influences respectives du sexe et de la pratique sportive sur le

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INFLUENCES RESPECTIVES DU SEXE ET DE LA PRATIQUE SPORTIVE SUR LE
BALANCEMENT POSTURAL DANS LES STATIONS DEBOUT BI – ET UNIPODALE
RESPECTIVE INFLUENCES OF SEX AND SPORTS PRACTISE ON POSTURAL SWAYING IN
BI AND UNIPODAL STANDING POSITION
K. CAMARA, H. THYS, L. DELHEZ, R. DEBECHE
Laboratoire de biomécanique et d’analyse du mouvement,
Université de Liège – Belgique
Abstract:
Résumé:
We have carried a quantitative evaluation of the postural
swaying during bipodal and unipodal position in 101 sujects in
order to study the respective influence of sex and sports. We
have used a fixed strength platform of KISTLER 9283 type linked
to and electronic unit of 6 constituents KISTLER 9803 allowing
the measure , according to the time, the antero – posterior (Ax)
and the latero – lateral (AY) movements from the pressure
middle (PM) or stabilogramme and their vectorial recording or
statokinesigramme . From the stabilogrammes Ax / t and Ay / t
we have measured the covered distances from the pressure
middle Dx and DY and their result Dr . The results obtained
show that the postural oscillations of men double those of
women .
The women subjects have the better postural swaying . On
relation with sports practise the ballerina area swept (Ssk) by
the pressure middle (PM) 27% lower in unipodale position than
those of physical education students . Among the boys the
specialists of collective and individual sports have their Ssk 40%
lower in bipodale position and 60% in unipodale station
compared to the students who practise school physical
education . Also Dx , Dy and Dr get lower around 40 to 45% in
unipodale station . Therefore the better postural stability is
noticed among sports specialists
Nous avons fait une évaluation quantitative du balancement
postural en station bipodale et unipodale pour étudier les
influences respectives du sexe et de la pratique sportive . Nous
avons utilisé une plate-forme fixe de type Kistler 9283 reliée à
une unité électronique à 6 composantes Kistler 9803 permettant
de mesurer en fonction du temps les déplacements
antéropostérieurs (Ax) et latéro-latéraux (Ay) du centre de
pression ou stabilogrammes ainsi que leur enregistrement
vectoriel appelé statokinésigramme (SSK) . A partir des
stabilogrammes Ax/t et Ay/t , nous avons mesuré les chemins
parcourus par le centre de pression : Dx et Dy ainsi que leur
résultante Dr . Les résultats obtenus ont montré que les
oscillations posturales des sujets masculins font le double de
celles du sexe opposé.
Les sujets de sexe féminin ont un meilleur équilibre postural. En
rapport avec la pratique sportive , les ballerines ont la moyenne
de leurs surfaces balayées ( SSK ) par le centre de pression (CP)
27% inférieures en station bipodale et 27% inférieures en station
unipodale que celles des étudiantes en (EPS) . Chez les garçons
les spécialistes en sports collectifs et individuels ont leurs SSK qui
diminuent de 40% en station bipodale et de 60% en station
unipodale comparés aux étudiants qui pratiquent l’EPS scolaire .
De même , Dx ,Dy et Dr diminuent de 40 à 45% environ en
station unipodale . Une meilleure stabilité posturale est ainsi
observée chez les spécialistes en sport
Keywords: Sex, sports practise, postural swaying
Mots clés: Sexe, pratique sportive, balancement postural
I. INTRODUCTION
Le balancement postural est essentiellement composé de mouvements lents du centre de pression en rapport
avec les réactions de maintien de l’attitude. Il peut être perturbé par des mouvements rapides en rapport avec
des réactions d’adaptation et/ou d’équilibration.
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Les oscillations horizontales du centre de pression sont traduites au moyen d’une plate-forme de forces et de
dispositifs électroniques adéquats. Des plates – formes mobiles : Cooper (1963), cité par [1], parmi lesquelles
on distingue la plate-forme triangulaire de [2]et les plates- formes rectangulaires piézo – électriques de
forces à plusieurs composantes (KISTLER 5675) et autres .
Le signal généré par la plate- forme est de type périodique représentant les mouvements lents du centre de
pression sur la base de sustentation (fréquence en dessous de 0.5 hertz).
Ce signal en fonction du temps a fait l’objet de traitement analogique et mathématique. L’analyse des signaux
a permis aux médecins de diagnostiquer et de traiter les troubles fonctionnels de l’équilibre : [3] , et autres .
Les résultats obtenus ont été comparés à ceux obtenus avec des sujets normaux. D’autres chercheurs ont
étudié les variations de la régulation posturale chez l’homme normal en fonction des différentes informations
visuelles et/ou oculomotrices, auditives, du niveau de vigilance, de la fatigue et du sexe et de l’âge *4+ ; [5].
Cependant nous n’avons trouvé aucune étude valable concernant l’influence du sexe et de la pratique sportive
sur le balancement postural. C’est pourquoi il nous a semblé intéressant de procéder à une évaluation
quantitative des balancements posturaux chez des sportifs de sexes opposés.
II. METHODES UTILISEES
II.1 Matériel
Nous avons utilisé une plate-forme de forces (Kistler 9283), d’une surface portante de 40×60 pièzo électriques qui mesurent localement les trois forces orthogonales (Fz , Fy , Fx ) respectivement : verticale ,
latérale et antéro - postérieur. L’unité électronique à 6 composantes (Kistler 9803) , permet de mesurer les 3
composantes force correspondants . Le calculateur électronique permet d’obtenir également les coordonnées
Ax et Ay du point d’application de la force sur la base de sustentation d’après les équations suivantes :
Ax ₌ Fx . . az − My ⁄ Fz
Ay ₌ Fy . az ₊ Mx ⁄ Fz
II.2 Méthodes
Nous avons utilisé donc cette plate –forme pour mesurer les déplacements antéro-postérieurs (Ax) et latérolatéraux (Ay) du centre de pression (point d’application de la force F ) . Les signaux sont mesurés en fonction
du temps Ax(t) et Ay(t) au moyen d’un oscilloscope à mémoire (Tektronix 5223) et reproduits au moyen d’une
table traçante (Esterline Angus 575) sous deux formes : stabilogramme de AX (t) et Ay(t) et
statokinésigramme (Sk) qui est l’enregistrement vectographique de AX et AY . Les grandeurs réelles de ces
deux variables sont déterminées grâce à des étalonnages effectués avant chaque examen et contrôlés après
chaque examen. Les étalonnages sont aisés et précis, grâce à la grande stabilité et à la fiabilité de l’ensemble
des chaînes de mesures.
-
Echantillonnage
Notre étude a été menée par des expériences successives chez 203 sujets répartis en huit groupes : les
groupes 1 , 2 , et 5 sont constitués par des élèves qui pratiquent l’éducation physique et sportive à raison de 2
à 3 heures par semaine et les moyennes d’âge et de poids et de taille des groupes 2 et 5 de même sexe sont
inférieures chez le groupe 2 .
Groupe 1 : 37 Jeunes filles âgées de 16 à 21ans, (taille : 155±7.7cm ; poids :42.8±7.2kg)
Groupe 2 : 42 Jeunes gens âgés de 18 à 22 ans, (taille : 160.9±9.07cm ; poids : 55.46±7.25kg)
Groupe 5 : 22 jeunes gens âgés de 17à 22 ans, (taille : 172.9±8.8cm ; poids : 72.4±10.1 kg)
Groupe 3 : 17 danseuses ou ballerines âgées de 15 à 17ans, (taille : 158.6±6.1cm ; poids : 44.9±7.5 kg qui
pratique la danse classique pendant 8 à 10 heures par semaine.
Groupe 4 : 39 sportifs pluridisciplinaires âgés de 17 à 27ans (taille : 172.3 ±8.8 cm ; poids : 72.4±10.1 kg) qui
pratiquent en moyenne 2 ou 3 sports à raison de 4 à 6 heures par semaine
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Groupe 6 : 26 sportifs pluridisciplinaires âgés de 18 à 28 ans. (taille : 171.9±11.1cm ; poids : 61.4±5.5 kg) qui
pratiquent un sport collectif de ballon : (basketball, handball ou football à raison de 4 heures par semaine).
Groupe 7 : 10 jeunes filles, gymnastes de l’équipe universitaire de Liège. Elles sont âgées de 19 à 26ans.
(Taille : 156.4±6.7cm ; poids : 50.1±1.82kg).
Groupe 8 : 10 jeunes gens, gymnastes de l’équipe universitaire de Liège. Ils sont âgés de 20 à 26 ans (taille :
170.9±8.7cm ; poids : 64.1±8.2kg) .
-
Paramètres de suivi
Les postures étudiées sont la station bipodale c'est-à-dire la station debout sur deux pieds et la station
unipodale qui la station debout sur un pied.
Tous les essais sont réalisés les yeux ouverts et le regard fixé sur un repère placé sur mur distant de 4 mètres
de la plate – forme de forces et situé en face du sujet dans le plan horizontal passant par ses yeux. Les sujets
sont avertis du contenu de l’expérience, des comportements demandés et sont invités à faire un premier
essai de mise en train. Le silence et une relative clarté règnent dans la salle d’examen. En ce qui concerne les
essais proprement dits , la consigne est de bouger le moins possible , pendant l’enregistrement , à chaque
posture qui est maintenue pendant 20 secondes et tous les sujets examinés ont les pieds nus . Pour connaître
la grandeur réelle des déplacements horizontaux du centre de pression dans le plan sagittal et frontal un
étalonnage minutieux a été effectué.
Nos mesures ont été effectuées à partir du statokinésigramme (Sk) qui représente la trajectoire du centre de
pression sur la base de sustentation, constituée d’une ligne sinueuse, irrégulière qui se recoupe sans cesse et
qui dessine une tâche plus ou moins dense, plus ou moins festonnée. Quant aux stabilogrammes Ax(t) et AY) ils
sont représentés par une courbe en dents de scie plus ou moins abimées. Ssk ou surface de contour extérieur
du Sk est transcrite sur un papier translucide quadrillé en millimètre puis mesurée par un comptage minutieux
à la loupe du nombre de mm2 ou de mm pour les stabilogrammes . Axmax et Aymax représentent les
amplitudes maximales ou déplacements du centre de pression sur le plan sagittal pour le premier et sur le
plan frontal pour le second. A partir de chaque stabilogramme Ax(t) et Ay(t) , nous avons mesuré le chemin
parcouru par le centre de pression dans le plan sagittal Dx et dans le plan frontal DY et nous avons calculé la
résultante Dr de Dx et Dy par le théorème de Pythagore :
√
Dr ₌
Le traitement statistique des variables est réalisé d’après les équations suivantes (Brownlee, 1957) :
Signification de la différence entre deux moyennes
t ₌
1
−
2
1
et
2
(test t)
/S √
dans laquelle
S2
₌ ∑
∑
Corrélation linéaire (r) entre deux caractères quantitatifs (X et Y)
r
= ∑
∑
∑
/
√∑
∑
+ √∑
∑
III. RESULTATS
Le tableau I montre qu’il existe des différences hautement significatives de Sssk entre les étudiants et les
étudiantes des groupes 1 et 2 en station bipodale et unipodale ainsi que Dx , DY et Dr entre les gymnastes des
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groupes 7 et 8 en station bipodale . Toutes les différences sont hautement significatives à (P < 0 .01) au profit
du sexe féminin.
Tableau I : Influences du sexe sur le balancement postural en station debout avec les deux pieds (bipodale) et debout sur
, plus ou moins déviations standards (±S) et degrés de
un pied (unipodale) . Différences de stabilité posturale
significatioon (P) chez les groupes 1 et7 contre 2 et 8 relativement homogènes et de sexes opposés.
PIEDS JOINTS
GROUPES
VARIABLES
1(f) et2(m)
SSK(
7(f)et8(m )
UNUPODALES
±S
−1
0.68
<0.01
−4.39
3.O7
<0.01
Dy(cm)
−7.04
4.06
<0.01
Dr(cm)
−9.09
5.46
<0.01
SSK(
−2.65
Dx(cm)
7(f)et8(m)
P
2.34
<0.01
Chez les étudiants (es) , la surface du Ssk des sujets de sexe féminin est réduite en moyenne d’ environ 55% en
station bipodale et de 45% en station unipodale comparativement à celle des hommes . Chez les gymnastes,
les déplacements du CP chez les femmes en Dx , Dy et Dr sont réduites de 53% à 56% , comparativement aux
déplacements du CP chez les hommes . Ces résultats témoignent d’une meilleure stabilité posturale des sujets
de sexe féminin qu’elles soient étudiantes pratiquant l’éducation physique et sportive ou gymnastes.
Tableau II : Influence de la pratique sportive sur le balancement postural en station) et debout sur un pied (unipodale).
Différences ∆x, plus ou moins déviations standards (±S) et degrés de signification (P) chez les groupes 1, 2 et 5 des
étudiants (es) et 3, 4 et 6, des sportifs.
VARIABLES
3et1(f)
±S
PIEDS JOINTS SSK(
−0.6
4et2(m)
P
±S
0.4 <0.01 −0.8
6et5(f)
P
±S
P
0.6 <0.01
Dx(cm)
−4.9 ±5 <0.01
Dy(cm)
−9.7 ±5.4 <0.01
Dr(cm)
−10 ±7.5 <0.01
UNIPODALES Ssk(
−1.1 1.2 <0.01
−4.2 2.7 <0.01
Dx(cm)
−11 ± 17.3 <0.01
DY(cm)
−23 ±17.9 <0.01
Dr(cm)
−25
26.2 <0.01
Chez le groupe 3 et les étudiants pratiquant l’éducation physique du groupe 1, on constate que les ballerines
ont un balancement postural statistiquement inférieur en station bi- et unipodale. La diminution de Ssk chez
les ballerines est de l’ordre de 50% dans l’attitude pieds joints et de 27% dans les positions unipodales.
Lorsqu’on compare les sportifs pluridisciplinaires du groupe 4 aux étudiants du groupe 2, on constate
également que les sportifs ont un balancement postural statistiquement inférieur en station bi- et unipodale.
La diminution de Ssk chez les sportifs pluridisciplinaires est de l’ordre de 39% dans l’attitude pieds joints et
64% dans la position unipodale.
Lorsqu’on compare les sportifs du groupe 6 aux étudiants du groupe 5, on constate également des
diminutions importantes des déplacements horizontaux du centre de pression chez les sportifs qui portent
sur :
Dx
DY
− 40%
41%
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Dr
en station unipodale.
IV. DISCUSSION
Nous apportons des données originales sur l’influence du sexe et de la pratique sportive sur la stabilité de
l’équilibre en station debout bipède et unipède. Nous avons veillé à effectuer des déterminations
quantitatives de manière rigoureuse : calibration précise, agrandissement suffisant des signaux et mesures
effectuées à la loupe sur papier millimétré et règle graduée en millimètre. Dans ces circonstances l’erreur
d’estimation ne dépasse pas 7% pour le Ssk et 4% pour les mesures de Dx , DY et Dr . Au-delà de la mesure en
unités arbitraires Gagey et al .[6], nous avons mesuré des grandeurs réelles [6] ,[7] . Les déterminations de Ssk
n’apportent aucune information précise concernant l’attitude adoptée par [7] chez un groupe important de
footballeurs. En mesurant la surface du SSK selon la technique de l’ellipse de confiance, ils rapportent des
valeurs de 215 .6±54.6mm2 en station unipodale et considère que le seuil d’instabilité posturale se situe à
324 .8 mm2 ( ± S). Ces valeurs légèrement inférieures à l’entièreté du Sk sont comparables à celles que nous
avons obtenues chez nos sportifs pluridisciplinaires du groupe 3. Toutefois nous ne pouvons pas considérer
comme anormales les valeurs de Ssk en station unipodale chez ls étudiants du groupe 2 pratiquant l’EPS
scolaire. Nous pouvons simplement dire que ces étudiants possèdent une stabilité posturale moins bonne que
des sportifs pluridisciplinaires ou vice versa. Notre comparaison des Ssk entre étudiants et étudiantes qui
pratiquent l’EPS scolaire et la comparaison des déplacements en Dx , Dy et Dr entre les femmes gymnastes et
les hommes gymnastes démontre que les oscillations que les oscillations des sujets de sexe masculin
atteignent le double de celles des sujets de sexe masculin . Toutes les différences sont hautement
significatives au profit d’une meilleur stabilité posturale chez les sujets de sexe féminin (tableau 1) . Nous
mettons également en évidence des différences hautement significatives entre les sujets de sexe en rapport
avec les activités physiques qu’ils pratiquent (tableau 2). Les ballerines ont une meilleure stabilité posturale
que les étudiants qui pratiquent l’EPS scolaire (chez les ballerines le Ssk est inférieur de 27% dans l’attitude
pieds joints et de 43% dans les stations unipodales). Les hommes qui pratiquent des sports collectifs ou
individuels (groupe 4) possèdent une meilleure stabilité posturale que les étudiants qui pratiquent l’EPS
scolaire (groupe2). Cette différence se traduit chez par une nette diminution de leur Ssk dans l’attitude pieds
joints (environ moins 37%).
La stabilité posturale en station bipède et en station unipède varie donc de manière importante en fonction du
sexe et des activités physiques pratiquées. Nous avons aussi tenu compte de la variabilité intra individuelle. Il
ne nous a pas été possible de l’évaluer chez les sujets de nos 8 groupes examinés. Mais nous avons fait cette
évaluation chez 10 travailleurs du laboratoire dont chacun s’est prêté à 10 séances de mesure de D r espacées
l’une de l’autre de 2 à 3 jours. Les coefficients de variation de Dr s’échelonnent de 7 à 12% selon le sujet
envisagé. Ces résultats sont comparables à ceux de *8+ et témoignent d’une reproductibilité relativement
satisfaisante des grandeurs posturo graphiques mesurées.
V. CONCLUSION
Ce travail nous permis d’étudier les variations du balancement postural en fonction du sexe et du niveau de la
pratique sportive. Nous avons examiné 101 sujets répartis en 8 groupes suivant le sexe, le niveau de pratique
et la spécialité. Les examens ont été effectués à l’aide d’un équipement de posturographie : plate-forme fixe
de forces reliée à des accessoires permettant de visualiser les oscillations du centre de pression sur la base de
sustentation dans les stations debout , pieds joints (bipodale) puis sur un pied (station unipodale ). Les
résultats obtenus montrent que les sujets de sexe féminin ont une meilleure stabilité posturale que les sujets
de sexe masculin, stabilité posturale qui se traduit par une diminution des valeurs obtenues en
statokinésigramme et en chemin parcouru par le centre de pression. De même, les sujets ayant une pratique
sportive spécialisée ont un meilleur équilibre que les étudiants pratiquant l’EPS scolaire. Ces résultats font
apparaître les données originales de notre étude concernant l’influence du sexe et de la pratique sportive sur
l’aptitude à l’équilibre dans différentes attitudes sur un plateau fixe.
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Quant à une application sur le plan pratique, ils permettent l’orientation des sportifs vers les sports qui
exigent plus de qualités d’équilibre.
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