# Mesure des forces d'impact en Boxe Française

Pascal Girodet, Philippe Vaslin, Patrick Lacouture, François Durand

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Pascal Girodet, Philippe Vaslin, Patrick Lacouture, François Durand. Mesure des forces d'impact en Boxe Française. IVèmes Journées Internationales en Sciences du Sport, INSEP, Nov 2006, Paris, France. hal-05011856

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# Mesure des forces d'impact en Boxe Française.

Girodet P.¹, Vaslin P.¹, Lacouture P.² et Durand F.³

(1) LIMOS, UMR 6158 CNRS - Université Blaise Pascal, Aubière (France)

(2) LMS, UMR 6610 CNRS - Université de Poitiers, Chasseneuil-Futuroscope (France)

(3) CAIPS, CREPS de Poitou-Charentes, Vouneuil-sous-Biard (France)

## Introduction

Les pratiquants de Boxe Française utilisent des gants, associés à différents types de bandages et, parfois, à des protections spécifiques pour le ré-entraînement post-blessure. Cependant, malgré ces protections, l'entraînement intensif peut générer des micro-traumatismes, principalement situés au niveau des métacarpes et des phalanges, et plus rarement au niveau des articulations du poignet et du coude. Le Directeur Technique National (M. Leroux) et le Médecin fédéral (M.-P. Mazière) de la Fédération Française de Savate, Boxe Française et Disciplines Associées (FFSBFDA) ont souhaité connaître les origines mécaniques de ces micro-traumatismes, en vue de prévenir leur apparition et de réduire leur gravité. Pour atteindre cet objectif, il est indispensable de mesurer la force d'impact subie par le pratiquant lors de l'exécution de coups de poings. Les valeurs rapportées dans la littérature scientifique sont relativement peu nombreuses et concernent essentiellement le Karaté et la Boxe Anglaise. Elles résultent de mesures effectuées avec une cible composée d'un support rigide sur lequel étaient montés des capteurs de force (Smith M.S. et al, 2000), ou avec une cible constituée d'un support mobile suspendu instrumenté avec soit des capteurs de force (Atha J. et al, 1984), soit un capteur de pression immergé dans un sac de frappe rempli d'eau (Fortin Y. et al, 1993). La force d'impact a aussi été estimée à partir des mesures cinématiques lors de la casse de matériaux (Feld M.S. et al., 1979). Comme les mesures réalisées avec ces divers instruments étaient difficilement comparables entre elles, il s'est avéré nécessaire d'élaborer une méthode et de construire un instrument permettant de réaliser des mesures directes de la force d'impact en situation d'entraînement.

## Matériel et méthodes

Deux boxeurs de niveau national (un masculin, un féminin) ont exécuté des coups de poings directs avec trois types de protection (bandages plus gants, bandages seuls, main nue) sur un prototype d'ergomètre-cible (Fig. 1) inspiré de matériels d'entraînement utilisés dans les sports de combat (punching-ball) ou les arts martiaux (makiwara) et réalisé sur la base de travaux antérieurs (Girodet P. et al, 2005). Ce prototype, destiné à reproduire les conditions réelles d'impact, est constitué d'un bloc-cible recouvert de mousse dense et monté sur une latte flexible fixée de façon rigide au sol en position verticale. Des marqueurs fixés sur le bloc-cible ont permis de reconstituer sa cinématique lors des chocs. La scène a été filmée à une fréquence de 250 Hz avec un système d'acquisition cinématique 3D comportant quatre caméras numériques (système Saga HSC, Biogesta). Un accéléromètre unidirectionnel (e.m. : 100 g, sensibilité : 0,09829 V/g) fixé sur la latte flexible à la hauteur du centre du bloc-cible a été échantillonné à une fréquence de 2000 Hz puis synchronisé avec les enregistrements vidéo.

Fig.1 : Situation expérimentale.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Fig.1 : Situation expérimentale.</figcaption></figure>
La force d'impact sur la zone de frappe a été calculée à l'aide d'un modèle mécanique (non publié) prenant en compte les masses et accélérations respectives du bloc-cible et de la latte flexible, ainsi que la raideur et la flexion de cette dernière.

## Résultats

Les accélérations du bloc-cible et de la latte ont été obtenues soit directement à partir de l'accéléromètre, soit par double dérivation des positions mesurées sur la vidéo (Fig. 2), et inversement pour les déplacements du bloc-cible. Les pics de force obtenus lors des différents essais analysés étaient compris dans les intervalles [580 N – 990 N] pour les mesures cinématiques et [625 N – 1645 N] pour les mesures accélérométriques (Fig. 3). La durée du contact et le délai d'atteinte du pic, mesurés sur le signal accélérométrique, étaient en moyenne de 38,3 ms (± 1,9 ms) et de 6,9 ms (± 1,9 ms), respectivement.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 2** : Forces d'impact calculées à partir des mesures accélérométriques et cinématiques (Essai 1).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Figure 3** : Pics des forces d'impact extraits des mesures accélérométriques et cinématiques.</figcaption></figure>

## Discussion & Conclusion

Les résultats de cette étude montrent que la force d'impact calculée à partir des mesures cinématiques est systématiquement sous-estimée par rapport à celle calculée à partir des mesures accélérométriques, et que cette sous-estimation est d'autant plus importante que l'accélération mesurée est grande. Cet écart est directement lié à la fréquence d'acquisition et à la précision des deux matériels de mesure, et justifie l'utilisation d'un accéléromètre pour mesurer les paramètres du choc du poing sur la cible. Le prototype d'ergomètre-cible pourra donc être utilisé avec d'autres pratiquants de Boxe Française, équipés de différentes protections, en vue de répondre à la demande de la FFSBFDA.

## Remerciements

Les auteurs remercient particulièrement F. Achard et A. Decatoire, ingénieurs d'études au CAIPS (CREPS de Poitou-Charentes), où ont été réalisées les mesures de cette étude.

## Bibliographie

Atha (J.), Yeadon (M.R.), Sandover (J.) & Parsons (K.) - Measuring the mechanical properties of a heavyweight's punch. J. Sports Sciences, 2000, **2**, 3, pp. 188-189.

Feld (M.S.), Mc Nair (R.E.) & Wilk (S.R.) - The physics of karate. Scientific American, 1979, 240 (April), pp. 110-118.

Fortin (Y.), Lamontagne (M.) & Gadouas (A.) - Punching bag dynamometer. XIV<sup>th</sup> ISB Congress, 1993, Abstracts I, p. 416.

Girodet (P.), Vaslin (P.), Dabonneville (M.) & Lacouture (P.) – Two-dimensional kinematic and dynamic analysis of a karate straight punch. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 2005, Vol. 8, supplement 1, pp. 117-118.

Smith (M.S.), Dyson (R.J.), Hale (T.) & Janaway (L.) - Development of a boxing dynamometer and its punch force discrimination efficacy. J. Sports Sciences, 2000, **18**, pp. 445-450.