La natation est un sport reconnu pour ses multiples bienfaits, notamment sa capacité à ménager les articulations et à procurer un certain sentiment de liberté. Pour les personnes ayant subi une amputation, la natation peut ainsi devenir une excellente activité physique et thérapeutique. Cependant, que l'objectif soit de faire des longueurs pour le plaisir, de s'entraîner en vue d'un rêve paralympique, ou simplement de se sentir à l'aise dans l'eau, l'utilisation d'une prothèse de natation adaptée peut faire une différence considérable. Il est essentiel de comprendre que le choix et la conception de ces dispositifs sont des processus hautement spécialisés, visant à concilier confort, performance et durabilité dans un environnement aquatique exigeant.
Principes Fondamentaux et Types Généraux de Prothèses de Membres Supérieurs
Les prothèses de membres, qu'elles soient destinées aux membres supérieurs ou inférieurs, sont des dispositifs complexes dont les composants prothétiques comprennent l'emboîture, les systèmes de suspension et de contrôle, les articulations et les appendices. L'objectif primordial de toutes ces options est d'obtenir un ajustement stable et confortable, qui soit en parfaite adéquation avec les capacités et les besoins de l'utilisateur. Le prothésiste joue un rôle central dans ce processus, aidant les patients à choisir le type de prothèse et les options nécessaires pour atteindre leurs objectifs personnels, qu'il s'agisse de la mobilité quotidienne générale, d'activités spécifiques telles que la natation, ou de sports à fort impact et de compétition. Les capacités physiques et cognitives du patient, ainsi que sa tolérance au dispositif, sont des facteurs déterminants dans le choix initial des composants prothétiques.
En matière de structure, les prothèses de membre sont généralement classées comme exosquelettiques ou endosquelettiques. Les prothèses exosquelettiques se caractérisent par une structure plastique externe rigide, qui leur confère une forme de membre et une grande durabilité. Elles sont fixées de manière permanente et ne sont pas ajustables, ce qui les rend particulièrement adaptées lorsque la prothèse pourrait être exposée à des conditions environnementales difficiles, comme des impacts pendant un travail physique intense ou un environnement caustique. En revanche, les prothèses endosquelettiques intègrent une structure squelettique interne centrale composée de composants modulaires et d'accouplements. Cette conception permet un ajustement angulaire dans les trois plans et facilite le retrait des composants endommagés. Souvent, le système endosquelettique est recouvert d'un matériau mou en forme de membre et d'une peau synthétique pour restaurer une apparence anatomique. Pour les prothèses de natation, la durabilité et la résistance aux éléments, aspects clés des prothèses exosquelettiques, sont souvent des considérations majeures, tandis que l'adaptabilité des systèmes endosquelettiques peut influencer la conception pour des réglages précis.
La main humaine revêt une signification psychosociale considérable, et l'amputation peut affecter profondément la perception du soi et l'identité d'une personne, ayant un impact significatif sur ses relations et sa carrière. Un conseil psychologique est donc systématiquement proposé. La complexité de la main humaine est telle que, dans de nombreux cas, deux prothèses différentes sont nécessaires pour assurer une fonction optimale : l'une pour les activités quotidiennes générales et l'autre pour des activités spécifiques.
Il existe cinq types généraux de prothèses des membres supérieurs, chacun ayant des caractéristiques distinctes et des applications spécifiques. Les prothèses passives, par exemple, sont conçues pour faciliter l'équilibre, la stabilisation d'objets - comme le papier lors de l'écriture - ou pour des activités récréatives et professionnelles où la préhension active n'est pas requise. Elles ont l'aspect d'un membre naturel, sont les plus légères et les moins chères, mais elles ne permettent pas de préhension active de la main. Les prothèses corporelles, activées par le mouvement du corps, sont fréquemment prescrites en raison de leur coût souvent inférieur, de leur plus grande durabilité et de leurs faibles exigences en matière d'entretien. Ces systèmes utilisent un harnais-câble pour suspendre la prothèse et capturer le mouvement scapulaire et huméral, actionnant ainsi le crochet, la main ou le coude. Certains systèmes ingénieux utilisent même le bras opposé pour une fonction particulière, avec une sangle encerclant l'aisselle du bras opposé, connectée à un câble qui contrôle le système terminal. Ce type est souvent préféré par les personnes ayant un travail physique exigeant.
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Les prothèses myoélectriques à alimentation externe représentent une avancée technologique majeure, car elles fournissent des mouvements actifs de la main et des articulations sans nécessiter de mouvements scapulaires, huméraux ou du tronc. Des capteurs sophistiqués et d'autres signaux détectent les mouvements musculaires résiduels du membre ou du haut du corps, contrôlant des actionneurs qui fournissent une force de préhension supérieure à celle des prothèses musculaires. Les prothèses hybrides, quant à elles, sont généralement prescrites en cas d'amputation des membres supérieurs où une combinaison optimale de fonctionnalités est recherchée. Elles associent des caractéristiques spécifiques de la puissance corporelle et de la puissance myoélectrique, par exemple, un coude alimenté par le corps peut être combiné avec une main ou un dispositif terminal actionné extérieurement.
Cependant, pour des activités très spécifiques et exigeantes comme la natation, les prothèses spécifiques d'une activité sont particulièrement pertinentes. Ces prothèses sont conçues pour permettre la participation à des activités qui pourraient autrement léser le membre résiduel ou la prothèse habituellement utilisée, ou lorsque la prothèse habituelle ne fonctionnerait pas efficacement. Elles comprennent souvent une interface de conception spécialisée, une emboîture, un système de suspension et un dispositif terminal conçu pour l'activité. Les dispositifs terminaux spécifiques d'une activité sont extrêmement variés ; ils peuvent, par exemple, permettre à l'utilisateur de saisir un marteau et d'autres outils, un club de golf, une batte de baseball ou de tenir un gant de baseball. D'autres sont spécifiquement adaptés à des activités comme la natation ou la pêche. Ces dispositifs peuvent être passifs, offrant un support ou une forme spécifique, ou contrôlés par le patient pour une fonctionnalité active.
Les Spécificités des Prothèses de Bras pour la Natation
Lorsque l'on parle d'activités aquatiques, des considérations uniques entrent en jeu, rendant l'utilisation d'une prothèse standard impraticable, voire dangereuse. Une prothèse standard n'est pas conçue pour être utilisée dans l'eau ; elle risque la corrosion, et les gaines ou les manchons peuvent se remplir d'eau, compromettant le confort et l'intégrité de l'appareil. Pour une prothèse de bras myoélectrique ou une prothèse de bras bionique, l'eau, en grande quantité, est absolument désastreuse pour les composants électroniques délicats. C'est pourquoi des solutions spécialisées ont été développées, comprenant des prothèses de jambe et des prothèses de bras résistantes à l'eau, conçues spécifiquement pour ces situations. Des exemples notables incluent l'Ottobock Aqualine et l'Össur Waterproof Leg pour les membres inférieurs, des pieds de natation spéciaux ou des pièces conçues et imprimées en 3D de manière unique, offrant une personnalisation et une adaptation poussées.
Il est important de comprendre qu'une prothèse de natation ne remplace pas la prothèse de jambe ou de bras habituelle de l'utilisateur, mais la complète. Elle doit être considérée comme une chaussure de sport, que l'on utilise exclusivement pour la pratique sportive. La conception des prothèses de natation est généralement issue d'une combinaison de solutions techniques visant à assurer le confort de l'utilisateur, à résister à une utilisation prolongée dans l'eau grâce à des matériaux résistants à la corrosion et à des finitions intelligentes. Ces prothèses sont toujours faites sur mesure et sont donc fabriquées spécialement pour chaque individu dans des centres prothétiques spécialisés.
La manière dont une prothèse de natation est fabriquée dépend en grande partie du niveau d'amputation et des objectifs spécifiques du patient. Pour les amputations de bras, par exemple, les prothèses de natation intègrent souvent des palettes ou des ailerons comme pièces d'extrémité. Ces dispositifs terminaux sont conçus pour optimiser la propulsion dans l'eau, augmentant la surface de contact et imitant la fonction d'une main humaine ou d'une palme, permettant ainsi une nage plus efficace et plus contrôlée. Le choix entre une palette, un aileron ou une autre forme de dispositif dépendra des préférences du nageur, du style de nage pratiqué et de la force résiduelle. L'objectif est de minimiser la résistance hydrodynamique tout en maximisant la force de poussée.
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La résistance des matériaux est un facteur critique pour les prothèses aquatiques. Une prothèse de natation doit résister à de nombreuses contraintes : la pression constante de l'eau, les changements de température, la présence de chlore dans les piscines, le sel de la mer et les rayons UV. C'est pourquoi l'utilisation de matériaux de haute qualité, comme des polymères résistants à la corrosion, des composites avancés ou des alliages spécialement traités, est d'une importance capitale. Ces matériaux garantissent non seulement la durabilité de la prothèse mais aussi la sécurité de l'utilisateur.
Le confort et l'ajustement sont d'autres aspects essentiels. Une prothèse de natation qui frotte, se déplace ou n'est pas bien ajustée empêche l'utilisateur d'avancer efficacement et peut provoquer des irritations ou des blessures. L'emboîture, qui relie la prothèse au membre résiduel, doit être conçue avec une précision extrême pour assurer une connexion sûre et confortable, même sous l'effet de la pression de l'eau et des mouvements vigoureux de la nage. Pour certains niveaux d'amputation de bras, on fabrique souvent une prothèse légère et résistante à l'eau, avec une emboîture hydrophobe et une structure ouverte pour une évacuation rapide de l'eau. Cette approche permet non seulement de réduire le poids de la prothèse hors de l'eau, mais aussi de minimiser la résistance dans l'eau en évitant l'accumulation d'eau à l'intérieur du dispositif.
L'histoire de Sam de Visser, connu au Amputee Care Center depuis son enfance, illustre parfaitement l'importance du développement continu de prothèses de natation spéciales. Ses ambitions internationales en tant que nageur ont poussé les professionnels à concevoir des solutions innovantes lui permettant de s'entraîner en toute sécurité et de manière professionnelle. Si la plupart des porteurs de prothèses nagent principalement pour l'exercice et la confiance, les exigences pour les athlètes de compétition soulignent la nécessité d'une personnalisation et d'une optimisation extrêmes.
Conception et Fabrication selon le Niveau d'Amputation
La complexité des prothèses de bras varie considérablement en fonction du niveau d'amputation. Pour les amputations partielles de la main, qui peuvent aller d'un seul ou de plusieurs doigts au carpe-métacarpe, la flexion et l'extension du poignet sont habituellement préservées. La restauration fonctionnelle prothétique est possible pour une main complète ou si un ou plusieurs doigts manquent, au moyen d'une force mécanique ou externe. La préhension et la pince peuvent souvent être obtenues par l'opposition d'une combinaison de doigts naturels et prothétiques. Dans un contexte aquatique, les prothèses pour ces niveaux peuvent être simplifiées, se concentrant sur la création d'une surface de propulsion efficace plutôt que sur une dextérité fine, afin de minimiser le poids et la traînée.
L'amputation par désarticulation du poignet élimine tous les os du carpe, ne laissant aucune possibilité de fléchir ou d'étendre le poignet. Cependant, la pronation et la supination sont le plus souvent conservées. Une prothèse de main, un crochet ou un dispositif terminal d'activité spéciale peuvent être utilisés. Pour la natation, des prothèses passives ou des dispositifs terminaux spécifiques d'activité, tels que des palettes ou des ailerons, peuvent être privilégiés pour leur simplicité et leur efficacité dans l'eau. Des prothèses musculaires ou alimentées en énergie par l'extérieur (myoélectriques) sont également des options, bien que leur utilisation en eau libre soit très limitée en raison des risques liés à l'électronique.
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Les amputations transradiales/cubitales, touchant l'avant-bras, peuvent être longues (deux tiers ou plus de la longueur du radius d'origine), moyennes (un tiers à deux tiers de la longueur initiale) ou courtes (inférieure ou égale à un tiers de la longueur initiale). Les amputations de longue et moyenne durée peuvent conserver une certaine pronation et supination. Pour ces niveaux, des prothèses passives ou alimentées par le corps sont généralement utilisées pour la natation, privilégiant la légèreté et la simplicité mécanique pour une meilleure gestion de l'environnement aquatique. La conception de l'emboîture est cruciale pour assurer une étanchéité et une connexion sûre.
La désarticulation du coude et les prothèses au-dessus du coude nécessitent toutes deux un coude mécanique. Les prothèses de désarticulation du coude utilisent généralement la puissance du corps pour fléchir le coude (la gravité permettant d'étendre le coude) et le contrôle myoélectrique du dispositif terminal. Deux charnières externes de coude sont fixées à l'extérieur de l'emboîture en plastique. Il existe de nombreuses combinaisons de coudes et de systèmes de contrôle. Pour la natation, la complexité du coude mécanique doit être soigneusement gérée. Des solutions plus simples et robustes, souvent passives ou à blocage manuel, sont préférables pour éviter la défaillance des composants délicats et pour réduire la traînée. La possibilité de bloquer le coude dans une position fixe, légèrement fléchie, peut être avantageuse pour maintenir une posture de nage efficace.
Dans le cas de la désarticulation de l'épaule et des prothèses interscapulaires/du bras, de l'omoplate et de la clavicule, la dissipation de la chaleur, la répartition du poids et le confort sont des préoccupations primordiales. La surface de contact peut être en plastique rigide ou flexible, ou en un matériau de type coussin en gel tel que du silicone. Les prothèses les plus fonctionnelles pour ces niveaux d'amputation comprennent généralement un contrôle myoélectrique d'une ou plusieurs articulations et le fonctionnement de la main. Pour la natation, ces niveaux représentent un défi accru en raison de la nécessité de créer un dispositif à la fois léger, flottant et résistant à l'eau, tout en offrant une surface de propulsion adéquate. La conception peut alors s'orienter vers des structures ultra-légères et creuses pour favoriser la flottabilité, avec des surfaces spécialement profilées pour la nage.
Les principes observés dans la conception des prothèses de membres inférieurs pour la natation peuvent également éclairer l'approche pour les membres supérieurs. Par exemple, pour les amputations de jambe, on fabrique souvent une prothèse légère et résistante à l'eau, avec une emboîture hydrophobe et une structure ouverte pour une évacuation rapide de l'eau. L'accent est souvent mis sur la stabilité lors de l'embarquement, du plongeon et de la poussée. La prothèse de natation a souvent une construction tubulaire et est souvent dépourvue d'articulation au niveau du genou afin d'éviter ce que l'on appelle la « traînée » ou la résistance de l'eau. Ces concepts de légèreté, de structure ouverte pour le drainage, et de minimisation des articulations complexes peuvent être appliqués aux prothèses de bras pour la natation, en fonction du niveau d'amputation, afin d'optimiser l'hydrodynamisme et la facilité d'utilisation.
Optimisation de la Performance Aquatique et Entraînement avec une Prothèse de Bras
Au-delà de la prothèse elle-même, la capacité à nager efficacement avec une prothèse de bras dépend également de l'entraînement et de la technique. La natation est de plus en plus reconnue comme un outil thérapeutique dans les plans de réhabilitation multidisciplinaires, offrant des avantages cardiovasculaires, musculaires et psychologiques. Pour les nageurs avec une prothèse de bras, la mise en œuvre d'une routine d'entraînement ciblée peut améliorer considérablement la performance et le confort dans l'eau.
Il est tout à fait possible, grâce à des éducatifs simples et spécifiques, de concentrer les séances de natation sur le renforcement des bras. Une séance équilibrée pourrait s'intégrer dans une routine sportive hebdomadaire, aux côtés d'une séance de musculation totale corps et d'une séance de cross-training.
La séance commence par un échauffement de 10 minutes de crawl. Dès les premières longueurs, il est conseillé de travailler sur l'amplitude des mouvements de bras. Cela permet de solliciter les muscles en douceur et de préparer les articulations pour l'effort à venir, qu'il soit réalisé avec ou sans prothèse. La concentration sur l'amplitude favorise une meilleure efficacité du mouvement, même avec un dispositif prothétique.
La partie principale de la séance peut inclure 20 minutes de nage avec plaquettes. Les plaquettes sont des accessoires que l'on enfile aux mains, augmentant la surface de contact avec l'eau et, par conséquent, la résistance. L'objectif n'est pas la vitesse, mais la concentration maximale sur les mouvements de bras et la recherche d'une amplitude optimale. Cette augmentation de la résistance permet un renforcement musculaire accru des bras, des épaules et du haut du corps. Comme le témoigne Christelle, 30 ans, qui a intégré cet exercice à ses sessions de natation : "J'ai intégré cet exercice à mes sessions de natation depuis 3 mois pour travailler un peu plus mes bras. Alors aucun doute, mes bras forcent beaucoup plus qu'en crawl sans plaquette, il faut juste se laisser le temps de s'habituer. Mais après quelques longueurs, on oublie les plaquettes. Et je vois aussi le résultat sur mes bras qui sont beaucoup plus dessinés." Il est essentiel de bien choisir les plaquettes pour éviter tout risque de blessure, en s'assurant qu'elles sont de la bonne taille et bien ajustées, y compris avec la prothèse, si celle-ci permet leur utilisation.
Une autre phase de 15 minutes peut être consacrée à la nage libre avec un pull-buoy. Cet accessoire en mousse, à coincer entre les cuisses ou les chevilles, permet d'immobiliser les jambes et de les maintenir à l'horizontale sans effort. L'objectif est alors de se concentrer exclusivement sur la force de traction des bras. Ce sont les bras qui doivent propulser le corps dans l'eau. Cet exercice, qui fait "chauffer" les muscles du haut du corps, permet non seulement de les renforcer considérablement, mais aussi d'améliorer la technique de nage, notamment en crawl, en isolant le travail des bras et en permettant de mieux ressentir la prise d'eau et la phase de poussée. Pour les nageurs avec une prothèse de bras, cela permet de mieux évaluer et d'optimiser l'efficacité de la prothèse comme outil de propulsion.