I.3.2.A Décomposition analytique
La marche se traduit mécaniquement par des déplacements verticaux minimes du centre de gravité, associé à des déplacements horizontaux ainsi qu’à un équilibre stable du métabolisme oxydatif musculaire.
Laassel (2008) cite J. Gage qui défini les pré requis indispensable afin de posséder une marche la plus efficiente possible : Stabilité de l’appui, liberté de passage du pas, bon pré positionnement lors de l’attaque du pas, une longueur de pas suffisante et une économie d’énergie. Ce moyen de locomotion est utilisé par l’homme est donc la combinaison complexe des différents segments du corps humain. Cet enchaînement abouti au déplacement de l’individu sur le plan horizontal.
I.3.2.A.a – Le cycle de marche
La marche est une activité alternée des membres inférieurs caractérisée par une succession de doubles appuis, d’appuis unilatéraux et d’un maintien dynamique de l’équilibre (Gaviria & al 1994). Une personne marche lorsque son déplacement est bipodale et que son corps est toujours en contact avec le sol par au moins un pied.
Le cycle de marche débute par le contact initial du talon et se termine par définition lors du nouveau contact du pied au sol (Laassel, 2008). Ce cycle de marche peut être divisé en plusieurs périodes :
La mise en charge, période durant laquelle le poids du corps va passer entièrement sur un des deux membres inférieurs. Puis le membre inférieur en appui doit supporter le poids du corps (jusqu’à 120%) et doit assurer la stabilité lors de sa progression du membre inférieur controlatéral : c’est la période d’appui. La période oscillante prend le relais dès lors, le membre inférieur avance sans contact avec le sol.
I.3.2.A.b – Cinématique
La vitesse de marche spontanément choisie représente une caractéristique physiologique de chaque individu. Elle correspond, pour Casillas, J.M. (1999) à un équilibre optimal entre les processus dynamique musculaire et les composantes de résistance ou inertielles du mouvement.
Au regard de la littérature, la vitesse de marche de confort, c’est-à-dire une vitesse librement choisie, est très variable.
Gaviria, & al en 1994, dans son étude, trouvent des valeurs de vitesse de marche librement choisie avec des sujets sains de 86,4 ± 9,6 m.min-1.
D’Angeli-Chevassut & Gaviria, citent en 1994 les travaux de Bessou, qui lui, trouve une vitesse de confort de 5,98 km.h-1 soit 99,7 m.min-1. Des valeurs de 75,6 m.s-1 et 69,6 m.min-1 respectivement pour des sujets adolescents (de 11 à 15 ans) et des sujets adultes (de 19 à 60 ans) ont été constatées lors de l’étude de Nene en 1993. La vitesse diminue avec l’âge des sujets.
Vézirian, lors de son étude sur l’indice de coût physiologique (ICP) lors d’une épreuve de marche en 2001, trouvent des valeurs de 4,67 ± 0,54 km.h-1 soit une vitesse de 77,8 ± 9 m.min-1 pour une population de sujets masculins (n = 32 ; age = 22 ± 2 ans) et de 4,62 km.h-1± 0,66 km.h-1 soit une vitesse de 77 ± 11 m.min-1. 76,8 m.min-1 pour une population de sujets féminins (n = 35 ; age = 22 ± 2 ans). Chevutschi, A. & al ont publié en 2007 une étude éléctromyographique de la marche de confort dans l’eau et au sec. Ils ont trouvé au sec, une vitesse de 1,81 ± 0,03 m.s-1.pour sept femmes (age = 22,7 ± 2,5 ans)
I.3.2.B Physiologie musculaire
I.3.2.B.a – indice de coût physiologique
Vézirian & al (2002) citent les travaux de MacGregor, s’appuyant sur l’évolution parallèle entre le VO2 et la fréquence cardiaque, et calcule un Indice de Coût Physiologique (ICP).L’ICP est un indice simple à manipuler car il prend seulement en compte deux indicateurs du coût énergétique de la locomotion : la vitesse d’exécution et la fréquence cardiaque.
L’ICP est le rapport entre la FC nette de l’exercice et la vitesse de déplacement lors de cet exercice. La FC nette se calcule en soustrayant la FC lors de l’exercice par la FC de repos de l’individu.
ICP = ( FCE – FCR ) / V
ICP : en Battements par mètres (batt.m-1)
FCE : Fréquence Cardiaque d’Exercice (batt.min-1)
FCR : Fréquence Cardiaque de Repos (batt.min-1)
V : Vitesse lors de l’exercice (m.min-1)
Le résultat est un indice sur le coût cardiaque de l’individu lors d’un exercice : plus l’activité est économique, plus l’ICP sera faible. Casillas, J.M. en 1994 avait déjà conclu (sans parler d’ICP) que lorsque la vitesse de marche n’est pas imposée, la majorité des individus choisie une marche qui équivaut à une dépense énergétique par rapport au mètre qui est minimale. Il énonce de plus, que le niveau d’efficience maximal chez l’adulte est de 80 m.min-1.
Cet indice à la marche de confort est de 0,31 batt.m-1 pour les hommes et de 0,37 batt.m-1 pour les femmes. ICP calculés pour une population de 67 étudiants d’âge moyen de 22 ans. (Voisin, 2001). Nene en 1993, pour une marche librement choisie, calcule des valeurs d’ICP moyens de 0,35 batt.m-1 pour des adolescents et de 0,36 batt.m-1 pour des adultes, à vitesse de marche plus importante significativement pour les adolescents. L’ICP a été analysé lors de marche libre et forcée. Basdogan & Carollo (1993) ne trouvèrent aucune variabilité entre les sujets pour un même exercice de marche (forcée ou libre) mais l’existence d’une différence significative entre les ICP de marche libre et de marche forcée.
I.3.2.B.b – Activité musculaire
La marche fait intervenir les extenseurs et fléchisseurs de la hanche, du genou et du pied.
Fléchisseurs Plantaire de la cheville : Le soleus, le gastrocnémien médial et latéral, muscle tibiale et fibulaire postérieur.
Fléchisseurs Dorsaux de la cheville : le tibial antérieur, le long extenseur des doigts, l’extenseur long de l’halux.
Extenseurs du genou : les vastes, le crural, le rectus femoris
Fléchisseurs du genou : courte portion et longue portion du biceps fémoral, le poplité, le demi-tendineux, le semi-membraneux
Fléchisseurs de la hanche : Le long adducteur, le rectus femoris, le couturier, le droit interne, le psoas et l’illiaque.
Extenseurs de la hanche : les ischios jambiers, le grand fessier (portion inférieur)
Abducteurs de la hanche : le moyen et le petit fessier et la partie supérieur du grand fessier, le tenseur du fascia lata.
I.3.2.B.c – La propulsion
Des études se sont portées sur l’action que possèdent ces groupes musculaires lors de la marche, et plus particulièrement lors de la propulsion. Gottshall & Kram (2002) citent les travaux de Hill & Winter, qui placent les extenseurs comme groupe musculaire primordiale dans la propulsion de la cheville. Cités également les travaux de Hof & al ; Meinders & al qui, eux donnent aux extenseurs de la cheville, une place plus prépondérante dans l’apport d’énergie pour la phase oscillante, ou encore les travaux de Neptune & al qui concluent que le gastrocnémien médial possède un rôle de frein dans la première demi- phase d’appui. Pour Gottshall & Kram (2002), on apprend que le gastrocnémien médial possède un rôle important dans la génération de la propulsion avant.
I.3.2.C La marche saine en immersion
De part son action sur l’organisme (meilleur retour veineux, stimulation de la ventilation par une augmentation du volume sanguin, diminution du poids ressenti du corps, etc.), l’eau est un élément qui permet un travail différent de celui effectué au sec.
I.3.2.C.a – Activité musculaire
Pour la même vitesse d’exécution au sec qu’en immersion (niveau xiphoïde), l’activité musculaire est significativement supérieur (p < 0,05) lors de la marche en immersion. Selon les travaux de Masumoto & al, en 2006, le vaste médial, le rectus femoris, le biceps femoris et le gastrocnémien ont une activité supérieure lors d’une marche dans l’eau à 2,4 km.h-1. Observation également observée lors de l’étude de Chevutschi & al (2007) lors d’une immersion à l’ombilic, sur l’activité du soléaire.
Suite à leurs observations précédentes, l’activité musculaire est inférieure lors d’exercices dans l’eau comparée à l’air libre en fonction de la vitesse, vitesse qui reste supérieure au sec.
I.3.2.C.b – Paramètres cinématiques
La marche dans l’eau a été étudié sous différentes modalités : à vitesse contrôlée sur tapis submersible (Matsumoto, 2004, 2006, Shono. 2000), marche à différentes profondeurs, immersion sternale (Chevutschi, 2007), xiphoïdienne (Shono, 2000), ombilic (Chevutschi & al, 2007), sous gonale, mi-cuisse, cheville (Gleim & Nicholas, 1989). Ces auteurs remarquent que la vitesse de marche, qu’elle soit maximale ou de confort, en immersion est inférieur comparé au même exercice de marche au sec.
Ce constat est le même lors d’épreuve de course en immersion (Butts, N.K. & al 1991 ; Eyestone, E.D. 1993).
Barela & Duarte en 2006, lors de leur étude sur les caractéristiques biomécaniques de la marche au sec et dans l’eau, trouvent des valeurs de 29,4 ± 3,6 m.min-1 pour de vieilles personnes (âge moyen de 70 ± 6 ans) et 30 ± 4,2 m.min-1 pour des sujets plus jeunes (29 ± 6 ans). Vitesses de marche en eau obtenues en immersion xiphoïdienne en marche libre. Il n’existe pas de différence significative entre les valeurs intra groupes, malgré une différence significative inter groupes entre les vitesses de marche en immersion et au sec.
Pour une immersion à l’ombilic, à vitesse de marche libre avec des sujets jeunes, Chevutschi & al, trouvent une vitesse moyenne de 45 ± 12,6 m.min-1 et en immersion sternale une moyenne de 25,2 ± 4,2 m.min-1.
Parallèlement, l’étude de Heithold & Glass en 2002, indique une diminution de la fréquence cardiaque lors d’exercice en eau par rapport aux mêmes exercices au sec.