitation Medicine, Prague, 2003
Services
à la Société
Enseignement
