Stabilité posturale

Du point de vue biomécanique, la stabilité posturale est assurée lorsque la projection du centre de masse se situe dans la base de support, aussi appelée polygone de sustentation [Horak et Macpherson,1]. Le polygone de sustentation est une surface obtenue en joignant les divers points par lesquels le corps repose sur un support (en station debout, la surface sous et entre ses pieds). La Figure ci-dessus représente trois postures, ainsi que les polygones de sustentation et les projections du centre de masse qui leur sont associées. De part sa configuration même, la posture debout est très instable [Winter, 2]. En effet, les 2/3 de la masse corporelle humaine se situent au dessus de la hanche, ce qui en station debout place le centre de masse du corps humain à environ 55% de sa hauteur ; de plus, la base de support est remarquablement petite. Ainsi, le maintien de l’équilibre n’est possible qu’avec un système de contrôle postural activé en permanence. C’est pourquoi, tout au long de cette thèse, nous préférerons le terme de "stabilité posturale" à celui d’"équilibre". Le corps n’atteint donc jamais la stabilité absolue : il oscille perpétuellement sur de faibles amplitudes. On parle d’"oscillations posturales". Afin d’assurer la stabilité posturale, le corps met en oeuvre un ensemble de réactions musculaires adaptées qui permettent de réguler ces oscillations posturales. Au-delà de la nature instable de la posture debout, d’autres facteurs internes participent à l’émergence des oscillations posturales. D’abord, le système neuromusculaire est incapable de maintenir un niveau de force constant, ce qui empêche une stabilisation parfaite des articulations. Ensuite, la respiration entraîne un déplacement de la colonne vertébrale et des viscères, ce qui crée des perturbations posturales, relativement limitées car compensées par des ajustements au niveau des hanches et des genoux. Enfin, la pompe cardiaque a aussi une influence significative sur les oscillations posturales. Malgré tous ces facteurs qui en font une posture intrinsèquement instable, il est important de noter que chez l’Homme, la station debout est relativement peu coûteuse en énergie (les muscles ne sont activés au maximum qu’à 25% de leurs capacités maximales.

Le maintien d’une posture peut aussi être dérangé par des perturbations internes ou externes, qui vont induire des réactions posturales. Les perturbations internes sont des perturbations causées par le déplacement des segments du corps lors de mouvements volontaires. En prévision de ces perturbations, le contrôle postural met en oeuvre des ajustements posturaux permettant de maintenir la stabilité posturale : on parle d’ajustements posturaux anticipés (APA) [Bouisset et Zattara, 3]. Ces APA sont rendus possibles par une représentation interne et précise de sa propre organisation structurelle (position des segments les uns par rapport aux autres et par rapport à l’environnement) à tout instant [Gurfinkel, 4]. Cette représentation interne, aussi appelée schéma corporel, fournit une représentation de la géométrie et de la cinétique corporelles, ainsi que de l’orientation corporelle par rapport à la gravité. Elle est mise à jour grâce aux différentes informations sensorielles dont dispose le système. Les perturbations externes, au contraire, sont toutes les perturbations qui proviennent de l’environnement, non produites par le système et souvent inattendues. Certains chercheurs utilisent des perturbations posturales externes (par le biais, par exemple, de plateformes pouvant être translatées ou penchées) pour caractériser l’utilisation de chaque modalité sensorielle dans le contrôle postural, et ainsi modéliser le contrôle postural en terme d’intégration multisensorielle ou plus récemment [Assländer et al., 5]). Les petites perturbations induisent des ajustements posturaux réactifs (APR), tandis que des perturbations plus importantes qui mettent en péril l’équilibre du système déclenchent un pas protecteur [Mille et al., 6].

Lenni Gandemer Son et posture thèse Acoustique 2016

1. Horak, F. B. et Macpherson, J. M. (2011). Postural orientation and equilibrium. Comprehensive Physiology. (Cité en pages 8 et 11.)
2. Winter, D. A. (1995). Human balance and posture control during standing and walking. Gait & posture, 3(4):193–214. (Cité en page 8.)
3. Bouisset, S. et Zattara, M. (1987). Biomechanical study of the programming of anticipatory postural adjustments associated with voluntary movement. Journal of biomechanics, 20(8):735–742. (Cité en page 9.).
4. Gurfinkel, V. (1994). The mechanisms of postural regulation in man. Sov Sci Rev F Phys Gen Biol, 7:59–89. (Cité en page 9.)
5. Assländer, L., Hettich, G. et Mergner, T. (2015). Visual contribution to human standing balance during support surface tilts. Human movement science, 41:147–164. (Cité en pages 9, 10 et 21.)
6. Mille, M.-L., Rogers, M. W., Martinez, K., Hedman, L. D., Johnson, M. E., Lord, S. R. et Fitzpatrick, R. C. (2003). Thresholds for inducing protective stepping responses to external perturbations of human standing. Journal of neurophysiology, 90(2):666– 674. (Cité en page 9.)