Biomécanique des impacts et blessures

Une contrainte mécanique est une force par unité de surface appliquée à un tissu biologique. Lorsque cette contrainte dépasse la résistance du tissu, une lésion se produit. Les tissus du corps humain (os, muscles, tendons, ligaments) ont des seuils de rupture spécifiques.

Les contraintes peuvent être aiguës (traumatisme unique, intense) ou chroniques (répétition excessive, microtraumatismes). Une entorse de cheville résulte d'une contrainte aiguë, tandis qu'une tendinopathie d'Achille se développe par contraintes chroniques.

Les tissus biologiques subissent cinq types de contraintes :

1. Compression : forces qui écrasent le tissu (ex: impact au sol)
2. Traction : forces qui étirent le tissu (ex: élongation musculaire)
3. Cisaillement : forces parallèles qui glissent l'une sur l'autre (ex: glissement d'une vertèbre, contrainte sur le cartilage articulaire)
4. Torsion : forces de rotation (ex: fracture spiralée)
5. Flexion : courbure du tissu (ex: fracture de fatigue)

Chaque type de contrainte sollicite différemment les structures. Les ligaments résistent bien à la traction mais mal au cisaillement. Les os supportent bien la compression mais sont vulnérables en flexion répétée.

Chaque tissu a un seuil de rupture au-delà duquel il se rompt. Ce seuil dépend de plusieurs facteurs :

• Type de tissu : os > tendons > ligaments > muscles
• Vitesse de chargement : plus c'est rapide, moins le tissu peut absorber
• Direction de la force : certains tissus résistent mieux dans un axe
• État du tissu : fatigue, âge, hydratation, température