Depuis que je suis devenu triathlète, je suis conscient des dangers supposés de courir sur des surfaces en béton, d’éviter les trottoirs plus sûrs pour courir sur l’accotement d’une route contre la circulation, de sauter les bordures comme si chaque pas sur du béton était mon dernier. Comme les lecteurs de mes articles précédents l’ont peut-être noté, j’aime remettre en question certaines croyances courantes et étayer ma position avec des preuves scientifiques.
Alors autant vous faire savoir que la différence de dureté entre le béton et l’asphalte est insignifiante lorsque vous courez dans des chaussures, car l’amorti offert par les chaussures dépasse de loin tout amorti fourni par ces surfaces. Lorsque vous vous déplacez vers l’herbe ou la saleté, la contribution de ces surfaces à la réduction de l’impact sur le sol commence à jouer un rôle beaucoup plus important. Il est également clair que les coureurs ont de nombreuses expériences personnelles en courant sur des surfaces variées, et en recherchant cet article, il est devenu clair que certains coureurs sont convaincus qu’ils peuvent sentir la différence d’impact entre le béton et l’asphalte.
À la fin de la journée, c’est à vous de décider, mais la science soutient que la blessure la plus probable que vous subirez en courant sur la route est de vous faire heurter par une voiture, et que les trottoirs en béton sont probablement les plus sûrs, à condition de faire attention aux éventuelles surfaces inégales.
Dureté et mesures de surface
Qu’est-ce qui rend une surface « plus dure » qu’une autre? C’est la résistance à la déformation élastique lorsqu’une force lui est appliquée. Il s’agit d’une déformation non permanente, et scientifiquement quantifiée par le « module d’élasticité ». Le module d’Young (E) décrit l’élasticité en traction, ou la tendance d’un objet à se déformer le long d’un axe lorsque des forces opposées sont appliquées le long de cet axe; il est défini comme le rapport de la contrainte de traction à la contrainte de traction. Il est souvent appelé simplement « module élastique ».
Le graphique ci-dessus est un résumé du module d’élasticité approximatif pour diverses surfaces. Que signifient ces chiffres?
Mathématiquement, le béton absorbe 10 fois moins d’énergie que l’asphalte à 20 ° C. Avec un patin typique de 70 kg atterrissant avec environ 3 à 5 fois le poids corporel de la force, ni le béton ni l’asphalte ne compriment aucune quantité mesurable. Pratiquement, il n’y a pas de différence matérielle lorsque l’on commence à considérer la compressibilité du matériau du pied et de la chaussure de course, comme nous l’explorerons prochainement. Il convient également de noter que si des matériaux tels que le béton sont soumis à des fractures sous contrainte, il doit être évident que les charges auxquelles ces matériaux sont soumis par les glissières tombent bien en dessous de ce seuil, et pour nos besoins, ces matériaux peuvent être considérés comme élastiques dans cette partie de la courbe contrainte-déformation. Notez également que l’asphalte froid a à peu près la même dureté que le béton. Le caoutchouc est au moins 14 000 fois moins dur que le béton.
Voici un test plus simple que vous pouvez essayer par vous-même: faites rebondir une balle de golf sur le béton, l’asphalte et la saleté. La distance de rebond fournira une indication de la quantité d’énergie absorbée par la surface et de la quantité d’énergie renvoyée à la balle de golf. Une surface qui renvoie plus d’énergie à la balle renverra plus d’énergie à vos jambes et par conséquent se sentira « plus dure ». Si vous faites cette expérience, vous constaterez que l’asphalte et le béton font rebondir la balle à presque la même hauteur.
Chaussure de course Absorption des chocs: La semelle intermédiaire
La plupart des coureurs ont tendance à porter des chaussures, et nous savons tous que le matériau ajouté sous nos pieds agit comme un amorti, ainsi que l’amorti naturel sur la plante de nos pieds. Les matériaux viscoélastiques, présents dans la semelle intermédiaire, sont couramment utilisés dans les chaussures. Ces matériaux sont généralement connus chimiquement sous le nom de polyéthylène, chlorure de polyvinyle, polyuréthane, entre autres. Comme avec d’autres matériaux élastiques, ces substances constituent un moyen efficace de redistribuer la pression sous le pied. Puisque l’énergie ne peut pas être « perdue », ce qui se produit est la propagation de l’énergie sur une plus grande période de temps et la libération d’une certaine énergie sous forme de son et de chaleur. La réduction de la pression globale réduit les pressions locales et le stress sur le pied et les autres structures squelettiques lorsque l’onde de choc de chaque pas se propage vers le haut à travers le corps. Cette onde de choc peut endommager les tissus mous. Il a été démontré que la réduction de la gravité de l’impact améliore les blessures dues à la surutilisation, y compris les douleurs articulaires, les fractures de stress et peut-être même l’arthrose. Chez les individus en bonne santé, un tampon de graisse de 10 à 20 mm sur le bas du pied agit comme un « amortisseur viscoélastique ». L’âge, la maladie et les médicaments (c’est-à-dire les corticostéroïdes injectés) peuvent dégrader le coussinet adipeux.
Les matériaux viscoélastiques artificiels peuvent remplacer ou améliorer l’absorption des chocs. Des études ont montré que les matériaux en mousse plus souples sont efficaces s’ils sont utilisés avec une épaisseur importante, mais ont tendance à se détériorer rapidement avec l’utilisation et peuvent « s’enfoncer » sous charge. Il a été constaté que les semelles qui utilisent plusieurs matériaux de concert ont tendance à offrir les meilleures performances globales.
D’un point de vue pratique, les estimations pour la compression du coussinet adipeux au talon pendant la talonnade vont de 3 mm à 8 mm. Il a également été noté que la compression du coussinet adipeux au talon et la compression de la semelle intermédiaire sont liées, et qu’une semelle intercalaire plus épaisse entraînera moins de compression du coussinet du talon, de sorte que les valeurs absolues ne sont pas additives. La course pieds nus tire pleinement parti du coussinet adipeux sur le bas du pied. Contrastez la flexion combinée de la semelle et du pied et la déformation pour l’asphalte ou le béton et on voit rapidement l’ampleur de la différence que l’unité de pied dans son ensemble – semelle intérieure et coussinet adipeux – contribue à la compression des surfaces de roulement dures.
Impact sur la forme de roulement
Les chercheurs ont fait plus que quantifier la dureté différente des surfaces de roulement. Dixon et al ont testé des patins sur plusieurs surfaces et ont déterminé que la surface elle-même ne modifiait pas les forces d’impact maximales. Autrement dit, la quantité de coureurs de force « mesurée » ne variait pas en fonction de la surface sur laquelle ils couraient. Ce qui a changé, c’est leur façon de courir. Les angles d’articulation initiaux, les angles d’articulation de pointe et les vitesses angulaires d’articulation de pointe ont tous changé en fonction de la surface. Une autre étude (Ferris et al) a révélé que le changement de surface entraînait un changement de rigidité des jambes. En ajustant la rigidité des jambes pour s’adapter à la rigidité de la surface, les coureurs ont maintenu une mécanique de locomotion similaire sur différentes surfaces de course.
Bishop et al ont comparé la course avec des chaussures et la course pieds nus, et les contraintes relatives qui se placent sur les jambes. Ils ont constaté que les coureurs portant des chaussures présentaient des jambes beaucoup plus rigides que les coureurs aux pieds nus, et qu’il n’y avait aucune différence entre les chaussures à prix élevé et les chaussures à faible coût en termes d’effet sur la mécanique du corps (dans cette étude particulière). Leurs données soutiennent l’hypothèse que les chaussures provoquent des changements dans le membre lors d’une tâche dynamique telle que la course.
Autres considérations
Il existe d’autres différences possibles entre l’asphalte et le béton qui peuvent les rendre différentes surfaces de roulement:
Température de l’asphalte: Lorsque l’asphalte chauffe, il se ramollit. Cependant, la recherche montre peu de variance dans le harnais jusqu’à ce que la température de surface atteigne 70 degrés Celsius, ce qui ne se produirait que par temps chaud et brûlant. Le béton ne ramollit pas à la chaleur.
Cambrure de la surface: Les routes asphaltées sont couronnées, où le centre d’une route sera plus haut que sur les bords, pour permettre le drainage. En courant sur une partie de la route autre que la couronne, une jambe sera toujours plus haute que l’autre.
Douceur de surface: L’asphalte ancien est généralement une surface plus rugueuse que le béton, tandis que l’asphalte frais peut être une surface plus lisse. Les surfaces rugueuses ont tendance à mieux absorber le son, et il est donc possible que les chaussures sonnent plus silencieusement sur l’asphalte que sur le béton, ce qui donne l’impression qu’elles sont plus douces. De plus, l’asphalte manque de joints de dilatation et d’imperfections de surface typiques caractéristiques des trottoirs avec bordures, etcwhich ce qui peut conduire à une démarche plus lisse et plus régulière.
Conclusion
La différence entre le béton et l’asphalte est un peu comme la différence entre un téléviseur HD standard et un téléviseur à résolution supérieure, où le facteur limitant devient la capacité de l’œil à observer la différence. La différence peut être mesurée, mais elle n’est pas significative dans le contexte plus large de la situation. Dans le cas de la course, le béton et l’asphalte sont très durs et dévient très peu. Le fait que l’un dévie un tout petit peu plus que l’autre ne se traduit pas scientifiquement par une différence d’impact observable, en particulier lors de la course, est considéré comme incluant l’impact absorbé par une chaussure de course et la plante du pied.
La compressibilité du caoutchouc, de l’EVA et d’une chaussette contribuent beaucoup plus à l’impact transmis au pied dans la chaussure que la différence entre le béton et l’asphalte. Considérez que la différence de dureté entre le béton et l’asphalte équivaut à ajouter moins de 1 mm de caoutchouc supplémentaire à la semelle d’une chaussure.
Au-delà de ces surfaces dures, il existe des différences significatives entre la route et la piste, le sentier, l’herbe et le sable. Je soumettrais donc que l’objectif d’un coureur essayant de réduire la dureté d’une surface explore ces autres options.
Par exemple, les sentiers de terre ont également d’autres avantages, en travaillant la proprioception du corps et les mouvements latéraux dynamiques et en stimulant le cerveau avec des conditions changeantes – en se reconnectant avec la nature, pourraient dire certains. Courir pieds nus sur l’herbe ou le sable est une autre combinaison qui ne manquera pas de réduire l’impact de la force et de déclencher d’autres changements dans la forme de la course.
Comme l’ont montré des études, notre corps s’adapte aux surfaces de course. À condition de maintenir une bonne forme biomécanique, toute surface de roulement fonctionnera. Il est également presque impossible de changer d’avis une fois qu’ils l’ont inventé. Vous pouvez être en désaccord en fonction de votre expérience personnelle – c’est bien. Quant à moi, je vais m’en tenir aux sentiers de terre et chercher des lions de montagne, ou laisser des empreintes de pas sur la plage.
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Jonathan Toker est un coureur et triathlète canadien de niveau élite. Il a obtenu un doctorat en chimie organique du Scripps Research Institute en 2001, et a couru dans les rangs professionnels en tant que triathlète pendant 5 ans et court maintenant en trail running. Le Dr Toker a travaillé comme scientifique dans l’industrie de la biotechnologie pendant 5 ans avant de lancer sa gamme unique de capsules et de distributeurs d’électrolytes SaltStick.