Article par M. Bourgain, lauréat du Prix "Jean Vivès" 2022.
Relativement peu traumatisant, le golf semble être un bon candidat pour être un sport praticable par tous, tout au long de la vie. Cependant, l’existence de compétitions professionnelles nécessite une pratique intensive, parfois débutée très jeune. Et ce notamment pour le mouvement de swing qui est très technique. Ce mouvement nécessite, en plus de l’équilibre et de la proprioception, d’être exécuté rapidement en nécessitant l’ensemble du corps. On a pu d’ailleurs montrer qu’une pratique intensive débutée avant le pic de croissance semblait avoir une influence sur la géométrie des membres inférieurs (Prum et al 2023). En effet, la torsion cumulée du fémur et du tibia du côté dominant (à gauche pour les droitiers) était plus faible chez les golfeurs ayant débuté leur pratique intensive avant 12 ans comparé à ceux qui ont commencé après. Cette modification pouvant engendrer des risques accrus d’arthrose du genou et de la hanche (Duparc 1992).
Le mouvement de swing est abondamment étudié depuis de nombreuses années. Dans notre revue de la littérature (Bourgain et al 2022, thèse Bourgain 2018), on a pu mettre en avant qu’il n’y avait que rarement des consensus méthodologiques sur les paramètres de performance ou de prévention de blessure. Pour comparer les méthodologies, nous avons réalisé notre propre recueil de données sur 35 golfeurs volontaires (professionnels et amateurs) qui ont exécuté des swings dans une salle d’analyse du mouvement (12 caméras optoélectroniques et 2 plateformes de force) puis ont réalisé une stéréoradiographie permettant de faire une analyse personnalisée.
Ce recueil expérimental a permis de calculer des paramètres géométriques, cinématiques et dynamiques lors du swing. Par exemple, le X-factor, qui est depuis longtemps proposé comme un paramètre de performance. Le principe avancé étant que le corps est vu comme un ressort de torsion et que, plus le golfeur est capable de tourner, plus il emmagasine de l’énergie potentielle élastique. Cette énergie pouvant être restituée en accélérant le club lors du downswing. D’un point de vue purement méthodologique, certaines études vont uniquement définir ce facteur à partir de la rotation entre le thorax et le bassin alors que d’autres vont le définir entre les épaules et le bassin (Brown et al. 2013, Kwon et al 2013). Calculé sur les données que nous avons recueillies, on a pu mettre en avant que ce choix méthodologique engendre des modifications des valeurs variant du simple au double (Bourgain et al 2020). D’un point de vue biomécanique, la première méthode va permettre de caractériser la capacité en rotation de la colonne vertébrale alors que la seconde prend aussi en compte les mobilités des épaules. De même nous avons étudié la séquence cinématique (ordre d’apparition des pics de vitesses des segments), et sur les 7 méthodes différentes classiquement utilisées, nous avons calculé entre 5 et 7 séquences différentes sur les mêmes données étudiées (Marsan et al. 2019). La raison en est que le choix de la manière dont les vitesses sont calculées influence grandement le calcul de ce paramètre notamment parce que les espaces temporels sont très faibles : 0,3 seconde pour le downswing, et de l’ordre de 20ms d’écart entre les pics (Neal et al 2008). Ces choix méthodologiques sont renseignés dans les publications scientifiques mais quasiment jamais lors de l’achat d’un dispositif commercial. Ce qui pose la question de la répétabilité de la mesure inter-dispositif.
L’étude cinématique corps complet, analysée à l’aide d’un modèle corps complet (Bourgain et al. 2018) avec le logiciel OpenSim (Delp et al. 2007) nous a permis d’investiguer d’autres indicateurs. Par exemple nous avons proposé le moment moteur qui consiste à calculer le moment global associé aux efforts entre le sol et les pieds, exprimé au centre de masse et porté par la normale au plan de swing (dans lequel évolue la tête de club avant l’impact). L’étude de cet indicateur a permis de mettre en avant l’intérêt de la mesure des efforts horizontaux qui contribuent parfois pour moitié au moment total (Bourgain et al 2020), alors que rarement mesuré dans les études. Qualitativement, cela permet aussi de mieux comprendre pourquoi les joueurs professionnels ont tendance à avoir un club proche de leur corps lors de leur phase d’accélération. En effet, cela permet de diminuer l’inertie apparente du club dans son mouvement et donc d’augmenter l’accélération de celui-ci, pour un moment donné.
Figure 1 : swing de golf. Position de marqueurs à gauche, modèle OpenSim à droite.
En somme, étudier un tel mouvement qui sollicite le corps complet et qui est réalisé en environ une seconde, nécessite une compréhension de notions de la physique (cinématique, cinétique, dynamique), pour en apprécier les subtilités. Le manque de consensus dans la communauté scientifique sur les méthodes à utiliser et leur grande influence sur les résultats nécessitent d’être vigilent lorsque l’on achète un dispositif de suivi de la performance.
Publications
- M. Bourgain - Analyse biomécanique du swing de golf. Thèse soutenue publiquement le 21 février 2018 à l’ENSAM Paris https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02069423
- M. Bourgain, S. Hybois, P. Thoreux, O. Rouillon, P. Rouch, and C. Sauret, “Effect of shoulder model complexity in upper-body kinematics analysis of the golf swing,” Journal of Biomechanics, vol. 75, pp. 154–158, 2018
- T. Marsan, P. Thoreux, M. Bourgain, O. Rouillon, P. Rouch, and C. Sauret, “Biomechanical analysis of the golf swing: Methodological effect of angular velocity component on the identification of the kinematic sequence,” Acta of Bioengineering and Biomechanics, vol. 21, no. 2, pp. 115–120, 2019
- M. Bourgain, C. Sauret, G. Prum, et al., “Effect of horizontal ground reaction forces during the golf swing: Implications for the development of technical solutions of golf swing analysis,” Proceedings, vol. 49, no. 1, 2020
- M. Bourgain, C. Sauret, T. Marsan, M. J. Perez, O Rouillon, P. Thoreux, P. Rouch, ”Influence of the projection plane and the markers choice on the X-factor computation of the golf swing X-factor: a case study” Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering
Volume 23, 2020 - Issue sup1, 45th Congress of the Société de Biomécanique.
- M. Bourgain, P. Rouch, O. Rouillon, P. Thoreux, and C. Sauret, “Golf swing biomechanics: A systematic review and methodological recommendations for kinematics,” Sports, vol. 10, no. 6, 2022
- G. Prum, C. Sauret, M. Bourgain, O. Rouillon, P. Rouch, and P. Thoreux, “Can early golfing lead to acetabular and lower limb changes? a cross-sectional study,” International Journal of Sports Science and Coaching, 2023
Références externes
- Duparc et al., “Femoral and tibial bone torsions associated with internal femoro-tibial osteoarthrisis. Index of cumulative torsions.” Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research, vol 100, issue 1, 2014.
- Brown et al., “The X-Factor: an evaluation of common methods used to analyse major inter-segment kinematics during the golf swing”, Journal of Sports Science, 2013.
- Kwon et al., “Validity of the X-factor computation methods and relationship between the X-factor parameters and clubhead velocity in skilled golfers”, Sports Biomechanics, vol 12, issue 3, 2013.
- Neal et al., “Body segment sequencing and timing in golf”, International Journal of Sports Science & Coaching, vol 2, supp 1, 2008.
- Delp et al. 2007, “OpensSim: open-source software to create and analyze dynamic simulations of movement”, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol 54, issue 11, 2007.
L'auteur
Maxime Bourgain, EPF Paris-Cachan et Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak, Paris, France.
Maxime Bourgain est docteur en biomécanique depuis 2018. Il est depuis enseignant-chercheur en biomécanique. Il a mis en place la Majeure Ingénierie et Santé de l’EPF dont il est désormais co-responsable. Ses recherches sur la biomécanique humaine portent principalement sur le sport (e.g. golf, rugby) et le handicap.
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