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MEMOIRES ET THESES

Analyses biomécaniques de l'interaction acrobate-équipement de cirque dans la performance acrobatique en planche coréenne

Cossin, Marion
Montréal, 2021

La planche coréenne est une discipline de cirque exigeante d’un point de vue technique. Il s’agit d’une longue planche à bascule sur laquelle deux acrobates, placés à chaque extrémité, se catapultent continuellement pour effectuer des sauts acrobatiques. Les acrobates utilisent une technique spécifique pour le décollage et l’atterrissage. La planche coréenne, comme tout équipement de cirque, n’a pas de standard de fabrication et il existe une grande variété de planches. Les acrobates, les entraîneurs et les concepteurs d'équipements bénéficieraient d’avoir plus d'informations sur la biomécanique de la performance et sur la mécanique de la planche, afin d'améliorer le développement des techniques acrobatiques et la conception des planches. L’objectif de la thèse était de mieux comprendre l’interaction entre l’équipement de cirque et la performance acrobatique en planche coréenne. À cet égard, les quatre objectifs spécifiques étaient de : (1) Établir l’influence de la hauteur de saut, du participant, de la planche et de la technique de réception sur les forces d’impact et les taux de chargement; (2) Quantifier l’influence de plusieurs facteurs biomécaniques cinématiques sur la hauteur de saut; (3) Déterminer la différence de contribution musculaire et de durée des phases du mouvement entre acrobates débutants et acrobates élites; et (4) Caractériser mécaniquement différentes planches et mettre en évidence la contribution du renvoi de flexion de la planche sur la hauteur de sauts. Cette thèse présente l’ensemble des travaux effectués pour lier les caractéristiques de la planche au mouvement de l’acrobate. En effet, le mouvement de l’acrobate, sauter à grande hauteur, génère des forces élevées sur la planche lors de la réception, ce qui met en mouvement la planche. L’équipement ensuite permet un transfert de force vers l’acrobate qui s’élance. Finalement, ce dernier doit utiliser une technique optimale avec une synchronisation et une contribution musculaire précis, afin de gagner une hauteur suffisante pour la performance. Nos différentes études ont permis de montrer que le facteur qui influence le plus les forces d’impact et le taux de chargement lors de la réception est la hauteur de saut (40% d’influence relative). La force maximale mesurée est de 13.5 fois le poids corporel de l’acrobate, ce qui peut représenter un risque de blessure. La hauteur de saut est en majorité influencée par la vitesse verticale du centre de masse de l’acrobate-partenaire qui se réceptionne, de la vitesse verticale de la planche et de l’amplitude des hanches lors du décollage. Ces deux derniers paramètres peuvent être contrôlés par les acrobates ou les concepteurs de planche coréenne. Nous démontrons, de plus, que les acrobates débutants sont plus longs dans la préparation au décollage, le décollage et l’atterrissage comparativement aux acrobates experts. Cependant, il n’y avait pas de différence claire entre les débutants et les professionnels quant à l’activité musculaire lors du décollage et atterrissage, ce qui indique que la temporalité est sûrement plus importante que l’activité musculaire. Nous trouvons aussi que le renvoi de flexion (énergie élastique de la planche) est non négligeable (46 % d’influence relative) et contribue donc à la hauteur de saut. Finalement, le paramètre mécanique le plus important pour quantifier et comparer les planches est la raideur. Les quatre planches de l’étude ont une raideur qui varie entre 12.2 kN/m et 19.6 kN/m. Ce paramètre peut probablement guider les futures conceptions de planche. Collectivement, ces quatre études mettent en évidence que la synchronisation temporelle du mouvement des acrobates et du mouvement de la planche est l’élément crucial dans cette discipline.
La planche coréenne est une discipline de cirque exigeante d’un point de vue technique. Il s’agit d’une longue planche à bascule sur laquelle deux acrobates, placés à chaque extrémité, se catapultent continuellement pour effectuer des sauts acrobatiques. Les acrobates utilisent une technique spécifique pour le décollage et l’atterrissage. La planche coréenne, comme tout équipement de cirque, n’a pas de standard de fabrication et il existe une ...

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MEMOIRES ET THESES

Mesure des efforts dynamiques dans les agrès de cirque

Cossin, Marion ; Ross, Annie ; Gosselin, Frederick
Montréal : Département de génie mécanique. École Polytechnique, 2015

Actuellement, les charges générées par les artistes de cirque sur les agrès et les accrochages sont méconnues par la plupart des professionnels du milieu, qu’ils soient artistes, gréeurs, directeurs techniques ou concepteurs. Peu de mesures ont été diffusées au grand public ou dans la communauté scientifique. En ayant une meilleure connaissance des efforts dynamiques imposés aux appareils et aux structures d’accrochage, les professionnels auront une idée plus réaliste des besoins en sécurité. Le projet vise à mesurer les efforts générés au point d’accrochage lors de mouvements effectués par les artistes de cirque dans cinq disciplines aériennes que sont le cerceau, la corde lisse, les sangles, le tissu et le trapèze danse. La prise de mesure s’est effectuée à l’École nationale de cirque (ÉNC) et à la Tohu avec la participation de 16 étudiants de l’ÉNC. En plus de former une banque de données sur le sujet, le projet vise à répondre à plusieurs objectifs spécifiques. Le premier objectif est de mesurer les forces maximales et de les caractériser selon les différentes situations suivantes : les cinq disciplines, les trois niveaux scolaires, la masse des artistes, le sexe, les différents types de mouvements et des conditions d’entrainement et de spectacle. Les sangles sont la discipline ayant généré les forces maximales les plus élevées. La force maximale mesurée représente 7.9 fois le poids de l’artiste effectuant le mouvement. Jusqu’à présent, la force maximale mesurée sur un agrès de cirque accroché en un point était une force qui vaut 4.94 fois le poids de la personne (Vogel, 2014). Les pratiques sécuritaires en conception et en accrochage doivent donc être adaptées aux nouvelles mesures apportées par le projet. Il a de plus été montré que certains types de mouvements génèrent des forces plus élevées selon les disciplines. En corde lisse et en tissu, ce sont des chutes libres qui ont généré les forces les plus élevées. En trapèze danse, en sangles et en cerceau, ce sont des mouvements contenant du ballant qui ont généré les forces les plus élevées. Le deuxième objectif du projet est de comparer la variabilité entre des débutants et des professionnels. La variabilité des efforts mesurés en fonction du temps a été analysée pour des artistes effectuant plusieurs fois le même mouvement. Il s’est avéré que la variabilité est inhérente à certains types de mouvement. Les mouvements où l’artiste a une action concrète à effectuer a une variabilité plus élevée que les mouvements où il n’a pas d’action à effectuer et où la force ne dépend que de la réaction de l’équipement. [résumé de l'auteur]
Actuellement, les charges générées par les artistes de cirque sur les agrès et les accrochages sont méconnues par la plupart des professionnels du milieu, qu’ils soient artistes, gréeurs, directeurs techniques ou concepteurs. Peu de mesures ont été diffusées au grand public ou dans la communauté scientifique. En ayant une meilleure connaissance des efforts dynamiques imposés aux appareils et aux structures d’accrochage, les professionnels auront ...


Cote : 791.302 8 C836m 2015

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ENREGISTREMENTS VIDEO

La science des acrobates

Carrière, Daniel ; Faure, Louis ; Découverte ; École nationale de cirque ; Cossin, Marion ; Aubertin, Patrice ; Prince, François ; Duquette, Hugo ; Dolhaine, Antonia ; Bouchard, Charles-Éric
Montréal : Société Radio-Canada, 2015

L’École nationale de Cirque de Montréal forme depuis 30 ans des artistes de cirque pour tous les chapiteaux du monde. La formation de 3 ans est exigeante et peut entraîner du surmenage et des blessures. Cette année l’École s’est tournée vers la science pour améliorer son programme de formation. Ces mesures permettent d’éviter des blessures et de mieux apprécier le travail de ces athlètes de haut niveau. [résumé du diffuseur]

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ARTICLES DE PERIODIQUES

Maximal dynamic forces exerted by acrobats on nine circus apparatuses

Cossin, Marion ; Bergeron-Parenteau, Alice ; Ross, Annie
Circus Arts Life & Science (CALS), 2022

Circus practice is a very popular activity that has had minimal engineering research published. The purpose of this study was to measure peak cable tension in nine circus disciplines: aerial hoop, rope, aerial silk, flying pole, tightwire, Chinese pole, swinging trapeze, solo and duo fixed trapeze. Cables in these disciplines were instrumented with load cells and tension force was recorded. Thirty-four acrobats, professionals, and students from professional circus schools participated in the study and performed a total of 118 acrobatic movements. An analysis of variance (ANOVA) determined differences in participants. Almost all movements and disciplines showed a statistically significant difference between participants. Maximal forces were found to be 4.8 BW (bodyweight) in aerial hoop, 7.3 BW in aerial rope, 5.6 BW in aerial silk, 4.0 BW in flying pole, 5.6 BW in swinging trapeze, 6.8 BW in solo fixed trapeze, 2.5 BW in duo fixed trapeze, and maximal tension in cable were found to be 15 kN in tightwire and 2.8 kN in Chinese pole. These findings may provide substantial implications for acrobatic design and rigging to improve safety of circus equipment.

La pratique du cirque est une activité très populaire pour laquelle peu de recherches en ingénierie ont été publiées. L’objectif de cette étude était de mesurer la tension maximale des câbles dans neuf disciplines de cirque: cerceau aérien, corde lisse, tissu aérien, mât pendulaire, fil de fer, mât chinois, trapèze ballant, trapèze fixe solo et duo. Les câbles de ces disciplines ont été instrumentés avec des cellules de charge et la tension a été enregistrée. Trente-quatre acrobates, professionnels et élèves d'écoles de cirque professionnelles, ont participé à l'étude et ont exécuté un total de 118 mouvements acrobatiques. Une analyse de la variance (ANOVA) a déterminé les différences entre participants. Presque tous les mouvements et disciplines ont montré une différence statistiquement significative entre les participants. Les forces maximales ont été trouvées à 4.8 poids corporel en cerceau aérien, 7.3 fois le poids du corps en corde lisse, 5.6 fois le poids du corps en tissu aérien, 4.0 fois le poids du corps en mât pendulaire, 5.6 fois le poids du corps en trapèze ballant, 6.8 fois le poids du corps en trapèze fixe solo et 2.5 fois le poids du corps en trapèze fixe duo, et la tension maximale dans le câble a été trouvée à 15 kN dans le fil de fer et 2.8 kN dans le mât chinois. Ces résultats peuvent avoir des implications importantes pour la conception et le gréage acrobatique afin d'améliorer la sécurité des équipements de cirque.
Circus practice is a very popular activity that has had minimal engineering research published. The purpose of this study was to measure peak cable tension in nine circus disciplines: aerial hoop, rope, aerial silk, flying pole, tightwire, Chinese pole, swinging trapeze, solo and duo fixed trapeze. Cables in these disciplines were instrumented with load cells and tension force was recorded. Thirty-four acrobats, professionals, and students from ...

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ARTICLES DE PERIODIQUES

Effect of jump heights, landing techniques, and participants on vertical ground reaction force and loading rate during landing on three different Korean teeterboards

Cossin, Marion ; Ross, Annie ; Prince, François
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part P Journal of Sports Engineering and Technology, 9 pages, November 2021

Korean teeterboard is one of the most physically and technically demanding circus disciplines. Two performers take turns jumping vertically and land with high impact. The aims of this study were to (1) compare the stiffness across three different teeterboards, and (2) compare Peak Landing Force (PLF) and Maximal Loading Rate (MLR) of four acrobats performing jumps from three teeterboards using four landing techniques (normal, smooth, straight legs, and empty board). Pressure sensors were used to determine recorded forces under the feet, while Boosted Regression Trees (BRT) was used to analyze factors contributing to PLF and MLR. Standard static loading protocol was used to estimate teeterboard stiffness. PLF and MLR increased with jump height. PLF and MLR were reached when landing on the teeterboard with the highest stiffness. The “normal” and “straight legs” landing techniques were associated with higher PLF and MLR. The BRT model was able to associate both PLF and MLR with jump height, participant, teeterboard, and landing technique factors. PLF reached 13.5 times the body weight when landing on the stiffer teeterboard using the straight legs technique. Trainers should be aware of the injury risk to teeterboard acrobats during landing.
Korean teeterboard is one of the most physically and technically demanding circus disciplines. Two performers take turns jumping vertically and land with high impact. The aims of this study were to (1) compare the stiffness across three different teeterboards, and (2) compare Peak Landing Force (PLF) and Maximal Loading Rate (MLR) of four acrobats performing jumps from three teeterboards using four landing techniques (normal, smooth, straight ...

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ARTICLES DE PERIODIQUES

A kinematic analysis of jumping technique in elite Korean teeterboard athletes : a case-study

Cossin, Marion ; Ross, Annie ; Prince, François
Sports Biomechanics, vol. 22 n°2, p. 246-254, 2021

Korean teeterboard is a circus discipline that consists of a board pivoted at its centre upon which two acrobats are catapulted in turn performing acrobatic jumps. This paper presents one of the first studies that focuses on investigating the factors that contribute to jump height in Korean teeterboard. A total of 120 jumps were recorded from two acrobats using motion capture. Selected variables were input to a Boosted Regression Trees (BRT) analysis, corresponding to three specific events: acrobat landing, rotation of the teeterboard and acrobat take-off. Significant predictor variables were identified as: 1) body’s centre of mass vertical velocity at the first contact with the teeterboard (relative importance: 69.4%) for landing, 2) maximum downward vertical teeterboard velocity for teeterboard rotation (72.7%) and 3) maximum upward vertical teeterboard velocity for take-off (50.4%). Kinematic parameters such as hip range of motion during take-off also contributed significantly to jump height (37.2%). The results provide understanding of the complex kinematics between two acrobats and a flexible pivoting board. Teeterboard designers, acrobats and trainers should be aware that maximising these parameters are the best strategies to improve jump height.
Korean teeterboard is a circus discipline that consists of a board pivoted at its centre upon which two acrobats are catapulted in turn performing acrobatic jumps. This paper presents one of the first studies that focuses on investigating the factors that contribute to jump height in Korean teeterboard. A total of 120 jumps were recorded from two acrobats using motion capture. Selected variables were input to a Boosted Regression Trees (BRT) ...

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ARTICLES DE PERIODIQUES

Quand cirque rime avec risque

Cossin, Marion
Dire, 12 pages, 2019

La prise de risque est fondamentale dans les arts du cirque. L’artiste circassien cherche à défier les lois de référence, comme la gravité universelle, et pousse les limites physiques jusqu’à mettre en danger sa propre vie. Cette prise de risque peut en effet mener à des accidents causant de graves blessures ou, dans de rares occasions, la mort. Cependant, les dernières avancées en médecine du cirque, en ingénierie et en éducation au risque permettent aujourd’hui une meilleure gestion du risque et donc de maintenir des performances circassiennes impressionnantes.
La prise de risque est fondamentale dans les arts du cirque. L’artiste circassien cherche à défier les lois de référence, comme la gravité universelle, et pousse les limites physiques jusqu’à mettre en danger sa propre vie. Cette prise de risque peut en effet mener à des accidents causant de graves blessures ou, dans de rares occasions, la mort. Cependant, les dernières avancées en médecine du cirque, en ingénierie et en éducation au risque ...

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ARTICLES DE PERIODIQUES

Making single-point aerial circus disciplines safer

Cossin, Marion ; Ross, Annie ; Gosselin, Frederick
Journal of Sports Engineering and Technology [En ligne], [12] p., October 2017

The purpose of this study was to measure the dynamic tension force between the apparatus and the hanging equipment of five aerial circus apparatuses and to recommend minimal loading requirements in rigging and design. The forces generated by different acrobatic movements were measured and synchronized with video recordings. Sixteen students of the National Circus School of Montréal (Canada) participated in the study. The maximal forces were analyzed and characterized with respect to the discipline, the type of movement and the schooling level of the student. The maximal force measured was 5.3?kN performed in the discipline of aerial straps, equivalent to 7.9 times the bodyweight of the performer. A minimal breaking strength of 22?kN for the hanging point and all the equipments holding the rig is recommended. A minimal breaking strength of 22?kN for straps, 17?kN for rope and 12?kN for silk, aerial hoop and dance trapeze is recommended. [editor summary]
The purpose of this study was to measure the dynamic tension force between the apparatus and the hanging equipment of five aerial circus apparatuses and to recommend minimal loading requirements in rigging and design. The forces generated by different acrobatic movements were measured and synchronized with video recordings. Sixteen students of the National Circus School of Montréal (Canada) participated in the study. The maximal forces were ...

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ARTICLES DE PERIODIQUES

Repeatability of force signals in aerial circus straps

Cossin, Marion ; Ross, Annie ; Gosselin, Frederick
Journal of Sports Engineering and Technology [En ligne], [11] p., October 2017

The aim of this study is to develop a method for assessing movement variability of circus acrobats. An analysis of the repeatability of force signals is used to quantify variability. Six students from the National Circus School of Montréal performed 5–10 trials of an acrobatic movement called dislock in aerial circus straps while tension force was measured at the hanging point of the aerial apparatus. The repeatability of force signals was calculated with three statistical methods: time-averaged standard deviation, intraclass correlation and root mean square error. These methods were compared with the ratings of a circus coach who ranked each acrobat’s trial with regard to the movement variability. The standard deviation and the intraclass correlation methods are commonly used to quantify the agreement between measurements in biomechanics, while the root mean square error method is regularly employed to quantify the agreement between measurements and a model. All participants performed the movement with little variability (intraclass correlation » 0.8). The results of the three methods were in good agreement with the coach’s assessment. The root mean square error method, in particular, showed perfect agreement and is therefore considered the best measure of repeatability. In the future, the proposed method could be used by coaches or artists training alone, allowing a new form of feedback. [editor summary]
The aim of this study is to develop a method for assessing movement variability of circus acrobats. An analysis of the repeatability of force signals is used to quantify variability. Six students from the National Circus School of Montréal performed 5–10 trials of an acrobatic movement called dislock in aerial circus straps while tension force was measured at the hanging point of the aerial apparatus. The repeatability of force signals was ...

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ETUDES, GUIDES ET RAPPORTS

Pratiques nord-américaines de la discipline de la barre russe : guide pratique

Ross, Amiel ; Clarke, Soicher ; Cossin, Marion ; Schmidt, Pierre
Montréal, 2023

La barre russe est une discipline acrobatique de cirque dans laquelle un acrobate, le voltigeur, est propulsé dans les airs au-dessus d’une longue barre, flexible et horizontale d’une surface comparable à celle d’une poutre de gymnastique (Mymard, 2016; Stewart, 2009). La barre est maintenue parallèle au sol sur l’épaule de deux artistes appelés porteurs. L’objectif de cette discipline est de propulser le voltigeur dans les airs pour qu’il réalise différentes acrobaties (Figure 1). Ces acrobaties débutent par un décollage et finissent par une réception sur les pieds sur la surface de la barre. Néanmoins, il existe des manoeuvres et techniques qui peuvent impliquer d’autres parties du corps (par exemple, le voltigeur atterrit sur le dos ou le ventre, avec ses bras et jambes autour de la barre pour maintenir une stabilité). La technique classique de barre russe (décollage et réception sur les pieds) comprend généralement des sauts et des saltos effectués par le voltigeur dans des positions variées, similaire à celles en gymnastique (groupé, carpé, tendu). Ces techniques incluent des sauts périlleux comprenant des rotations en arrière, en avant ou dans certaines occasions dans une direction désaxée. Les sauts périlleux peuvent inclure des rotations vers la gauche ou la droite. Les acrobaties sont généralement liées ensembles avec ou sans saut simple (sauts qualifiés de « tempo ») pour créer une séquence acrobatique pendant leurs performances. Les sauts tempos peuvent être utilisés pour fournir suffisamment de hauteur et de puissance pour réaliser diverses acrobaties. La pratique de la barre russe demande une grande quantité de travail autant pour les porteurs que pour les voltigeurs afin de bâtir suffisamment de confiance, de force et d’habilité aérienne pour performer en toute sécurité (Stewart, 2009).

La barre russe est une discipline autant impressionnante qu’à risque (Stewart, 2009). Malgré cela, la recherche autour de cette discipline est très rare voire manquante. À notre connaissance, il n’y que peu voire pas de publication autour des considérations pratiques ou techniques sur cet appareil dans la littérature scientifique basée en Amérique du Nord. Le seul guide pratique disponible a été publié par la fédération européenne des écoles de cirque professionnelles (FEDEC) il y a plus de dix ans 1(FEDEC, 2009; Stewart, 2009). Les guides publiés par la FEDEC sont utiles d’un point de vue pratique, mais les disciplines de cirque peuvent évoluer avec le temps et le guide pratique de la FEDEC ne prend pas en compte ces évolutions dans le contexte nord-américain.

Objectifs :

Considérant l’absence de recherche concernant la discipline de la barre russe en Amérique du nord, nous souhaitons documenter la compréhension générale de cette discipline. Ainsi l’objectif de la présente étude est de donner un aperçu des bonnes pratiques de la barre russe en Amérique du Nord. Ce guide pratique a été rédigé à la suite d’entretiens centrés sur le problème (une méthode d’entretien détaillé dans la référence Döringer, 2020), avec des experts du domaine qui ont une approche différente de la discipline (porteurs, voltigeurs, entraineurs et gréeurs) en Amérique du Nord. À la suite des entretiens, une analyse a été effectuée pour séparer les données en différents axes de pratique de la barre russe et c’est ce qui présenté dans ce guide pratique (McCreaddie & Payne, 2010).

Outre les perspectives implicites obtenues, nous avons également documenté le processus de construction d'une barre russe sous la forme d'un groupe de discussion, où les experts et les chercheurs ont construit une barre russe en utilisant le protocole qu'ils recommandent. Cela nous a permis de créer un manuel d'instruction sur la construction d'une barre russe à partir de ses différents composants.

Finalement, nous avons évalué par un test de flexion statique plusieurs barres russes utilisées par les experts au sein de leurs organismes. Les tests comprenaient les barres des organisations suivantes : École nationale de cirque de Montréal (ÉNC), Cirque du soleil (CDS), Machine de cirque (MDC), Barcode et les 7 Doigts (7D). En utilisant cette méthode, nous avons cherché à explorer les propriétés mécaniques de diverses barres russes pour déterminer un intervalle de flexion acceptable, ainsi que les propriétés idéales d’une barre dans les contextes professionnels actuels nord-américain.

Les informations présentées dans ce rapport sont représentatives de la pratique courante en 2023 en Amérique du nord. Ainsi, les pratiques peuvent varier dépendamment du contexte. Ce document n’a pas vocation à être un article scientifique mais bien une source de recommandations pour favoriser un apprentissage et une pratique sécuritaire de la discipline. Ce document ne remplace pas l’avis et l’expertise d’un entraineur dûment équipé et formé pour assurer la sécurité des artistes. De plus, les sujets abordés dans ce guide, comme la pratique, les dimensions, les fournisseurs et la flexion, sont uniquement présentés à titre informatif. Concernant notre second objectif, déterminer un lien entre les caractéristiques mécaniques et la performance réalisée nécessite une étude scientifique en dehors du cadre de cette présente étude. Pour toutes ces raisons, le contenu de ce document doit être pris avec précaution. Nous espérons que ce guide peut fournir un cadre de travail utile pour toute personne ayant un intérêt avec la discipline de barre russe et qu’il peut servir de bases pour des futurs recherches, spécifiquement dans le cadre de l’amélioration des performances acrobatiques en minimisant les blessures subies par les artistes.
La barre russe est une discipline acrobatique de cirque dans laquelle un acrobate, le voltigeur, est propulsé dans les airs au-dessus d’une longue barre, flexible et horizontale d’une surface comparable à celle d’une poutre de gymnastique (Mymard, 2016; Stewart, 2009). La barre est maintenue parallèle au sol sur l’épaule de deux artistes appelés porteurs. L’objectif de cette discipline est de propulser le voltigeur dans les airs pour qu’il ...

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