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'Blade Runner' n'a pas de bord clair
Le double amputé Oscar Pistorius, qui court sur des jambes artificielles en fibre de carbone, sprinte définitivement différemment des coureurs d'élite aux jambes intactes, selon une étude récemment publiée. Bien qu'il ne semble pas avoir d'avantage clair sur les coureurs à deux jambes, on ne sait toujours pas comment les composants individuels de sa foulée unique affectent sa vitesse. Même les scientifiques qui ont mené la recherche ne sont pas d'accord sur la façon d'interpréter les résultats, soulignant à quel point il est difficile d'identifier les variables les plus importantes pour la vitesse de sprint.
Coureur de lame : Peter Weyand (à droite), biomécanicien à la Southern Methodist University, essaie de déterminer si le sprinter sud-africain Oscar Pistorius (sur tapis roulant) tire un avantage concurrentiel de ses prothèses de course en fibre de carbone en forme de J.
Nous avons constaté que la quantité d'énergie métabolique et son taux de fatigue n'étaient pas distincts de ceux des coureurs aux membres intacts, explique Hugh monsieur , directeur du Biomechatronics Group au MIT Media Lab et l'un des scientifiques impliqués dans l'étude. Cependant, sa biomécanique était distincte de celle des coureurs aux jambes intactes.
Pistorius, un sprinter sud-africain, a été au centre d'une bataille très médiatisée pour savoir si les athlètes porteurs de prothèses devraient être autorisés à concourir contre des athlètes aux membres intacts dans des événements tels que les Jeux olympiques. Pistorius, surnommé le Blade Runner en raison de ses membres artificiels en fibre de carbone Cheetah Flex-Foot en forme de J, a établi un certain nombre de records du monde paralympiques et, en 2007, il s'est classé deuxième aux championnats nationaux d'Afrique du Sud, une épreuve pour personnes valides. Ses performances impressionnantes ont amené certains à se demander si des prothèses spécialement conçues pour la course à pied pouvaient donner un avantage particulier aux amputés.
Au printemps 2007, le Association internationale des fédérations d'athlétisme (IAAF), l'instance dirigeante internationale de l'athlétisme, a institué une règle interdisant l'utilisation d'appareils techniques qui pourraient donner aux athlètes un avantage compétitif, et a par la suite interdit à Pistorius de participer à des compétitions en vertu de sa règle. Pistorius a fait appel de la décision, sollicitant l'aide de plusieurs scientifiques américains, et le Tribunal Arbitral du Sport (CAS), un organisme d'arbitrage international, a jugé que l'IAAF n'avait pas fourni de preuves suffisantes pour montrer que les pales lui procuraient un avantage. Il a annulé l'interdiction en mai 2008, permettant à Pistorius d'essayer pour les Jeux olympiques de 2008. (Il n'a pas réussi à se qualifier pour l'équipe sud-africaine au 400 mètres.) Les chercheurs américains ont maintenant publié le résultats de leur étude dans le Journal de physiologie appliquée .
Selon Pierre Weyand , physiologiste et biomécanicien à la Southern Methodist University, à Dallas, et auteur principal de l'étude, une grande partie de l'audition de Pistorius s'est concentrée sur le mauvais problème. Une grande attention a été accordée à la question de savoir si ses lames lui permettaient de courir avec moins d'énergie que les autres coureurs, ce qui n'a pratiquement aucune importance en sprint, explique Weyand. C'est un peu comme prétendre qu'une Volkswagen battra une Porsche dans une course de dragsters parce qu'elle obtient une meilleure consommation d'essence. L'économie de carburant n'est pas le facteur déterminant dans les courses de sprint, explique-t-il : Lors du sprint, les animaux ne sont pas limités en énergie ; la mécanique est le facteur limitant.
L'étude de Weyand suggère cependant que Pistorius a une mécanique de course différente de celle des coureurs aux jambes intactes : il frappe le sol avec beaucoup moins de force et reste en contact avec le sol plus longtemps, un modèle qui, selon des recherches antérieures, le mettrait dans une situation désavantageuse. Nous savons, grâce à des expériences passées, que ce qui sépare les coureurs très rapides, c'est la force avec laquelle ils peuvent toucher le sol par rapport à leur poids corporel, explique Weyand.
Des recherches antérieures montrent également que les coureurs d'élite et ordinaires avec les jambes intactes ont tendance à déplacer leurs membres à une vitesse similaire. Pistorius, en revanche, peut repositionner ses membres beaucoup plus rapidement que quiconque que nous ayons jamais mesuré, explique Weyand. Mais les scientifiques ne savent pas encore comment interpréter cette découverte : cela représente-t-il un avantage de ses membres en carbone comparativement légers, ou est-ce simplement une compensation pour le fait qu'il ne peut pas toucher le sol avec autant de force qu'un membre intact ? coureurs ? Il n'y a aucune preuve réelle qu'il a un avantage sur les autres, et il y a des preuves que les prothèses sont un obstacle, dit Daniel Ferris , biomécanicien à l'Université du Michigan, à Ann Arbor, qui n'a pas participé à l'étude.
La science est encore immature, et nous ne savons pas avec certitude pourquoi il est mécaniquement distinct, que ce soit à cause de ses prothèses ou à cause de sa biologie, dit Herr. Une façon de répondre à cette question serait d'étudier un coureur avec une jambe intacte et une prothèse et de comparer directement le côté biologique au côté artificiel – une expérience qui, selon Herr, est en cours.
L'un des principaux sujets de controverse entourant les performances de Pistorius est le fait qu'il peut courir la seconde moitié de la course de 400 mètres plus rapidement que la première moitié, un schéma inhabituel pour les sprinteurs. Certains pensent qu'il s'agit d'une preuve directe que ses prothèses lui confèrent un avantage : ils soutiennent que parce qu'il n'a pas de muscle sous le genou, il ne subirait pas la même fatigue. Mais Weyand et ses collaborateurs ont découvert que tous les coureurs, y compris Pistorius, semblent suivre la même courbe de fatigue.
Une explication possible du schéma inhabituel de Pistorius, dit Herr, est que parce qu'il n'a pas de muscles du mollet, le coureur amputé est en fait désavantagé pendant les 200 premiers mètres - la phase d'accélération de la course. C'est peut-être dans la seconde moitié de la course que le talent inhérent de Pistorius devient clair. Oscar est une valeur aberrante, dit Herr, qui est lui-même un double amputé. Le Cheetah est disponible pour les athlètes depuis 15 ans, mais personne n'a été capable de courir aussi vite qu'Oscar. Cependant, Herr dit que les scientifiques n'ont pas encore étudié Pistorius et d'autres alors qu'ils accélèrent.
La recherche aide également les scientifiques à mieux comprendre les bases de la course à pied. L'affaire Oscar Pistorius a suscité beaucoup d'intérêt dans le domaine du sprint bipède, dit Herr. En examinant les différences entre les coureurs amputés et les coureurs aux jambes intactes, nous pouvons comprendre plus fondamentalement le mécanisme de course et ce qui est le plus important pour la vitesse. Relativement peu de recherches ont été effectuées sur la mécanique du sprint, même chez les coureurs aux jambes intactes, en partie parce qu'il est difficile d'étudier les personnes se déplaçant à des vitesses aussi rapides. La nouvelle recherche a été effectuée à l'aide d'un tapis roulant spécial, l'une des deux ou trois machines de ce type dans le pays.
Ferris dit que les résultats indiquent également des moyens d'améliorer les prothèses en cours d'exécution. Une chose à essayer serait une prothèse à rigidité réglable, dit-il. De cette façon, les coureurs peuvent être en mesure de générer des forces plus élevées à certains moments de la course.