Objectifs L’objectif de ce module théorique est d’acquérir une approche scientifique pour la conception de vos séances. Version actualisée le 02/10/12.

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1 Objectifs L’objectif de ce module théorique est d’acquérir une approche scientifique pour la conception de vos séances. Version actualisée le 02/10/12  Introduction Introduction  Description générale Description générale  Le muscle et sa contraction Le muscle et sa contraction  Adaptation du système musculaire à l’effort Adaptation du système musculaire à l’effort  Approche biomécanique de la force Approche biomécanique de la force  Conclusion Conclusion

2 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Plus le corps est faible plus il commande. A l’inverse, plus il est fort plus il obéit.

3 1) Description générale Le système musculaire Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Il existe 3 sortes de muscles qui sont : - Les muscles lisses, involontaires (par exemple les parois de l’intestin) * Leur action n’est pas liée à la volonté * Leurs contractions bien que lentes peuvent être soutenues longtemps -Les muscles striés, volontaires (par exemple le biceps) * Ils obéissent à la volonté et peuvent répondre de façon réflexe à une simulation * Leurs contractions peuvent être lentes ou rapides - Le muscle cardiaque au fonctionnement particulier On s’intéressera aux muscles striés qui représentent la plus grosse partie de la masse corporelle et qui se caractérisent par une : Excitabilité : sensible à une stimulation Elasticité: déformation si on l’étire Contractilité: (capacité de se raccourcir)

4 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion La place du muscle dans l’appareil locomoteur Schéma : Le fonctionnement des membres (muscle os articulation )

5 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Muscle en action

6 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion - La cellule musculaire ou fibre musculaire est une des plus grosses cellules du corps humain - Les fibres musculaires sont organisées en faisceaux maintenus par des cloisons fibreuses: les aponévroses appelées fascia - Les Fascia imprégnés de lymphe permettent le glissement des faisceaux mais aussi des muscles les uns sur les autres.

7 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Cellule musculaire

8 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion

9 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion

10 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Le sarcomère

11 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Enchevêtrement de l’actine et la myosine

12 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Actine et myosine

13 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion 2) La contraction des sarcomères donnant naissance à la contraction musculaire

14 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion « Le coup de rame »

15 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Mécanisme schématisé

16 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Théorie des filaments glissant D’Huxley (1954) La contraction

17 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Résumé de la contraction musculaire

18 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion En résumé

19 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion L’innervation du muscle Les muscles sont innervés par deux grands types de nerfs : Les nerfs efférents : Nerfs qui vont du système nerveux central aux muscles, on les appelle motoneurones a Les nerfs afférents : Nerfs qui vont du muscle au système nerveux central, Un motoneurone innerve plusieurs fibres musculaires : c’est ce que l’on appelle une plaque motrice. - Cette plaque répond à la loi du tout ou rien -Cette plaque se caractérise par le taux d’innervation: c’est-à-dire le nombre de fibres musculaires raccordées au même motoneurone(1 neurone pour 5 fibres dans les doigts, 1 pour 4000 dans les quadriceps) Enfin le muscle répond à deux systèmes de protection: le réflexe myotatique et le myotatique inverse

20 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Le réflexe myotatique Un récepteur sensitif dans le muscle : les fuseaux neuromusculaires - Le premier rôle de ce récepteur est d’envoyer au cerveau des indications sur le niveau de contraction ou d’étirement du muscle - Son second rôle est de déclencher le réflexe myotatique: quand le muscle est trop étiré il envoie l’ordre de contracter le muscle et de relâcher l’antagoniste pour se protéger.

21 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Les types de fibres musculaires Il existe trois types de fibres striées dans le corps humains : Les fibres de types I: Richement vascularisées Facilement excitables Peu puissantes Très endurantes Les fibres de types IIB: Pauvrement vascularisées difficilement excitables Très puissantes peu endurantes Les fibres de types IIA : ou fibres intermédiaires moyennement vascularisées moyennement excitables Moyennement puissantes Moyennement résistantes

22 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Fibres et activités physiques Il est important de comprendre que l’activité physique va amener l’utilisation d’un des types de fibres et non la même fibre de façons différentes. - Un effort de type maximum ou explosif sollicite les fibres de type II qui permettent peu d’endurance (appelée endurance de force) - Un effort de type endurance de fond avec faible sollicitation en intensité sollicite les fibres de type I Ainsi : - C’est l’intensité de la charge qui va donc définir quelles fibres vont rentrer en jeux - Une charge c’est : une vitesse, un poids,une explosivité

23 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion 3) Adaptation du système musculaire à l’effort Cette adaptation suit le phénomène de la synthèse protéique c’est à dire: 3 semaines pour la modification de la production protéique 10 jours pour le commencement de la dégradation des protéines De plus cette synthèse est liée directement à Une part génétique importante dans la répartition des fibres La présence de testostérones surtout dans l’augmentation de la masse musculaire Enfin l’évolution de la capacité musculaire est plurifactorielle. Elle fait intervenir la masse musculaire, l’innervation, la coordination et l’énergétique (traité à part).

24 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Les modifications physiologiques dues au développement de la force 1- L’hypertrophie musculaire Augmentation du diamètre des fibres (cellules) Augmentation du nombre de myofibrilles Augmentation de la densité des capillaires (fibres lentes surtout) Augmentation de la résistance des tissus conjonctifs (plus longue d’où danger d’une prise de puissance rapide) Augmentation du nombre de fibres musculaires (reste à prouver) La transformation des fibres de types I en II 2- Le recrutement musculaire Augmentation progressive du nombre de fibres recrutées (taux d’innervation) Meilleures synchronisations des plaques dans le temps Augmentation du nombre de plaques motrices 3- La coordination musculaire (programme neuronique) Nécessité du transfert de force pour l’impression d’un programme moteur spécifique au recrutement d’un geste complexe Amélioration de la coordination adaptée des chaînes musculaires

25 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Mode de développement du muscle

26 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Notion de biomécanique pour y répondre, il faut se rappeler que la quasi-totalité de nos muscles entraînent, lorsqu'ils se contractent, des rotations segmentaires autour des articulations et en s'appuyant sur des principes mécaniques de la dynamique, le calcul des moments de force (longueur du bras de levier de la force musculaire x intensité de la force musculaire). Le résultat de l'analyse est que le biceps doit développer une force 7,7 fois plus grande que le poids de la charge placée dans la main pour maintenir la position, et lutter en même temps contre la force de pesanteur qui s'exerce sur l'avant- bras, la main et la boule. Cette force est de 924 N (environ 92,4 kg de traction). Quelle force doit développer le biceps pour maintenir l'avant-bras à l'horizontal (coude à 90°) avec une boule de 12 kg (environ 120 N) dans la main ?

27 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion - Si le biceps ne peut développer au maximum qu'une force 1000 N, un simple produit croisé nous donne la charge maximale que le sujet peut maintenir en position horizontale avec ce muscle : (12*1000)/924 = 12,98 kg. - Par conséquent, tant que la personne soulève des charge inférieure à 12,98 kg, elle pourra faire un travail dynamique concentrique. - Avec une charge 12,98 kg, elle sera dans l'incapacité de fléchir son coude et ne pourra que maintenir la position (travail statique). - Et pour toute charge supérieure à 12.98 kg, la force de son biceps ne pourra suffire à lutter contre cette force externe : elle ne pourra que freiner la charge trop lourde pour elle malgré une contraction maximale du biceps. Elle sera alors dans des conditions de travail dynamique excentrique.

28 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion 4) Approche biomécanique de la force Les 4 grand types de force : 1- La contraction isotonique ou concentrique: C’est la plus courante et celle qui correspond à un raccourcissement du muscle avec une tension variable au cours du mouvement. C’est la méthode de musculation la moins traumatisante pour l’organisme. 2- La contraction isométrique (statique): Le muscle a une tension qui augmente mais une longueur du muscle invariable. C’est une méthode très intéressante pour les muscles statiques comme les muscle du gainage mais aussi pour tous les actes sportifs demandant ce type de contraction 3- La contraction excentrique: le muscle contracté s’allonge. C’est le principe de freinage et résistance à la gravité. Cette contraction a cependant tendance à abîmer les fibres contractiles (ex courbature) 4- La contraction isocinétique (ex: le cibex): Raccourcissement à vitesse constante avec une tension maximale. C’est un effort très difficile à supporter. Etre bon dans l’un des champs ne signifie pas être bon dans tous les champs

29 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion - le travail purement concentrique est le résultat de la poussée (accélération du centre de gravité corporel) des membres inférieurs lors d'un saut vertical sur place - le travail purement excentrique correspond à la flexion des genoux (freinage du centre de gravité corporel) lorsque l'on veut se mettre accroupi - le travail statique est le maintien d'une articulation à un angle donné comme par exemple l'exercice de la chaise où l'on travaille le quadriceps en étant appuyer dos au mur tout en conservant un angle de 90° au niveau du genou Exemple des jambes quadriceps

30 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Forces couplées Le travail stato-dynamique consiste à passer une phase statique à une phase dynamique (excentrique ou concentrique) ou vice versa ; par exemple sauter d'une position sur élevée (caisse) et de se réceptionner en marquant la position de flexion au niveau des genoux plus ou moins longtemps ; mais c'est aussi une situation appelée "squat-jump" : on se met en position genoux semi-fléchis, on compte 4 secondes, puis on saute le plus haut possible. Le travail pléiométrique ou pliométrique est la succession d'une contraction concentrique et d'une contraction excentrique ou vice versa ; c'est ce que l'on fait dans une impulsion pour sauter verticalement (excentrique pour baisser le CG et concentrique pou pousser sur le sol) ou dans une réception après d'un même saut vertical (excentrique pour freiner le CG et concentrique pour se remettre en position debout) ; on le rencontre aussi lorsqu'on fait une série de traction à une barre fixe où phase d'élévation (concentrique) et de descente se succède (excentrique) grâce à la force des muscles de l'avant-bras.

31 Introduction  Chapitre 1 Chapitre 1  Chapitre 2 Chapitre 2  Chapitre 3 Chapitre 3  Chapitre 4 Chapitre 4  Conclusion Conclusion Force et souplesse Définition de la souplesse : capacité d’accomplir des mouvements avec la plus grande amplitude articulaire possible de manière active ou passive. L’étirement, pourquoi ? Il augmente l’amplitude du geste, de la force et donc de la puissance Il prévient la contraction forcée en stimulant les OTG Il prévient le relâchement en stimulant les fuseaux neuromusculaires D’où une meilleure optimisation des réflexes Enfin elle permet une meilleure récupération et protection des articulations

32 Conception : Lt Pierre PERRIER Année : 2012 Contact : pour toute remarque concernant ce document, merci d’envoyer un mail sur l’adresse suivante : gfor@sdis69.fr  Introduction Introduction  Description générale Description générale  Le muscle et sa contraction Le muscle et sa contraction  Adaptation du système musculaire à l’effort Adaptation du système musculaire à l’effort  Approche biomécanique de la force Approche biomécanique de la force  Conclusion Conclusion