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Principaux résultats préliminaires
Un protocole original complet de mesures biomécaniques a été mis au point afin de caractériser l’effet des sols sur l’appareil locomoteur et la locomotion du cheval. Pour des raisons pratiques (allure stéréotypée, présence d’un sulky sur lequel les différents modules électroniques peuvent être placés), cette étude est menée sur des trotteurs attelés.
Elle a consisté à :
1. achever le développement et la validation des différents outils de mesure biomécaniques (2005-2006),
2. les tester en conditions d’exercice sportif, d’abord seuls puis ensemble (2006),
3. appliquer le protocole, une fois optimisé, sur un nombre limité de sujets (n = 3), testés chacun sur 3 sols différents (2006-08),
4. définir les principaux paramètres biomécaniques pertinents pour évaluer l’effet d’un sol sur l’appareil locomoteur et la locomotion du cheval (2007-08), permettant d’aboutir à la définition de critères biomécaniques de risque accidentogène et de confort locomoteur, pour le cheval.
Le protocole mis en place repose sur l’utilisation simultanée de plusieurs techniques innovantes, développées au sein de l’UMR BPLC, qui permettent de quantifier les sollicitations de l’appareil locomoteur chez le cheval en mouvement. L’originalité de ces outils est qu’ils sont non-invasifs et utilisables dans les conditions de l’exercice sportif intense, qui sont celles qui doivent être étudiées compte tenu de la problématique.
Ces outils sont :
- un fer dynamométrique 3D : la mesure de la force de réaction au sol est essentielle pour étudier les interactions entre le pied du cheval et le sol. L’UMR BPLC a développé une technique embarquable, grâce à laquelle le recueil des forces n’est plus effectué au sol (enregistrement de type plateforme de force, fixée au sol et de dimension réduite) mais directement sous le pied du cheval par l’intermédiaire d’un fer instrumenté. Cette technique est donc utilisable à grande vitesse et sur différents sols. Ce fer dynamométrique a été validé, d’abord in vitro puis in vivo, au pas et au petit trot.
- un accéléromètre triaxial : il est utilisé pour caractériser le choc du pied sur le sol et les vibrations générées par ce choc.
- un capteur ultrasonore de mesure de la force dans le tendon fléchisseur superficiel du doigt : ce procédé entièrement original (breveté), non-invasif, mis au point par l’UMR BPLC, permet de mesurer la force qui s’exerce dans le tendon fléchisseur superficiel du doigt (FSD) au cours du mouvement.
- un système de mesure de la symétrie locomotrice : le dispositif développé utilise 4 centrales de mesure inertielle (X-sens MT9-B) fixées sur la ligne du dessus. Le calcul des déplacements verticaux de ces capteurs permet de détecter et de quantifier des asymétries discrètes de la locomotion (boiterie antérieure ou postérieure).
- une caméra haute fréquence (cinématique du membre) : elle est embarquée dans une camionnette se déplaçant à côté du cheval pendant les tests. Elle a une fréquence d'acquisition de 600 images/s. Des marqueurs cinématiques, disposés au centre de rotation des articulations permettent grâce à un traitement informatique a posteriori de mesurer les mouvements de flexion et d’extension des articulations pendant le mouvement, ainsi que les glissements du sabot.
- un système de mesure de la vitesse du cheval : un compteur de vitesse digital est adapté sur la roue du sulky afin de standardiser la vitesse entre les tests.
En pratique, les différents instruments de mesure sont tous mis en place sur le cheval, et les modules électroniques correspondants sont embarqués sur le sulky. Des méthodes de synchronisation des différents types d’enregistrements ont été développées, de façon à ce que les mêmes séquences (au sein d’une session d’enregistrement) soient analysées par tous. Au cours d’une expérimentation donnée, les enregistrements sont effectués sur un même cheval, conduit par le même driver.
Après des premiers essais sur les hippodromes de Caen et de Cabourg (Calvados), nous avons principalement travaillé en 2007-08 dans le centre d’entraînement pour trotteurs de Grosbois (Val-de-Marne) où les 3 principales pistes d’entraînement (mâchefer, sable concassé, sable fibré-huilé) ont pu être comparées. Ces tests ont par ailleurs été complétés par l’analyse des effets de différents états de préparation (non travaillé, hersé, arrosé) d’une même piste (mâchefer) et de l’effet de différentes sous-couches pour un même sol.
Trois chevaux trotteurs français ont été utilisés pour comparer les 3 pistes du centre d’entraînement de Grosbois ; les mesures biomécaniques ont été effectuées à 35 km/h. La piste en fibré-huilé est apparue comme la plus amortissante, et potentiellement la moins traumatisante, des 3 pistes testées (ex.: force de freinage, et vitesse de mise en tension maximale du tendon perforé, moindres) ; en revanche, le confort locomoteur du cheval (ex.: longueur de la foulée, symétrie locomotrice) n’est pas apparu supérieur par rapport aux 2 autres pistes.
Cette étude préliminaire du programme Sequisol a montré que tous nos instruments de mesure pouvaient être utilisés à grande vitesse, et de façon synchronisée. Le protocole mis au point est innovant : c’est la première fois que l’effet des sols sur l’appareil locomoteur du cheval est étudié, non seulement sous l’angle de l’interaction pied-sol, mais aussi en fonction d’autres aspects essentiels de la locomotion (force dans le tendon FSD, amplitudes horizontale et verticale de la foulée, symétrie locomotrice, …). Les différences observées entre sols dans l’étude préliminaire devront être confirmées sur des chevaux supplémentaires, mais la capacité de nos instruments de mesure à discriminer les 3 pistes testées, qui sont toutes de très bonnes pistes, atteste d’ores et déjà de leur sensibilité et de leur adéquation aux objectifs du programme. |
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