3.5 Le levier et ses trois classes

BiomécaniqueCinétique angulaireSection 3.57 min de lecturemis à jour le 13 septembre 2026

Objectifs de la section

Un levier est un corps rigide en rotation autour d'un axe ou d'un pivot ; c'est le système que ce chapitre manipule depuis le début sans l'avoir nommé, et il se compose toujours de trois éléments — un pivot, une force motrice et une résistance. Cette section le définit, puis distingue les trois classes de leviers selon la position relative de ces trois éléments, avec pour chacune un exemple du corps humain. À la fin de cette section, vous devez être capable de définir un levier et ses trois éléments, et de reconnaître la classe d'un levier sur un geste donné.

3.5.1 Un levier, trois éléments

Jusqu'ici, nous avons vu que pour mettre un segment en rotation, il suffit d'appliquer une force à une certaine distance de son axe de rotation. L'ensemble de ce système porte un nom : c'est un levier — et c'est d'ailleurs pour cette raison que la distance de la section précédente s'appelle un bras de levier.

Un levier est un corps rigide en rotation autour d'un axe ou d'un pivot¹. Il se compose toujours de trois éléments :

• le pivot — le point fixe autour duquel le corps tourne ; c'est lui qui porte l'axe de rotation ;
• la force motrice — celle qui produit la rotation ;
• la résistance — ce qui s'oppose à cette rotation.

Figure 3.4 — Un levier et ses trois éléments : la barre rigide, le pivot, la force motrice et la résistance.Source : diaporama CM3, dia 19 — figure à ré-exporter.

Relisez l'expérience du sac (§3.4.2) avec ces trois mots : le pivot, c'était l'épaule ; la résistance, le poids du sac ; et la force motrice, les muscles de l'épaule — ce sont eux qui ont tenu, et eux qui ont payé.

3.5.2 Trois classes, selon la position des trois éléments

Selon la position relative du pivot, de la force motrice et de la résistance, on distingue trois classes de leviers². Une seule chose les sépare : lequel des trois éléments se trouve au milieu.

Première classe — le pivot est au milieu, entre la force motrice et la résistance. L'exemple le plus familier est la balançoire : l'appui au centre, une personne de chaque côté. Dans le corps humain, c'est votre tête, en équilibre sur la première vertèbre : son poids la fait basculer vers l'avant — c'est la résistance —, les muscles de la nuque tirent vers le bas à l'arrière pour la retenir — c'est la force motrice —, et le pivot est entre les deux.

Deuxième classe — la résistance est au milieu, entre le pivot et la force motrice. Quand vous montez sur la pointe des pieds, vous fabriquez un levier de deuxième classe — et donc à chaque pas, puisqu'au moment de pousser votre talon quitte le sol. Le pivot est à l'avant du pied, sous votre appui au sol ; la résistance est le poids de votre corps, qui descend par la cheville ; et la force motrice, ce sont vos fléchisseurs plantaires — vos mollets —, qui tractent le talon vers le haut. La résistance, à la cheville, est bien entre les deux. Vous en fabriquez un autre tous les jours sans y penser : ouvrir l'écran d'un ordinateur portable, où la charnière est le pivot, le poids de l'écran la résistance au milieu, et le doigt qui pousse tout au bord la force motrice.

Troisième classe — la force motrice est au milieu, entre le pivot et la résistance. C'est le curl des sections précédentes : le pivot est le coude, la force motrice est le biceps, qui s'insère tout près de l'articulation, et la résistance est l'haltère, tout au bout du bras. C'est la classe la plus répandue dans le corps humain², parce que les muscles s'insèrent en général près de l'articulation qu'ils mobilisent — et c'est celle qu'il faut retenir, car la section suivante la regarde de près.

Figure 3.5 — Les trois classes de leviers : la même barre et le même pivot, seule change la position des trois éléments — pivot au milieu, résistance au milieu, force motrice au milieu — avec leur exemple corporel.Source : diaporama CM3, dias 20 à 25 — figure à ré-exporter.

Le pied change de classe de levier au cours d'un même appui, parce que son pivot se déplace. Les spécialistes de la marche décrivent l'appui comme une succession de trois « rockers », c'est-à-dire de trois pivots successifs : le talon d'abord, à la mise en charge ; puis la cheville, lorsque le pied est à plat — la progression du pied à plat au décollement du talon est appelée « second rocker », ou « rocker de cheville » —, moment où le corps passe de derrière le pied à légèrement en avant de la cheville ; enfin la base des orteils, du décollement du talon à la rupture des orteils³.

Or ces deux derniers pivots ne donnent pas la même classe de levier. Pied à plat, le pivot est la cheville : la traction des fléchisseurs plantaires s'exerce au talon, derrière, et la charge est devant — le pivot est entre les deux, c'est une première classe. Talon décollé, le pivot est passé à la base des orteils : la charge, qui arrive au pied par la cheville, se trouve maintenant entre le pivot et le talon — c'est la deuxième classe décrite plus haut. Le pivot avance le long du pied au cours de l'appui, et il ne recule jamais.

Cette lecture appelle une précision utile, car elle explique pourquoi la classe du levier ne dépend pas de l'inclinaison du corps. Le levier, ici, c'est le pied. Or le poids du corps ne s'applique pas au pied : il s'applique au centre de masse, au niveau du bassin. Ce qui s'exerce sur le pied, c'est la force de contact du tibia, dont le point d'application est la cheville — quoi que fasse le tronc. La cheville étant toujours située entre l'avant-pied et le talon, la résistance reste au milieu, et la classe du levier est fixée par l'anatomie du pied, non par la position du buste.

La chronologie des trois pivots est établie ; sa traduction en classes de leviers est une lecture du modèle, cohérente avec la géométrie des insertions, et non une citation de manuel.

Glossaire de la section5 termes

Levier

Un corps rigide en rotation autour d'un axe ou d'un pivot. Dans le corps humain, les os sont les leviers et les articulations les pivots.

Pivot

Le point fixe autour duquel le levier tourne ; il porte l'axe de rotation.

Force motrice

La force qui produit la rotation du levier. Dans le corps, c'est le plus souvent la traction d'un muscle.

Résistance

Ce qui s'oppose à la rotation produite par la force motrice : une charge portée, le poids d'un segment, le poids du corps.

Fléchisseurs plantaires

Les muscles du mollet, qui tractent le talon vers le haut et permettent de monter sur la pointe des pieds.

À la fin de cette section, je dois être capable de…0 / 4

1. Définir un levier et nommer ses trois éléments.
2. Distinguer les trois classes de leviers par la position relative de ces trois éléments.
3. Donner, pour chaque classe, un exemple pris dans le corps humain et y identifier le pivot, la force motrice et la résistance.
4. Retrouver les trois éléments du levier dans l'expérience du sac et dans le curl.

Vérifiez votre compréhensioncorrigé au clic

Le pivot est à l'avant du pied, sous l'appui au sol ; la force motrice est la traction des fléchisseurs plantaires, qui tractent le talon vers le haut ; la résistance est le poids du corps, qui descend par la cheville. La résistance étant entre le pivot et la force motrice, c'est un levier de deuxième classe.

La position d'un seul élément : celui qui se trouve au milieu. Première classe, le pivot est au milieu ; troisième classe, c'est la force motrice. La barre, le pivot et les deux forces sont les mêmes ingrédients dans les deux cas.

Le pivot est le coude ; la force motrice est la traction du biceps, qui s'insère tout près du coude ; la résistance est le poids du plateau, tenu dans la main. La force motrice se trouve entre le pivot et la résistance : c'est un levier de troisième classe, comme le curl.

Sources

1. Physiopedia, Introduction to Human Biomechanics – External Forces. https://www.physio-pedia.com/Introduction_to_Human_Biomechanics_-_External_Forces#:~:text=A%20lever%20is%20any%20rigid%20segment%20that%20rotates%20around%20a%20fulcrum — verbatim : « A lever is any rigid segment that rotates around a fulcrum. A fulcrum is a point of support, or axis, about which a lever rotates ». Appariement avec l'anatomie : OpenStax, Anatomy and Physiology 2e, §11.1 (CC BY), déjà cité en §3.1 — les os sont les leviers, les extrémités articulaires les pivots, la force motrice vient de la contraction du muscle squelettique. ↩

2. Human Anatomy and Physiology I, Douglas College (adaptation de OpenStax Anatomy and Physiology, CC BY), §11.1. https://pressbooks.bccampus.ca/dcbiol11031109/chapter/11-1-interactions-of-skeletal-muscles-their-fascicle-arrangement-and-their-lever-systems/#:~:text=the%20load%20is%20applied%20between%20the%20effort%20and%20the%20fulcrum — verbatim pour la deuxième classe : « the load is applied between the effort and the fulcrum » ; pour la troisième : « The effort is applied between the fulcrum and the load ». Sur la fréquence : https://pressbooks.bccampus.ca/dcbiol11031109/chapter/11-1-interactions-of-skeletal-muscles-their-fascicle-arrangement-and-their-lever-systems/#:~:text=Third%20Class%20levers%20are%20the%20most%20common%20type%20of%20levers%20in%20your%20body — verbatim : « Third Class levers are the most common type of levers in your body ». L'explication par l'insertion proche de l'articulation est donnée par Physiopedia, ibid. https://www.physio-pedia.com/Introduction_to_Human_Biomechanics_-_External_Forces#:~:text=because%20muscles%20typically%20insert%20close%20to%20the%20joint — verbatim : « because muscles typically insert close to the joint ». ↩ ↩²

3. PM&R KnowledgeNow (American Academy of Physical Medicine and Rehabilitation), Biomechanics of Normal Gait, ressource clinique en accès libre. https://now.aapmr.org/biomechanics-normal-gait/#:~:text=The%20progression%20from%20foot%20flat%20to%20heel%20lift — verbatim : « The progression from foot flat to heel lift is referred to as the "second rocker," or "ankle rocker." » ; sur le troisième : https://now.aapmr.org/biomechanics-normal-gait/#:~:text=refers%20to%20the%20ankle%20and%20foot%20positioning%20change%20from%20heel%20lift%20to%20toe%20break — verbatim : « "Third rocker" or "forefoot rocker" refers to the ankle and foot positioning change from heel lift to toe break » ; sur la progression du corps : https://now.aapmr.org/biomechanics-normal-gait/#:~:text=The%20body%20advances%20from%20behind%20the%20foot%20to%20slightly%20in%20front%20of%20the%20ankle — verbatim : « The body advances from behind the foot to slightly in front of the ankle, at about 5 degrees of dorsiflexion ». ↩