Nouvelle Biomécanique non linéaire du rachis

Présentation au sujet: "Nouvelle Biomécanique non linéaire du rachis"— Transcription de la présentation:

1 Nouvelle Biomécanique non linéaire du rachis
Jean Claude de MAUROY

2 S’il est vrai que de Stonehenge à Gisez
Les blocs de pierre luttent contre la force de compression de la pesanteur. Les modèles mathématiques basés sur la compression axiale d’un rachis en position immobile sont-ils suffisants ? La colonne vertébrale est-elle vraiment une colonne ?

3 Le rachis ne ressemble-t-il pas plus à cette sculpture stable dans tous les plans de l’espace ?
Wooden X piece Kenneth Snelson 1949

4 La colonne n’est pas uniquement un empilement de cubes.
Mais un système omidirectionnel L’ensemble peut défier les lois de la gravité : gymnastique, patinage…

5 Système vertébral omnidirectionnel
Comment expliquer la fonction vertébrale ?

6 Concept d’intégrité de tension
Créé par l’architecte R. Buckminster Fuller en 1920 Contracté en TENSEGRITY En biomécanique, l’intégrité tensionnelle est la propriété des objets dont les composants usent tension et compression de telle sorte que la force et la résistance dépassent la somme de celles de leurs composants. Ainsi les os et les muscles agissent en unisson pour se renforcer.

7 Système musculo-squelettique
La résistance à la charge des muscles paravertébraux est de Newtons En mécanique newtonnienne, lors d’un soulèvement de poids, la charge atteint Newtons

8 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Modèle non linéaire Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

9 Structure de base : Le triangle
Icosahèdre tronqué = ballon de football Philosophy of ostéopathie : conception holistique de la maladie, pas seulement appareil locomoteur mais traitement de toutes les maladies qui résulteraient d’un blocage de l’influx nerveux ou de la circulation sanguine origine américaine ? En fait still prétendait avoir été enseigné par une vieille femme indienne, et origine asiatique des amérindiens : ressemble aux techniques chinoises actuelles Pour une meilleure stabilité

10 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Modèle non linéaire Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

11 Exemple du dôme géodésique
Stabilité maximale avec un minimum de matériau Théoriquement, la taille du dôme est illimitée. (invariance d’échelle) Montréal 1967

12 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée Modèle non linéaire La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

13 Exemple des dinosaures
Le cou des dinosaures de 10 mètres de long fonctionne dans toutes les positions. Le muscle augmente sa force lorsque sa surface de section augmente. L’os augmente de section non du fait de la compression, mais du fait des tensions de la matrice de collagène. En mécanique newtonnienne, un animal de taille supérieure au lion serait impossible

14 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée Modèle non linéaire La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

15 Exemple de la caravane système non linéaire
La traction est convergente (pull) Montée ou accélération en descente La poussée est divergente (push) Descente

16 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée Modèle non linéaire Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

17 Exemple du ballon de baudruche
La tension est continue, la compression est discontinue. La tension continue de l’enveloppe du ballon lutte contre les molécules d’air à l’intérieur qui chacune repousse l’enveloppe de façon discontinue. L’ensemble est beaucoup plus résistant que la mince enveloppe de caoutchouc.

18 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée Modèle non linéaire Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure

19 La charge appliquée est distribuée à toute la structure
La pression au niveau du point d’appui se transmet à l’ensemble de la structure si les rayons sont bien tendus

20 Caractéristiques d’un système à intégrité de tension
Système omnidirectionnel Structure de base le triangle Maximum de stabilité avec un minimum de matériau Invariance d’échelle : la taille est théoriquement illimitée Modèle non linéaire Structure rigide en compression discontinue et flexible en tension continue La force et la résistance de l’ensemble dépasse celle de leurs composants Faible énergie consommée La charge appliquée est distribuée dans toute la structure Principe universel

21 Tenségrité : principe universel ?
Carbone : 2 formes pures : 6 12 Atome de carbone C GRAPHITE DIAMANT Philosophy of ostéopathie : conception holistique de la maladie, pas seulement appareil locomoteur mais traitement de toutes les maladies qui résulteraient d’un blocage de l’influx nerveux ou de la circulation sanguine origine américaine ? En fait still prétendait avoir été enseigné par une vieille femme indienne, et origine asiatique des amérindiens : ressemble aux techniques chinoises actuelles Noyau du carbone 12

22 Tenségrité : « the architecture of life » (Ingber)
Philosophy of ostéopathie : conception holistique de la maladie, pas seulement appareil locomoteur mais traitement de toutes les maladies qui résulteraient d’un blocage de l’influx nerveux ou de la circulation sanguine origine américaine ? En fait still prétendait avoir été enseigné par une vieille femme indienne, et origine asiatique des amérindiens : ressemble aux techniques chinoises actuelles Aulonia hexagona (diatomée) VOLVOX : algue sphèrique creuse dont la paroi se compose de milliers de cellules enchassées dans un matrice gélatineuse

23 Exemple du système nerveux
Le système nerveux central est un système à intégrité de tension. Le système sensitif envoie des informations en continu. Le système moteur envoie des impulsions discontinues.

24 Système musculo-squelettique
Les ligaments sont sous tension continue (jaune, longitudinal antérieur et postérieur) Les ligaments ont une structure élastique, ils absorbent l’énergie et la restitue en mobilisant la charge. S’ils sont sectionnés la colonne s’allonge

25 Structure du corps vertébral
La structure anatomique du corps vertébral avec ses apophyses épineuses et transverses évoque un système d’intégrité de tension.

26 Needle Tower by Kenneth Snelson 1968 Washington
Philosophy of ostéopathie : conception holistique de la maladie, pas seulement appareil locomoteur mais traitement de toutes les maladies qui résulteraient d’un blocage de l’influx nerveux ou de la circulation sanguine origine américaine ? En fait still prétendait avoir été enseigné par une vieille femme indienne, et origine asiatique des amérindiens : ressemble aux techniques chinoises actuelles Needle Tower by Kenneth Snelson 1968 Washington

27 Le rachis : structure de tenségrité
1.longitudinale Plan superficiel multifidus rotateur Transversaire épineux Philosophy of ostéopathie : conception holistique de la maladie, pas seulement appareil locomoteur mais traitement de toutes les maladies qui résulteraient d’un blocage de l’influx nerveux ou de la circulation sanguine origine américaine ? En fait still prétendait avoir été enseigné par une vieille femme indienne, et origine asiatique des amérindiens : ressemble aux techniques chinoises actuelles Document JF Salmochi

28 Le rachis : structure de tenségrité
2.segmentaire CONTRAINTES Nucléus pulposus : contraintes verticales en COMPRESSION Annulus fibrosus : contraintes tangentielles en TENSION 120° ORIENTATION DE L’ANNULUS Philosophy of ostéopathie : conception holistique de la maladie, pas seulement appareil locomoteur mais traitement de toutes les maladies qui résulteraient d’un blocage de l’influx nerveux ou de la circulation sanguine origine américaine ? En fait still prétendait avoir été enseigné par une vieille femme indienne, et origine asiatique des amérindiens : ressemble aux techniques chinoises actuelles Lamelles concentriques disposées de façon oblique d’une couche à l’autre : 30° par rapport au plan du disque, 120° entre elles. 30° Document JF Salmochi

29 Exemple de la maladie de Marfan
La tension ligamentaire est modifiée, avec grande taille et déformation rachidienne

30 Rôle des tenseurs Si l’on tend les cordes, le mât est plus solide (effet d’élongation axiale dans le corset ou Harrington) Si on les coupe (chirurgie), la solidité de l’ensemble diminue

31 Cliniquement, relation entre scoliose et mise en tension unilatérale du tenseur du fascia lata (TFL)

32 Structure du corps vertébral
Les structures osseuses ne se touchent pas comme dans les systèmes à intégrité de tension.

33 Nouvelle modélisation du rachis
Ce sont les tissus mous autour du rachis qui, sous une tension appropriée, maintiennent et peuvent soulever l’ensemble du rachis. Le rachis n’est plus une colonne avec un empilement de vertèbres, mais une structure à intégrité de tension. Les ligaments paravertébraux sont sous tension continue lorsque le rachis est au repos. La longueur des muscles paravertébraux au repos est telle qu’ils sont en permanence sous tension. Les vertèbres et les disques sont en compression discontinue

34 FIN