UNIVERSITE VIRTUELLE EN SCIENCES DU SPORT Centre dEtude des Transformations en APS, EA 3832 Pr C. Tourny- Chollet, Faculté des Sciences du Sport et de lEP, Université de ROUEN GENOU - FORCE -FATIGUE

Evolution de la force musculaire des ischio-jambiers et du quadriceps lors dun exercice dendurance chez des footballeurs

Analyse des efforts dans la pratique du football Analyse des efforts dans la pratique du football parcourt en moyenne une distance de 10 kilomètres à différentes intensités de course : marche, course modérée, sprint (Lambertin, 2000). parcourt en moyenne une distance de 10 kilomètres à différentes intensités de course : marche, course modérée, sprint (Lambertin, 2000). entrecoupée dune multitude de tâches telles que des tacles, sauts, duels et tirs (Verheijen, 1997). entrecoupée dune multitude de tâches telles que des tacles, sauts, duels et tirs (Verheijen, 1997). ceci selon une fréquence de 1000 changements dactivité par match (Bangsbö, 1994). ceci selon une fréquence de 1000 changements dactivité par match (Bangsbö, 1994). Lors dune rencontre, un joueur : Toutes ces actions ont un coût énergétique qui affecte le potentiel physique du joueur.

LA COURSE : Distance et intensité Diminution quantitative : -9% (Reilly, 1996). Diminution qualitative : - 5% (Ekblöm, 1986). Différence significative 1 ère Mi-temps 2 ème Mi-temps

ETUDES EPIDEMIOLOGIQUES Larticulation du genou subit à elle seule les 2/3 des lésions survenues lors d un match. Le nombre de blessures est plus important: à la fin de chaque période et lors de la 2 ème mi- temps (Hawkins, 2001; Gleeson, 1998).

Larticulation du genou doit être à la fois très mobile et stable. De par sa position intermédiaire, le genou doit être d'une grande mobilité pour permettre l'exécution de toutes les actions locomotrices. Cliquer pour vidéo

Le genou fonctionne à la fois en chaîne fermée et en chaîne ouverte sur deux degrés de liberté de larticulation fémoro-tibiale Articulation bi-condylaire de faible congruence La mobilit é est principalement en flexion et en retour de flexion (extension). - En cha î ne ferm é e 1ddl en flexion - En cha î ne ouverte et en flexion seulement, on trouve des rotations m é diale et lat é rale (ceci s'explique par une faible congruence des surfaces articulaires).

Le système ligamentaire: Les ligaments collatéraux Empêchent lhyper-extension et limitent les mouvements de rotation axiale Cliquer pour vidéo

Le système ligamentaire: Les ligaments croisés Ligament Croisé Antérieur (LCA): lors de la flexion, il empêche le fémur de glisser vers larrière; il soppose à lhyper- extension Ligament Croisé Postérieur (LCP): il prévient le glissement du fémur vers lavant, il évite la trop grande flexion du genou Cliquer pour vidéo

Les ligaments actifs péri-articulaire véritable système stabilisateur Le quadriceps a pour fonction : détendre et de maintenir le genou en extension. de sopposer au bâillement controlatéral de larticulation. déviter les mouvements de tiroir postérieur du genou sous le poids du corps. LAgoniste

Les ischio-jambiers ont pour fonction : de développer une activité frénatrice sur le tibia lors de lextension (semi-membraneux) de stabiliser le genou dans les mouvements rotatoires. de sopposer aux mouvements de tiroir antérieur. Les ligaments actifs péri-articulaire véritable système stabilisateur LAntagoniste Il est par conséquent lantagoniste du quadriceps

Dans un grand nombre de situations instables, le système ligamentaire n'est pas assez puissant pour résister aux forces exercées. Dans ces situations, ce sont les tendons des muscles péri-articulaire et principalement les Quadriceps et les Ischio-jambiers qui constituent les véritables ligaments actifs du genou. Décélération Rotations médiale et latérale du genou lors des changements de direction

Un équilibre de force entre ischio-jambiers et quadriceps est donc primordial pour assurer l'intégrité physique de cette articulation: Ratio Antagoniste/Agoniste ou IJ/Q QuadricepsIschio-Jambiers

Ratio Ischio J/Quadriceps Le ratio IJ/Q est un indicateur du potentiel musculaire lors de la stabilisation dynamique de larticulation du genou Le rapport IJ/Q est un indice de prévention des accidents musculaires. Lorsque le Quadriceps développe une force maximale en extension, les IJ sont frénateurs en tirant le tibia vers larrière

Analyser le déclin de force des IJ et du Q des deux jambes Analyser le déclin de force des IJ et du Q des deux jambes Analyser lévolution de léquilibre musculaire antagoniste/agoniste au cours des 50 répétitions Analyser lévolution de léquilibre musculaire antagoniste/agoniste au cours des 50 répétitions Lobjectif est détudier l impact de la fatigue sur le système stabilisateur musculaire de larticulation du genou

Pour maintenir cette vitesse, le dynamomètre régule instantanément la résistance à opposer aux forces exercées par le sujet. Lexercice isocinétique est réalisé à vitesse constante. Ceci permet davoir une sollicitation maximale sur toute lamplitude du mouvement. Evaluation des forces des IJ et Q lors dun test de fatigabilité sur dynamomètre isocinétique.

Dynamom è tre isocin é tique de type KIN COM

Exemple dun tracé de force isocinétique du quadriceps en mode concentrique sur 80° damplitude

Intérêts et inconvénients de lisocinétisme Fiables Fiables Précises Précises Reproductibles Reproductibles Les mouvements du corps humain ne sont pas isocinétiques. Les vitesses angulaires programmables, sur le dynamomètre, sont inférieures aux vitesses réelles dexécution. Mesures : Exemple : - la vitesse maximale est programmable jusquà 240°. s -1 - la vitesse lors dun tir est de 1000 °/ s -1

la diminution de force est linéaire au cours du temps. la diminution de force est linéaire au cours du temps. L équilibre antagoniste / agoniste diminue au cours du temps L équilibre antagoniste / agoniste diminue au cours du temps Notre protocole de recherche propose de valider 2 hypothèses (Sangnier et Tourny Chollet,2007)

POPULATION 27 sujets masculins footballeurs de l équipe 1ére Universitaire (niveau CFA) Joueurs Ages22,94 (± 2.58) Taille (± 3.53) Poids72.95 (±3.96) Expérience14.84 (±1.97) Nbre dheures hebdomadaires de pratique 10 (±1.12)

Protocole Echauffement de 10 sur Stepper suivi de 10 contractions Q+IJ sub-maximales Echauffement de 10 sur Stepper suivi de 10 contractions Q+IJ sub-maximales Test de force maximale concentrique Q et IJ à une vitesse de 180°/s sur une amplitude de 80° (0° étant la pleine extension). Test de force maximale concentrique Q et IJ à une vitesse de 180°/s sur une amplitude de 80° (0° étant la pleine extension). Test de fatigabilité de 50 répétitions successives de flexion-extension Test de fatigabilité de 50 répétitions successives de flexion-extension

TESTS ISOCINETIQUES TESTS ISOCINETIQUES: force maximale (tests discontinus), fatigue (tests continus) Cliquer pour vidéo

Analyse des données Les moyennes de moments de force (N) analysées sont comprises entre 20° et 60° pour éviter les phases diso-accélération et diso-décélération Les moyennes de moments de force (N) analysées sont comprises entre 20° et 60° pour éviter les phases diso-accélération et diso-décélération Equilibre antagoniste/agoniste ou ratio IJ/Q du test de fatigabilité toutes les 5 répétitions. Equilibre antagoniste/agoniste ou ratio IJ/Q du test de fatigabilité toutes les 5 répétitions. Le % de déclin des moyennes de moments force (MMF) Le % de déclin des moyennes de moments force (MMF) %D=[(MMF 1à5 – MMF 46à50 )/MMF 1à5 ] X100

Analyse statistique Le test des rangs de Wilcoxon a été utilisé pour comparer les forces des différents muscles et des 2 jambes Le test des rangs de Wilcoxon a été utilisé pour comparer les forces des différents muscles et des 2 jambes Le test de Pearson a été utilisé pour construire la linéarité du déclin de force. Le test de Pearson a été utilisé pour construire la linéarité du déclin de force. Le seuil de significativité a été fixé à p<0.05 Le seuil de significativité a été fixé à p<0.05

Résultats

Moyenne des moments de force des Q et IJ lors du test du force maximale Jambe DominanteJambe Non Dominante Quadriceps (± 37.87) (± 64.71) Ischio-jambiers (± 51.58) (± 63.47) Ratio IJ/Q 0.68 (± 0.10)0.69 (± 0.14) NS La jambe dominante est définie comme la jambe de frappe, la jambe non dominante comme la jambe dappui.

La diminution de la force est linéaire au cours du temps.

Endurance de force des quadriceps * * ** La diminution de la force est linéaire au cours du temps.

Endurance de force des Ischio-jambiers * * * * * La diminution de force est linéaire au cours du temps.

Le taux de développement de la fatigue peut être assimilé à un modèle linéaire quel que soit le groupe musculaire.

Seuil de fatigue fixé à 50% du potentiel de repos Tous les sujets observés ont une décroissance de force comprise entre 40% et 70% en fin dexercice. En moyenne le seuil de 50% des capacités optimales du sujet a été atteint : Et après 30 répétitions pour les quadriceps des deux jambes. Après 25 répétitions pour les ischio-jambiers des deux jambes

Les IJ sont toujours plus affectés par le test de fatigabilité quelle que soit la jambe. Ce résultat peut être expliqué par la composition différentes des fibres musculaires. Les ischio-jambiers possèdent plus de fibres « rapides » (Fast Twitch :FT) que de fibres « lentes » (Slow Twitch :ST) par rapport aux quadriceps. Or les fibres rapides ont pour principales caractéristiques dêtre très puissantes mais aussi très fatigables.

Léquilibre antagoniste IJ / agoniste Q diminue au cours du temps.

Léquilibre de force décroît pour la jambe dominante pour atteindre 0.46 en fin de test soit une baisse de 32%.

Léquilibre antagoniste / agoniste diminue au cours du temps à cause du déclin de force supérieur des ischio-jambiers. Les résultats soulignent quaprès seulement 25 répétitions, léquilibre antagoniste / agoniste est inférieur à 0.6 quelle que soit la jambe. Les valeurs de cette équilibre atteignent un rapport égal à 0.46 après 50 répétitions soit une diminution de 32% pour cette jambe.. La littérature estime quun rapport inférieur à 0.60 représente un facteur de risque de survenue des lésions des ischio-jambiers.

Léquilibre de force antagoniste/agoniste (IJ/Q) du genou Conseil pratique: Il est nécessaire de mettre en place des programmes d entraînement pour minimiser la décroissance de force des ischio- jambiers en état de fatigue.

La spécialisation dune jambe dans les actions de frappe semble être à lorigine dune différenciation musculaire entre les deux membres lors dun état de fatigue.

Interprétation des résultats Les joueurs de haut niveau participent en moyenne à 3600 minutes de compétition (soit 15% du temps de pratique du football) et à minutes dentraînements par saison (soit 85% du temps de pratique). Les modifications musculo-squelettiques sont principalement dues à la charge de travail effectuée en période dentraînement. Lentraînement peut être divisé entre préparation athlétique et préparation technico-tactique. Si les programmes athlétiques sollicitent de façon similaire les deux membres inférieurs, il nen est pas de même pour les exercices technico-tactiques. Lors de ces séances spécifiques, les défenseurs répètent les gestes de tacles, les sauts et duels alors que les attaquants multiplient les dribbles, les changements de direction et les frappes de balle. Tout au long de la formation du footballeur, la répétition de ce type de séance impose une charge physique divergente entre les membres dominant et non dominant.

La répétition dun geste stéréotypé et la spécificité de lentraînement occasionnent des adaptations affectant préférentiellement les muscles propulseurs (Croisier, 2000). La répétition dun geste stéréotypé et la spécificité de lentraînement occasionnent des adaptations affectant préférentiellement les muscles propulseurs (Croisier, 2000).