TPE : Le fauteuil roulant dans le sport

Le fauteuil roulant
dans le sport
Valentin Allard
Charles Nantas
Elèves de 1er S1
Thème :
Matière et forme
2014-2015
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Introduction:
Le fauteuil roulant a connu une évolution constante au fil du temps. Il faut remonter au
VIème siècle avant Jésus-Christ pour trouver trace des premiers fauteuils ; ils
servaient alors uniquement de moyens de transport pour déplacer les individus
malades. Le fauteuil roulant s’est décliné au fur et à mesure en plusieurs catégories :
• Fauteuil roulant à propulsion manuelle,
• Fauteuil roulant à propulsion électrique,
• Fauteuil roulant ayant une fonctionnalité particulière (ex: fauteuil de douche, de
plage…).
Dans ce TPE nous ne traiterons que des fauteuils roulants à propulsion manuelle.
Au cours des années 1980, on a pu constater la démocratisation du tennis aux
handicapés avec la mise en place des infrastructures nécessaires et également
l’organisation de compétitions officielles (disputées parallèlement à celles des
tennismen valides), comme par exemple le « Wheelchair Tennis Tour ». Ce sport a
d’ailleurs rejoint les différentes disciplines des jeux paralympiques.
La France compte une dizaine de clubs handisports, dont le club de la Châtaignerais
de Saint-Leu. Son président, Mr. Metais, nous a permis de pratiquer deux fois le tennis
avec un fauteuil.Grâce à la pratique du sport, nous avons pu nous faire une idée
concrète et non théorique du problème. Nos ressentis sur cette expérience seront
intégrés tout au long du TPE, avec des vidéos en annexe.
Le tennis handisport se pratique grâce à un fauteuil roulant approprié au tennis. Sa
mobilité et sa vitesse sont ses principales caractéristiques, qui sont étudiées dans
notre TPE.
Le tennis pour handicapé garde les mêmes règles du jeu que celui pratiqué par les
valides hormis quelques adaptations dues au fauteuil roulant. L’aménagement
principal, est la possibilité pour le tennisman handicapé, de laisser rebondir la balle
deux fois avant de la frapper.
Le fauteuil du tennisman handicapé évolue en permanence grâce à la découverte de
nouveaux matériaux, de nouvelles techniques et par l’évolution de la société et de nos
besoins.
Problématique : Est-ce le fauteuil qui s’adapte au tennisman
handicapé ou le sportif qui s’adapte au fauteuil
Dans une première partie nous étudierons le fauteuil roulant sur un plan général. Dans
un deuxième temps nous analyserons le fauteuil par rapport aux besoins liées au
tennis.
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AUTEUIL ROULANT
I. Présentation du tennis et du fauteuil roulant adapté à
sa pratique
A. Description technique du tennis
B. Description technique d’un fauteuil roulant à
propulsion manuelle pour tennisman handicapé
1) Présentation du fauteuil roulant à propulsion manuelle
« classique »
2) Les caractéristiques de la composition d’un fauteuil roulant (à
propulsion manuelle) permettant la pratique du tennis pour les
handicapés.
3) Les réglages et accessoires.
II.
Analyse du fauteuil par rapport aux besoins liés
aux tennis
A. Analyse composition
1) Les matériaux
2) Spécificité du fauteuil d’un sportif
3) Le carrossage
B. Les résistances en fauteuil
C. Trajectoire du sportif et centre de gravité
Annexes
Sources
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I. Présentation du tennis et du fauteuil
roulant adapté à sa pratique
Introduction:
Le tennis est un sport individuel pratiqué par des millions de joueurs à travers le
monde, la France compte elle environ 1,1 million de licenciés.
Le principe de ce sport populaire (pratiqué en extérieur et en intérieur) est simple et
connu de tous :
- Deux joueurs situé de part et d’autre d’un terrain séparé en deux par un filetd’une
hauteur d’environ 95 cm, s’échangent une balle via une raquette qu'ils tiennent en
main.
- Le but est de faire passer la balle au-dessus du filet et de la faire rebondir dans les
limites du terrain (on parle alors d’échanges entre les deux joueurs). Le joueur n’a pas
le droit de laisser rebondir la balle pas plus d’une fois avant de la taper sinon un point
est accordé à son adversaire.
- Dans le cas ou la balle n'est pas renvoyée par un joueur, ou bien si elle rebondit en
dehors des limites du terrain, alors le joueur adverse marque des points.
Le comptage des points s’effectue dans l’ordre suivant (15/30/40/Jeu). Pour remporter
un match il faut en général gagner trois sets. Un set est remporté lorsque l’un des
deux joueur atteint un total de six jeu avec au moins deux jeu d’avance sur son
adversaire. Dans le cas d’une égalité du nombre de jeu, les deux joueurs se
départagent au cour d’un tie-break. Le joueur ayant remporté sept échanges (avec
deux échanges d’avance) remporte le tie-break et donc le set.
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La durée d’un match de tennis n’est donc pas limité et peut parfois durer plusieurs
heures. Le tennis peut se pratiquer sur différent type de surface : terre battue, quick,
gazon:
Le tennis handisport se joue grâce à un fauteuil roulant approprié à la pratique du
tennis (mobilité, vitesse…).
Le tennis pour handicapé garde les mêmes principes que celui pratiqué par les valides
hormis quelques adaptations dues au fauteuil roulant. L’aménagement principal, est la
possibilité pour le tennisman handicapé, de laisser rebondir la balle deux fois avant
de la frapper.
Dans cette partie, nous allons décrire les différentes caractéristiques techniques liées
à la pratique du tennis ainsi que celles de la composition du fauteuil roulant sportif.
Dans un second temps, nous aborderons également à titre comparatif la composition
d’un fauteuil roulant utilisé dans la vie de tous les jours. Nous témoignerons également
de notre ressentit personnel quant à la pratique du tennis avec ou sans fauteuil.
A. Description technique du tennis
Le tennis est un sport pratiqué en grande majorité individuellement. Pour atteindre une
efficacité optimale, ce sport demande une maîtrise parfaite des membres inférieurs et
supérieurs du corps humain ainsi qu’une attention permanente sur différents facteurs
comme le positionnement ou bien la trajectoire de la balle.
1) Le tennis un sport basé sur le mouvement
Le déplacement au tennis est fondamental et peut faire régulièrement la différence au
cours d’un échange.
En effet ce dernier va s’organiser en différentes phases (dictées par les frappes de
balles) et fait appel à des pas de nature distincte.
On observe en tout premier lieu le replacement qui s’effectue après la frappe de la
balle. Suite à la réalisation de son geste, le joueur doit se replacer le plus rapidement
possible (généralement au milieu du terrain, derrière la ligne de fond de court) de tel
sorte à pouvoir anticiper la trajectoire que la balle va prendre après le coup donné par
l’adversaire. Le repositionnement s’effectue habituellement par des déplacements
latéraux (en pas chassés) face au filet.
Une fois le replacement effectué il se termine par une « reprise d’appui ». Il s’agit en
somme d’un arrêt prompt du déplacement suivi de petits sauts très dynamiques sur
place. On dit alors que le joueur est en position d’attente; celle que tout tennisman
adopte en attendant le coup porté par l’adversaire. Pour que la réaction soit effectuée
la plus rapidement possible, le joueur adopte une posture jambe écartée et genoux
légèrement fléchis avec le buste penché vers l’avant pour donner le plus d’impulsion
possible au déplacement futur. Ainsi le joueur pourra prendre facilement de la vitesse.
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Valentin Allard en position
d’attente:
S’en suit un déplacement vers la position la plus appropriée sur le terrain pour
effectuer la frappe de balle, il est opéré suite au renvoi de l’adversaire. Le
déplacement va varier en fonction de différents paramètres à savoir : l’effet, la vitesse
de la balle, la distance à parcourir entre sa position et le point de chute (estimé) de la
balle. Il faut également prendre en compte que la frappe s’effectue à une distance
d’environ un à deux mètre par rapport au rebond de la balle, cette distance varie en
fonction de la nature du terrain et des facteurs énoncés précédemment. Le
déplacement quant à lui se réalise habituellement par de grandes foulées pour une
plus grande rapidité suivit de quelques petit pas pour ajuster le placement et réaliser
son geste au mieux. Ces déplacements peuvent s’opérer:
- latéralement (pas croisé, pas courus)
- d’avant en arrière (pas courus, marche arrière grâce à des appuis sur la pointe
des pied… ).
Il est important de garder en mémoire qu’au cours de tous ces déplacements le joueur
reste face au filet et doit impérativement suivre la balle des yeux.
Le tennis est un sport complexe car il fait appel à une grande coordination de la part
de ses joueurs, en effet outre son déplacement le tennisman doit savoir préparer son
geste pour effectuer la frappe de balle au bon moment.
2) La gestuelle au tennis
Grâce au témoignage de Benoit Tapons professeur de tennis au club de la
châtaigneraie (Saint-Leu-la forêt) et de l’observation de différents joueurs du tennis
club de Saint-Prix, nous avons pu constater que la réalisation d’un coup droit, d’un
revers à une main ou bien d’un smash demande une préparation minutieuse qui
s’opère en simultané du déplacement. La réalisation de ces mouvements varie en
fonction de nombreux critères (effet, hauteur de la prise de balle…). C’est la raison
pour laquelle nous avons choisi de décrire ces trois mouvements dans un cas pratique
courant du tennis une balle sans effet à mi-hauteur, excepté le cas du smash.
Le coup droit:
Il s’agit du coup de base au tennis est pour une majorité de joueur l’atout principal de
leur jeu. Il est en somme le coup le plus facile à réaliser au tennis.
Il faut positionner son pied d’appui en avant (ex: pied gauche pour les droitiers) et les
épaules perpendiculaire au filet.
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La raquette est tenu par une prise semi-fermée. Lors de la préparation le bras est
légèrement tendu vers l’arrière du buste, le mouvement est réalisé pour que la frappe
s‘effectue devant le joueur. Le mouvement es ample, le buste réalise une rotation de
tel sorte que les épaules finisses faces au filet.
LeRevers à une main: Sa préparation est similaire à celle du coup droit (épaule et
appui perpendiculaire au filet) mais le geste quant à lui ne demande pas de rotation du
buste. La main gauche (droite pour un gaucher) tire la raquette en arrière à l’inverse
de la main droite qui la tire vers l’avant. Lors de la réalisation du geste, la main gauche
lâche la raquette, cette dernière va partir avec de la vitesse pour frapper dans la balle
en avant du joueur
Smash: On le fait suite à une phase de recul durant laquelle les épaules sont
perpendiculaire au filet, la raquette est positionnée derrière la tête et les yeux sont
fixés sur la balle. Le joueur élève rapidement son bras sur le coté et garde cette
position statique en attendant que la balle soit à sa porté. Le geste est caractérisé par
un mouvement ample au niveau de la raquette, le tennisman « casse son poignet »
pour rabattre plus facilement la balle et ainsi donner plus de puissance.
Joueur en phase de recul
du smash:
Nous avons choisi de décrire ces trois mouvements car ils sont réalisés dans le cadre
de la pratique du tennis en fauteuil roulant.
Notre principal sentiment vis à vis de la pratique de ce sport est une recherche
constante d’efficacité, cela se traduit par l’optimisation du geste (savoir être concis)
ainsi qu’un déplacement en suivant des trajectoires à dominante rectiligne. Nous
avons pu remarquer que ce sport fait grandement appel à nos réflexes.
Le tennis est également pratiqué par des sportifs handicapés. Leur handicap peut être
de plusieurs natures et entraine une perte de motricité. On note principalement trois
cas de figure chez les tennismans handicapés:
-Sportifs ayant subi l’amputation d’un ou des membres inférieurs
-Sportifs atteints d’un handicap physique entrainant une perte fonctionnelle
nécessitant la pratique du tennis en fauteuil roulant.
-Sportifs paraplégiques (paralysie des deux membres inférieurs et de la partie basse
du tronc), tétraplégique et assimilé (paralysie des deux membres inférieurs et d’une
partie importante du tronc)
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Il n’existe pas de catégorie à part entière au tennis handisport, ainsi deux
tennismen d’handicap différents peuvent se rencontrer en match officiel.
Nous allons maintenant nous intéresser à l’équipement fondamental d’un tennisman
handicapé, le fauteuil roulant adapté à la pratique du tennis, et plus particulièrement à
la description de sa composition.
B. Description technique d’un fauteuil roulant à propulsion
manuelle pour tennisman handicapé
Pour permettre une assimilation plus facile, nous avons trouver judicieux de traiter en
premier lieu des fauteuils à propulsion manuelle utilisés dans la vie quotidienne. Nous
aborderons les fauteuils roulants permettant la pratique du tennis ainsi que les
différents réglages que l’on peut opérer sur ce type de fauteuil dans un second temps.
1) Présentation du fauteuil roulant à propulsion manuelle « classique ».
Au sein de cette catégorie de fauteuil roulant, on peut constater que différent moyen
de propulsion manuel existent:
-propulsion via des mains courantes latérales;
-propulsion via un système de bras de levier provocant le mouvement de la roue par
l’intermédiaire d’une biellette (petite tige d’acier permettant de transmettre ou
transformer le mouvement de deux
pièces rigides, ici du levier à la roue)
Fauteuil roulant utilisant
un bras de levier:
-propulsion via un système similaire à celui d’une bicyclette:
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Dans le cadre de ce TPE, nous nous focaliserons sur la propulsion réalisée des mains
courantes latérales, du fait qu’il s’agit du moyen le plus répandu dans l’utilisation
quotidienne et surtout dans la pratique du sport.
La main courante est un anneau (généralement métallique) fixé à l’extérieur des
jantes des roues motrices. Cette anneau est disposé de tel sorte qu’il soit facilement
accessible aux membres supérieurs de l’utilisateur. La main courante a pour unique
but le déplacement et le changement de direction du fauteuil via un phénomène de
propulsion s’effectuant de façon répétée en deux phases (phase de poussée puis de
récupération).
Il arrive dans le cas de certains handicaps comme par exemple l’hémiplégie (paralysie
touchant la partie gauche ou droite du corps),que les deux mains courantes se situent
du même côté pour permettre à l’utilisateur du fauteuil de diriger et propulser son
fauteuil d’une seule main.
Concernant le dispositif permettant l’immobilisation du fauteuil, il s’agit d’un levier situé
à proximité de la main courante que l’on actionne vers l’avant pour bloquer la roue et
empêcher le fauteuil de tous mouvements.
Au-delà du système de propulsion et d’immobilisation, le fauteuil roulant est séparé en
différents compartiments ayant chacun une incidence différente sur le confort de
l’utilisateur handicapé ou bien permettant le mouvement du fauteuil. On note un
système ayant pour but le soutien du corps de l’utilisateur, mais aussi un châssis et
des roues.
L’utilisateur est installé dans un siège la plupart du temps rigide et capitonné, pour
une assise plus confortable, il peut être recouvert d’un coussin. Son dos est soutenu
par un dossier qui peut être fixe ou bien inclinable, rabattable et escamotable
permettant ainsi d’adapter et améliorer confort ainsi que la sécurité de l’utilisateur en
fonction de sa morphologie. On note également la présence d’accoudoir amovible et
de repose pied assurant le bon positionnement des jambes et des pieds.
Ce système d’assise de la personne est soutenu par un châssis qui est le support de
tous les éléments du fauteuil (traditionnellement en acier) prolongé en sa partie
inférieur par un point d’appui aidant à la bascule du fauteuil dans le cadre d’un
déplacement effectué via une tierce personne.
Quatre roues sont jointes au fauteuil, dont:
- deux roues motrices équipées de pneumatiques gonflables c’est elles qui sont à
l’origine de la propulsion du fauteuil;
- deux roues directrices qui ont un diamètre bien inférieur à celui des roues
motrices et sont disposées à l’avant du fauteuil. Le positionnement de leurs
fourches sur la châssis par l’intermédiaire de pivots rend ces roues très mobiles ce
qui permet au fauteuil de pouvoir changer de direction.
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Fauteuil roulant à propulsion manuelle classique:
Le fauteuil roulant traité précédemment est utilisé dans un cadre quotidien à savoir un
déplacement dans un milieu urbain ou bien dans une habitation. Nous allons
maintenant nous pencher sur les caractéristiques techniques de la composition d’un
fauteuil roulant adapté à la pratique du tennis en mettant en lumière ses
dissemblances avec les fauteuils roulants ordinaires. Nous traiterons également des
différentes modifications opérables sur ce type de fauteuil
2) Les caractéristiques de la composition d’un fauteuil roulant (à
propulsion manuelle) permettant la pratique du tennis pour les
handicapés.
A première vue, dans sa structure, le fauteuil roulant utilisé pour la pratique du tennis
ne semble pas être d’une différence flagrante avec celui utilisé dans la vie de tous les
jours, à l’inverse des fauteuils utilisés dans la pratique de sport différents comme le
basket-ball ou bien le sprint. Pourtant de nombreux détails dans sa composition font
que ce fauteuil roulant permet de pratiquer le tennis qui comme nous l’avons abordé
préalablement est un sport qui demande une mobilité quasi-constante ainsi que de la
vitesse. Nous exposerons donc à l’aide des témoignages de Fabrice Courtois et
Vincent Davis (ingénieur chez RGK qui est un constructeur de fauteuil roulant) deux
sportifs pratiquants le tennis handisport ainsi que de nos recherches documentaires, le
fauteuil adapté à la pratique du tennis.
L’élément le plus recherché au tennis est la légèreté du fauteuil. C’est la raison pour
laquelle le châssis qui représente une grande partie du poids total du fauteuil est
réalisé à l’aide de matériaux légers (carbone, aluminium…).
La partie soutenant le corps du tennisman handicapé nécessite d’être épurer pour
permettre à l’utilisateur une fluidité dans ses mouvements. On note l’absence
d’accoudoirs et un dossier dont la hauteur est proportionnel à celle de la lésion de
l’utilisateur handicapé (cela s’applique aux paraplégique et au tétraplégique). Cette
optimisation va rendre les membres supérieurs du tennisman totalement libre
permettant ainsi la réalisation des différents coups du tennis (revers, coup droit…)
On note au niveau des roues motrices un carrossage (inclinaison des roues). Les
carrossages les plus courants sont compris entre 15° à 22° permettant ainsi une
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meilleur stabilité et une meilleur rotation du fauteuil dans le but d’accroître la mobilité
du tennisman.
D’ordre général pour une mise en action rapide du fauteuil (au démarrage
principalement), le diamètre des mains courantes est supérieur à celui de la jante de
la roue.
Le revêtement des mains-courantes est également différent de celui des fauteuils
ordinaire car l’emploi de matières abrasivesrisquent, dans le cadre du freinage, de
provoquer des brûlures.
Prise de vue latérale et arrière d’un fauteuil roulant adapté à la pratique du
tennis:
On accorde également une grande importance à la présence de roues directrices
(roues avants) ainsi qu’à la roue située à l’arrière du fauteuil reliée au châssis par une
barre métallique réduisant grandement la bascule arrière du tennisman handicapé.
Les fauteuils roulants adaptés à la pratique du tennis peuvent être de deux types,
évolutifs ou bien sur mesure:
-un fauteuil roulant évolutif peut subir des réglages en fonctions de la morphologie de
l’utilisateur;
-un fauteuil roulant sur mesure est confectionné à partir des dimensions de
l’utilisateur, du fait
qu’il utilise des soudures à la place de matériaux tel que des vis, des écrous pour
gagner en légèreté. De plus il peut adapté sa forme à un handicap.
Les réglages sont opérés dans un but unique, gagner en efficacité et c’est la raison
pour laquelle la création d’un fauteuil sur mesure n’est par forcément un bon choix car
il ne permet pas de modification.
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3) Les réglages et accessoires.
Le tennis en fauteuil demande des déplacements différents de celui pratiqué par les
valides. En effet nous avons pratiqué le tennis en fauteuil (à l’aide de Benoît Tapons)
et remarqué que les déplacements adoptés sont des trajectoires curvilignes et un
changement de direction se traduit par un pivotement du fauteuil. De même le fauteuil
doit être en constant mouvement pour ne pas perdre de la vitesse. La propulsion doit
s’effectué avec le moins de poussée possible, c’est la raison pour laquelle le frein est
très rarement utilisé.
On a pu également noter que la position choisie va avoir une influence sur notre
stabilité et qu’il faut faire preuve d’une grande coordination entre les poussées et la
réalisation du geste.
Charles Nantas pratiquant le
Tennis handisport:
Pour accroitre son efficacité vis à vis de ces facteurs, des accessoires ainsi que des
réglages ont été mis en place.
Un tennisman handicapé va donc chercher le réglage qui lui apportera une position
avec laquelle il accédera à la meilleure performance tout en prenant en compte une
notion de confort lié au type de handicap et à la morphologie.
Les réglages:
Ils sont réalisés à l’aide de 11 mesures anthropométriques dont :
-La largeur d’épaule, plus grande distance entre les bords externes des épaules;
-La largeur du buste, mesurée au niveau des aisselles;
-La largeur de la taille, prise sous les côtes;
-La taille assis, distance entre l’assise et le sommet du crâne;
-La longueur des jambes, la longueur du pied;
L’installation dans le fauteuil est primordiale car un joueur bien équilibré dans une
position stable pourra effectuer une poussée efficace.
Le dossier du fauteuil est en principe verticale (90° par rapport au sol) mais ce dernier
peut être inclinable légèrement vers l’avant. La réalisation de ce réglage inclue un
relâchement de la toile du dossier (formant un «creux ») afin d’obtenir de meilleurs
appuis latéraux sur ce dernier.
La hauteur du dossier joue aussi un rôle important et comme nous l’avons indiqué
précédemment elle varie en fonction du handicap.
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Les roues avants et arrières forment les deux points d’appui du fauteuil sur le sol.
La modification de la position des roues arrière (motrices) influera donc sur la mobilité
du fauteuil et plus particulièrement sur son pivotement. Plus les roues arrières se
rapprocheront du centre de gravité du fauteuil plus son pivotement sur lui même sera
aisé.
L’avant du fauteuil quant à lui peut être régler dans le but de modifier la position des
pieds (vers l’avant/arrière) qui en se rapprochant du centre de gravité faciliteront la
rotation.
Quant à la propulsion du fauteuil elle peut être améliorée en modifiant l’épaisseur de la
main courante en fonction de la taille de la main. Une meilleur prise permettra des
poussées plus efficaces.
Dans le cas de certains handicap, ces réglages ne permettent pas une pratique dans
des conditions optimum du tennis. C’est la raison pour laquelle ils ont parfois recours à
des accessoires utilisables sur le fauteuil.
Les accessoires:
Le tennisman handicapé doit être en entente parfaite avec son fauteuil. Certains
handicaps provoquent une perte de stabilité du tronc principalement au niveau des
abdominaux ainsi que l’incapacité de contrôler ses membres inférieurs rendant la
pratique du tennis délicate. Des accessoires ont été conçus pour remédier à cela.
Fabrice Courtois que nous avons interrogé sur sa pratique du tennis ne contrôle pas
la partie basse de son tronc du fait que sa lésion est relativement haute et a donc
recours à certains de ces compléments.
-Le cale-genoux : il s’agit d’un disposition fixée sur le cadre du fauteuil (partie haute
du châssis) afin de bloquer les jambes et ainsi permettre un gain en équilibre lors des
rotations. Il peut être sous forme de deux tubes amovibles fixés de part et d’autre des
genoux ou bien d’attaches ajustée sur les cuisses et le bas des genoux.
Cale-genoux sous forme
d’attache:
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-La sangle : elle est répandue sur la plupart des fauteuils, elle a pour but de maintenir
les pieds en empêchant tout glissement.
- La ceinture abdominale : c’est un dispositif utilisé sur tous les tennismans ayant un
trouble de l’équilibre. Il s’agit en somme d’une grande ceinture souple (largeur: 10-15
cm), passant par l’arrière du dossier et que l’on accroche sur le ventre. Elle permet de
caler le tennisman sur son fauteuil lors des pivotements.
Ceinture abdominal:
Le tennisman doit garder constamment la raquette dans sa main même lors des
poussées ce qui provoque parfois quelques difficultés, notamment chez les sportifs
tétraplégiques qui ont du mal à maintenir leur raquette de façon efficace.
Différents dispositifs sont mis en place dans ce cas de figure:
-L’utilisation de bandes sparadraps pour fixer la raquette sur la main est le plus
répandu. Il permet de frapper la balle dans différentes positions et également de
pousser le fauteuil sans gêne.
Dispositif permettant de mieux
fixer la raquette:
Après avoir présenté le fauteuil sportif et les caractéristiques techniques du tennis,
nous allons maintenant nous pencher sur l’aspect physique du fauteuil et comment il
répond aux besoins.
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II. Analyse du fauteuil par rapport aux besoins
liés au tennis
A. Analyse composition
Un fauteuil roulant sportif doit, comme autre outil tel que le vélo, être le plus léger et le
plus résistant possible pour limiter les efforts et le cout. Nous nous sommes informés
auprès de Mr Vincent David qui est un ingénieur chez RGK, une entreprise de
fabrication de fauteuils sportifs.
Site web de RGK
Les matériaux sont différents les uns des autres, par leurs poids, leurs densités, leurs
rigidités et leurs caractéristiques physiques et chimiques. Un matériau est choisi selon
les spécificités requises pour une utilisation ; par exemple les plastiques sont utilisés
pour créer des jouets car ils sont bon marché et très légers. Dans notre cas
l’identification des matériaux est complexe car les forces appliquées sur un fauteuil
sont très diverses. Mais, un paramètre commun à tous les sports est la recherche de
la meilleure combinaison légèreté et résistance(en même temps) ; mais résistant à
quoi Le mot « résistance » n’est déjà pas défini dans l’absolue car la résistance à
une force n’est pas universelle ; certains matériaux supporteront des phénomènes de
tractions, d’autres de flexions et d’autres de torsions. Pour définir les matériaux à
utiliser, il faut identifier les types de forces qui seront exercées sur un fauteuil ; par
exemple, le rayon de la roue devra être traité différemment de la jante.
La masse et la résistance apparaissent comme les caractéristiques les plus
importantes du fauteuil. Pour les connaître, il faut étudier les matériaux d'un point de
vue chimique. La masse des atomes rend le matériau plus ou moins lourd, celle-ci va
aussi altérer la densité, qui, avec la masse molaire va définir sa résistance.
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1) Les matériaux
Les matériaux les plus utilisés sont le carbone, l’acier chrome-molybdène, le titanium
et les mélanges d’aluminium.
Le carbone, malgré son usage massif dans le secteur cyclique, se casse
facilement en raison de sa faible résistance aux contraintes latérales
provoquées par le mouvement de pivot, contraintes qui ne sont pas retrouvées
sur un vélo.
L’acier chrome-molybdène supporte bien mieux la pression que le carbone
car ce dernier est associé à du fer, ce qui le rend plus résistant aux contraintes
mais aussi plus lourd. L’acier de base présentent des problèmes de corrosion
l’on ajoute du zinc pour former de l’acier chrome-molybdène et ainsi pouvoir
jouer par tout temps.
Le titanium est un métal rare. Celui qui est utilisé est le titanium de grades
aéronautiques 2 ou 9. C’est un métal souple et facilement utilisable, et qui
répond à toutes les attentes de manière correcte mais malheureusement il est
très cher et c’est pourquoi il est rarement utilisé.
Le dernier métal est l’aluminium. Il est réputé pour sa légèreté, moins pour sa
résistance. L’aluminium 7020 prédomine le marché. Grâce à ce mélange, le
fauteuil peut être conçu avec un métal léger, résistant aux forces extérieures
tout en restant bon marché.
Les fauteuils que Mr David et Mr Courtois utilisent sont en alliage d’aluminium et en
titane et ceux que nous avons testés étaient en aluminium et carbone.
2) Spécificité du fauteuil d’un sportif
Les fauteuils de base possèdent beaucoup de micro engrenage pour maintenir les
pièces du fauteuil entre elles. Ces micros engrenages sont présents pour régler le
fauteuil en fonction de la personne, comme on ajuste une ceinture à sa taille ou une
montre à son poignet. Mais ces petites pièces génèrent une perte énergétique
considérable pour le sportif. Elles alourdissent l'outil, qui part avec un désavantage.
Deuxièmement ces micros engrenages subissent des micros mouvements : même
serrés, ils restent amovibles. Ces pièces subissent l'énergie émise par le sportif sur
son fauteuil et dispersent une quantité d’environ 50% de l'énergie émise.
Notre contact Mr. David a été, malheureusement, récemment hospitalisé à la suite
d'un accident. Lui, qui avait pour habitude d'avoir un fauteuil sans micros engrenages,
a constaté une vraie régression quand les médecins lui ont donné un fauteuil médical
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églable, avec des micros engrenages. Il m'a confirmé sa perte conséquente d'énergie
lors des poussés. C'est pourquoi l'entreprise dans laquelle travaille Mr. David soude
les fauteuils des sportifs. Par conséquent les micros engrenages ne présentent plus
de problème et ainsi que les conséquences qu'ils entraînent. Les fauteuils sont plus
maniables et réactifs en raison de l'énergie qui a été conservé. Ces types de fauteuil
sont faits sur mesure par RGK, un revendeur doit prendre toutes les indications de
taille, de poids, d'envie du sportif, pour réaliser le fauteuil idéal pour ce dernier.
On peut rapprocher cette situation de NikeId, une prestation de la firme mondiale
d’articles de sports, où la personne fabrique sa chaussure sur Internet selon ses
envies : on peut choisir la semelle, la couleur, la forme, et le modèle de la chaussure.
Nous n’avons pas eu l’occasion d’essayer un autre fauteuil que ceux prêtés par Benoît
Tapon, l’ex coach sportif de Mr. David et de Mr. Courtois.
Fauteuils utilisées pendant l'expérience1
3) Le carrossage
Les roues sont les éléments majeurs et remarquables sur le fauteuil du sportif. Le
positionnement particulier des roues fait toute la différence entre un fauteuil de vie
quotidienne et celui que nous étudions. Le carrossage est habituellement entre 15° et
22°, au-delà de cet angle le sportif ne roule plus sur la roue. Le carrossage est
personnel car il est conçu selon les préférences du sportif. L’intérêt de ce carrossage
est de pouvoir pivoter rapidement et simplement pour pouvoir continuer l’échange en
cours, mais aussi d’accroître la stabilité du sportif qui ne peut plus désormais tomber
sur le côté. De plus, le sportif ne perd pas de vitesse dans sa poussée. Grâce aux
entraînements avec Mr. Tapon, j’ai constaté qu’il est plus difficile de pousser sur les
roues car elles sont cambrées. La poussée doit se faire latéralement, les bras suivent
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le mouvement des roues qui est plus ample, comparé à un fauteuil classique où elle
est frontale. Le carrossage négatif permet d’avoir le centre de gravité du fauteuil plus
en arrière, ainsi le mouvement de pivot sera plus ample et efficace ; l’utilité du centre
de gravité sera évoquée dans la dernière sous-partie.
Carrossage des roues
Grâce au carrossage, les roues répartissent mieux leurs poids sur le sol, donc la
quantité d’énergie consommée pour tourner sera inférieure avec les roues cambrées.
Enfin les roues avec un carrossage le plus grand possible (jusqu’à 22°) tourneront
plus facilement car le contact avec le sol se faisant plus loin, le bras de levier est
augmenté. Si le bras de levier est augmenté, la puissance nécessaire pour tourner
diminue ; ce phénomène est reproduit avec une règle comme l’expérience ci-dessous.
.
Ces images montrent la force appliquée sur une équerre semi-rigide. La même force
est appliquée sur les deux images et pourtant sur l’une, l’équerre est plus pliée que
sur l’autre. C’est grâce l’application de la force qui n’est pas exercée au même endroit.
Plus les mains sont écartées plus il est facile de plier l’équerre. C’est le même principe
que le bras de levier du fauteuil. Plus le contact sol-roue est loin du fauteuil, plus il est
facile de tourner car cela nécessite une quantité d’énergie moindre.
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D’autres roues existent sur un fauteuil de sportif handicapé la roue anti-bascule (ou la
roue arrière) et les roues de devant.
La roue anti-bascule est essentielle pour le sportif car elle est indispensable
pour la sécurité. Fréquemment au cours de nos deux séances nous nous
sommes retrouvés sur l’anti-bascule, sans elle nous serions tombés à la
renverse dès la 1 ere poussée. Mr David et Mr Courtois nous ont tous deux
rappelé l’importance de cet outil et l’ont classé indispensable à la sécurité et
aux mouvements dont l’utilité y sera décrite dans une autre partie.
Les roues avant, moins indispensables que l’anti-bascule, dans le fauteuil du
sportif. Elles ont plusieurs avantages :
o La meilleure tenue de route en ligne droite.
o La stabilité sur l’avant du fauteuil.
o La plus grande pénétration de l’air, moindre mais utile.
Pour les personnes dont un membre a été sectionné, les roues avant peuvent
être tournées à partir du buste, ce qui est un énorme avantage comparé aux
personnes paraplégiques. L’inconvénient est l’augmentation de l’aire frontale.
La résistance créée est quantifiée en dessous.
B. Les résistances en fauteuil
Le sportif connaît des pertes physiques quand il pratique, les une qui sont naturelles
car nous nous usons de notre corps mais d’autres peuvent être extérieures.
Le fauteuil est une source de l’épuisement du sportif. Ce « fardeau » n’est pas
intentionnel, le fauteuil est en proie à des résistances qui sont là pour aider le sportif ;
comme les vitesses d’un vélo. Pousser le fauteuil ne doit pas être ni « trop facile » ni
« trop difficile » pour accéder à une utilisation maximale de la force de son utilisateur.
Ainsi un fauteuil mal conçu peut être la cause de trop d’efforts à fournir par son
utilisateur. Par exemple un fauteuil construit avec un matériau non approprié, trop
lourd et/ou pas optimiser pour ce genre d’exercice (un trop grand nombre de boulons
ou de vis). L’outil du sportif fait face à une résistance occasionné par son principal
atout : ses roues.
Les roues sont un inconvénient minime mais qui n’est pas négligeable, en fait ni
le sol ni les roues ne sont lisses et par conséquent de l’adhérence va se créer,
la trajectoire du fauteuil ne va plus être parfaite et va être freinée dans son élan.
Sur un deuxième plan, un sol rugueux augmentera la résistance au frottement
en altérant la surface de contact de la roue au sol.
Troisièmement la roue et/ou le sol peuvent se déformer, ce qui implique un
obstacle au roulement et entaîne une perte d’énergie par hystérésis* quand ces
éléments reprennent leurs formes initiales en raison de leur élasticité
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imparfaite. Ce phénomène est le plus important dans la résistance au
roulement d’une roue non soumis à un freinage ou à une force motrice.
*hystérésis : décalage dans l’évolution d’un phénomène physique par rapport à sa
cause
Déformation de la roue sur le sol
Ces résistances engendrent des gênes, allant jusqu’à l’épuisement très rapide de son
utilisateur, et le mettra dans une position défavorable en situation de match.
Des phénomènes extérieurs autres que le fauteuil peuvent contraindre le sportif dans
sa pratique, par exemple la météo. Lorsque le vent souffle face au sportif, cela
augmente considérablement sa résistance face à l’air. Lorsqu’un solide se déplace
dans un fluide non parfait tel que l’air, l’écoulement de ce fluide autour du solide
entraîne une résistance qui s’oppose à l’avancement, appelée traînée.
Nous avons réussi à trouver une formule permettant de quantifier cette résistance face
à l’air dans une thèse trouvée sur internet. Formule de la résistance opposée par
l’écoulement d’air :
Rair = ½*ρ*A*Cd*V*V
Avec :
• Rairest la résistance opposée par l’écoulement de l’air, ou traînée, en [N]
• ρ est la masse volumique de l’air, en [kg=m3]
• V est la vitesse relative du solide par rapport à l’air, en [m=s]
• A est l’aire frontale, en [m2]
• Cd est le coefficient traîné, adimensionnel
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Cette formule est couplée à l’aérodynamisme et surtout à la variable A. L’aire frontale
varie en fonction de la morphologie du sportif : maigre, gros, grand, petit, ramassé,
droit,… . Tous ces facteurs peuvent influencer la performance sportive.
Sur cette partie concernant les résistances, grâce à la gentillesse de Mr. Tapon et de
Mr. Métais, nous avons pu nous faire notre propre opinion même si elle est limitée car
nous n’avons essayé qu’un seul fauteuil dans un type de condition. Bien sûr comme
dans chaque sport, nous étions fatigués à la fin de l’entraînement. Les résistances
appliquées sur les roues ne sont pas ressenties à notre échelle, nos roues étant
parfaitement gonflées. Malheureusement nous n’avons pas assez d’expérience dans
ce domaine pour pouvoir s’interroger sur les fauteuils prêtés, même si ils nous ont
paru de bonne qualité. En effet ils sont encore actuels car le groupe n’a été dissout
que récemment. Malheureusement nous n’ayons pas eu la chance de jouer en
extérieure, ce qui nous aurait permis de parler des conditions météo et de leurs
impacts, inexistantes en salle.
C. Trajectoire du sportif et centre de gravité
Dans cette partie, nous allons nous intéresser aux trajectoires utilisées par les sportifs
handicapés en fauteuil. Mon point de vue personnel y sera plus présent.
Les trajectoires du joueur de tennis valide sont simples : avant, arrière et côtés. Dans
toutes ces positions il a un champ de vision clair sur ses deux objectifs, la balle et le
terrain. Le joueur handicapé va devoir s’adapter à son fauteuil où la marche arrière est
proscrite pour cause de perte de temps et d’énergie et il doit avoir une trajectoire qui
ne sera pas directe sur la balle.
Le joueur valide va courir ou attendre la balle au point considéré comme le plus
propice pour frapper la balle mais le sportif-handicapé doit prendre en compte son
fauteuil, qui le gêne dans son mouvement de raquette. Plusieurs fois la raquette peut
cogner contre le fauteuil. Ainsi les trajectoires vont être modifiées et adaptées pour
permettre un meilleur touché de balle, le sportif non-valide va adopter des trajectoires
en diagonales, et non toute droites, pour les balles les plus faciles.
Pour les balles plus difficiles, ou pour simplement se replacer, les trajectoires vont être
en forme de C de façon à avoir toujours une vue sur la balle en mouvement ; vision
qu’il n’aura pas s’il tourne le dos au terrain. Le sportif de haut niveau jouera beaucoup
plus de son pivot lors des points serrés pour être toujours en mouvement car c’est la
clé de la pratique. Être en mouvement permet d’avoir de l’avance sur l’adversaire, de
frapper la balle tôt et haute pour la placer le plus loin de l’adversaire.
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Les deux mouvements décrits sont :
Rectilignes : pour aller le plus vite possible et déplacer ses appuis afin de ne
pas cogner contre le fauteuil.
Curvilignes : pour pouvoir prendre du champ et ainsi essayer de récupérer une
trajectoire en diagonale, le meilleur mouvement pour frapper la balle
correctement.
Les trajectoires sont importantes mais le sportif n’agît pas seulement en poussant ses
roues ou en effectuant un mouvement de pivot, il peut aussi faciliter ses courses en
changeant son centre de gravité.
Pour avoir une rotation plus rapide, le sportif doit rapprocher son centre de
gravité de l’entraxe : il se penche en arrière.
Entraxe : distance qui sépare 2 axes
Pour retrouver une trajectoire droite, il rapprochera ou éloignera son centre de
gravité de l’entraxe en se penchant en avant.
Mais le fauteuil a un centre de gravité positionné légèrement sur les roues arrière. Le
sportif devra prendre en compte cette information pour en tirer un meilleur parti.
Vidéo de tennisman handicapé
Cette vidéo montre des tennismans handicapés en plein mouvement.
La roue arrière est considérée comme un des éléments les plus importants, influant
aussi sur la trajectoire du fauteuil. La roue arrière est réglable ; elle peut changer de
position. Cette dernière sera importante car elle déterminera la tenue de route du
fauteuil :
Une roue arrière reculée favorisera une tenue de route en ligne droite et un
mouvement rectiligne
Une roue arrière avancée aidera le sportif à tourner pour un mouvement
curviligne et de pivot plus simple.
Le sportif pourra ainsi régler son fauteuil à ses besoins.
La roue arrière
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La vitesse de rotation peut être modifiée autrement que par le centre de gravité et la
position de la roue arrière. La décélération angulaire et le centre de masse réduisent
ce pivot.
La décélération angulaire est la simple action de freiner, comme avec une roue de
voiture. La roue va perdre petit à petit sa puissance pour ensuite s’arrêter. Ceci peut
être appliqué sur le fauteuil, mais la vitesse de pivot sera moins conséquente.
Néanmoins la puissance perdue sur cette décélération est presque négligeable car
elle sera rattrapée par la stabilité supérieure gagnée pour enchaîner avec plus de
précision le prochain mouvement.
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Conclusion
Pour conclure le fauteuil sportif reste un objet dont la fonction première est de
répondre aux attentes de son utilisateur. Le fauteuil comporte certaines
caractéristiques : taille, forme et roues, qui sont des constantes contraignantes, mais
indispensables pour que le sportif handicapé puisse jouer et ce, en toute sécurité.
Pour avoir une utilisation optimum de son fauteuil, il faut que son sportif s’adapte aussi
à son fauteuil. Tout cela de façon à rechercher une symbiose entre le fauteuil et le
sportif.
Pour avoir une symbiose parfaite, il est nécessaire d’avoir un sportif parfait et un
fauteuil parfait. Il faut trouver un moyen de maximiser les performances du fauteuil
pour avoir les meilleurs résultats.
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Annexes :
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Autre revue de tennis handisport
Vidéo entraînement
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Sources :
‣ https://tel.archives-ouvertes.fr/pastel-00831253/document
‣ http://www.fft.fr/
‣ http://cerahtec.invalides.fr/doc/specification.pdfPHPSESSID=h3bobs8pj15hp0
1susp26ktv76
‣ Mr. Tapon, ex entraîneur de tennismen handicapés.
‣ Mr. Courtois, tennisman handicapé
‣ Mr. David, tennisman handicapé travaillant chez RGK.
‣ Mme. Julia Pacaud, étudiante à Chimie ParisTech (ENSCP), 5 ème année.
‣ Mr. Aurélien Allard, étudiant à l’ESTACA, 5 ème année.
‣ Handisport Le mag.
‣ http://news.bbc.co.uk/sport2/hi/tennis/skills/4237672.stm
‣ http://www.larousse.fr/archives/medical
‣ http://www.fft.fr/jouer/tennis-en-fauteuil-roulant/le-tennis-en-fauteuil
‣ http://www.tennishandisport.com/
‣ http://www.rgklife.com/fr/
‣ http://www.team-tennis.fr/
‣ http://www.free-tennis.eu/
‣ https://tel.archives-ouvertes.fr/pastel-00831253/document
‣ http://www.fft.fr/sites/default/files/pdf/memo_handisport_2012.pdf
‣ http://www.ileps.org/
‣ http://cerahtec.invalides.fr/doc/specification.pdfPHPSESSID=h3bobs8pj15hp01susp26ktv76
‣ http://cerahtec.invalides.fr/doc/guide_fauteuil.pdf
‣ http://comite.fft.fr/haut-rhin/01L00680_d/data_1/pdf/di/diaporamatennisfauteuil.pdf
‣ https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00597217/document
Nous tenons à remercier tout particulièrement Mr. Métais, Mr. Tapon, Mr. Courtois et Mr.
David pour leurs aides précieuses et leurs grandes gentillesses.
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