Le corps humain peut encaisser une quantité remarquable de punitions, étant donné que les os sont faits de l’un des matériaux les plus solides que l’on trouve dans la nature. Dans le même temps, même une personne non armée peut infliger une quantité étonnante de dommages avec un entraînement approprié.
Alors, combien faut-il pour faire craquer un os ? Et combien de ravages une personne peut-elle infliger ? À une époque où les « combats extrêmes » sont devenus un phénomène populaire, les scientifiques testent les extrêmes que les athlètes au sommet de leur art peuvent atteindre afin d’aider le reste d’entre nous.
« Comprendre les mécanismes des lésions cérébrales jusqu’au niveau cellulaire aidera finalement tout le monde, pas seulement les athlètes », a expliqué l’ingénieur biomédical Cindy Bir de l’université Wayne State de Détroit. « Si quelqu’un subit une lésion cérébrale à la suite d’une chute ou d’un accident de la route, ce que nous apprenons des athlètes peut également être utile. »
L’os est extraordinairement solide – once pour once, l’os est plus solide que l’acier, puisqu’une barre d’acier de taille comparable pèserait quatre ou cinq fois plus. Un pouce cube d’os peut en principe supporter une charge de 19 000 lbs. (8 626 kg) ou plus – soit à peu près le poids de cinq camionnettes standard – ce qui le rend environ quatre fois plus résistant que le béton.
Pour autant, le fait que l’os supporte réellement de telles charges dépend fortement de la rapidité avec laquelle la force est délivrée.
« Lorsque vous effectuez une réanimation cardio-pulmonaire, vous pouvez effectuer des compressions thoraciques et ne casser aucune côte, mais si vous appliquez la même quantité de force rapidement plutôt que lentement, et vous pouvez finir par avoir des fractures de côtes », a expliqué Bir.
La force déchaînée
Lorsqu’il s’agit de déchaîner la force rapidement, Bir et ses collègues ont enquêté sur des boxeurs et ont constaté qu’ils pouvaient générer jusqu’à 5 000 newtons de force avec un coup de poing, soit plus que celle exercée vers le bas par une demi-tonne à la surface de la Terre.
Lorsqu’il s’agit de coups de pied, « ils peuvent évidemment générer plus de force, car il y a plus de masse corporelle derrière », a déclaré Bir. Après avoir examiné les coups de pied de plusieurs styles de combat différents, ils ont constaté que les experts pouvaient générer jusqu’à 9 000 newtons avec eux, ce qui équivaut à peu près à une tonne de force.
Un coup rapide et tranchant qui délivre quelque 3 300 newtons de force a 25 % de chances de fendre la côte d’une personne moyenne, a-t-elle dit. Il faut plus de force pour fracturer le fémur, a noté Mme Bir – peut-être quelque 4 000 newtons – car ce long fémur est censé soutenir le corps.
« Cela ne signifie pas qu’en dessous de ces valeurs, vous n’aurez pas de fracture ou qu’au-dessus, vous en aurez », a précisé Mme Bir. La quantité de dommages qu’un coup inflige varie également en raison de facteurs tels que la quantité de muscle ou de graisse qui recouvre un os et l’angle auquel le coup atterrit, ainsi que l’âge et la santé d’une personne, qui peuvent affecter la solidité des os.
Bien qu’il soit logique qu’un combattant massif puisse déchaîner des coups plus puissants qu’un poids léger, « il s’agit aussi de la quantité de la masse de votre corps que vous pouvez recruter », a déclaré Bir. « Vous voyez certains petits gars frapper avec beaucoup de force parce qu’ils savent comment recruter leur masse. »
Rouler avec le coup de poing
Lorsqu’il s’agit d’assommer quelqu’un avec un coup de poing, « il s’agit moins de la force du coup que d’amener la tête à fouetter, à bouger dans une sorte de rotation », a déclaré Bir.
Les forces de cisaillement d’un coup qui fouette la tête en arrière stressent les neurones, et le cerveau s’éteint comme une réponse de protection. Un coup qui donne à la tête suffisamment de rotation pour passer de 0 à 43 000 tours par minute en une seule seconde a 25 % de chances d’assommer une personne.
« C’est pourquoi vous voyez les boxeurs se muscler le cou – la pensée est que vous pouvez alors empêcher ce type de mouvement », a expliqué Bir. « Il s’agit aussi d’anticiper le coup – ceux qui vous prennent au dépourvu peuvent être plus problématiques. »
Souffler le vent de quelqu’un est aussi moins une question de force « que d’impact se produisant juste au bon moment pour que cela se produise », a déclaré Bir. Lorsque cela se produit, l’air n’est pas littéralement expulsé des poumons, mais il s’agit plutôt de faire en sorte que le diaphragme – la feuille de muscle située sous les poumons – se spasme.
« Un coup peut faire en sorte que votre diaphragme se bloque temporairement – c’est un peu comme une crampe, et il est donc difficile pour vous de prendre une respiration », a-t-elle expliqué.
S’aventurer dans un combat
Il peut être difficile d’étudier la quantité de dégâts qu’une personne peut vraiment donner ou encaisser.
« Nous essayons du mieux que nous pouvons d’étudier les athlètes dans leur environnement natif, pour ainsi dire, donc plus de temps sur le ring, ou pendant les combats ou les bagarres, mieux c’est – c’est là qu’ils se battent vraiment au maximum de leur potentiel », a déclaré Bir. « Il peut être difficile d’intégrer des équipements dans cet environnement pour les mesurer, car on ne veut pas interférer avec leur fonctionnement normal, comme des capteurs qui pourraient diminuer l’effet protecteur de leurs gants. Ce qui est bien, c’est que la technologie progresse et devient plus petite et sans fil, pour ne pas gêner ce que les gens font. »
Les données que Bir et ses collègues pourraient glaner pourraient aider à sauver des vies.
« Nous plaisantons en disant que si quelqu’un est prêt à se faire frapper à la tête, nous devrions le mesurer », a-t-elle expliqué. « Si nous savons ce qui cause une blessure, on peut faire des choses simples comme développer de meilleurs équipements de protection et concevoir des casques de vélo pour aider, par exemple, les enfants de 7 ans. »
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