force généralités jeannot akakpo

Force généralités Jeannot AKAKPO

CESA AGFF 2017 1

La force: généralités

Jeannot AKAKPO

CESA - AGFF 2017.

La force : définitions

En tant que caractéristique mécanique du mouvement :

Toute cause capable de modifier l’état de repos ou de mouvement d’un corps

En tant que propriété humaine :

Aptitude motrice qui permet à l’homme de vaincre une résistance extérieure, ou d’y résister, grâce à la contraction musculaire


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� Cette qualité physique dépend donc de multiple facteurs et elle ne peut se définir précisément qu’en la déclinant sous ces différentes formes.

� On distingue :� la force générale c’est-à-dire la force de tous les groupe musculaire

indépendamment de l’activité sportive.

� la force spécifique c’est-à-dire la forme de manifestation typique de la force par les groupes musculaires impliqués dans la discipline sportive concernée.


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Les muscles et types

� 1) Muscles à contraction involontaire, stimulation inconsciente. On les trouve dans :

� les parois des vaisseaux (flux sanguin)

� les parois de la plus part des organes internes

� Le muscle cardiaque.� Il partage quelques caractéristiques avec le muscle squelettique mais, comme

le muscle lisse, il échappe au contrôle volontaire. Il contient sont propre système de contrôle régulé en permanence par les systèmes nerveux et

endocrinien.

� 2) Muscle squelettique, ou muscle du mouvement volontaire.

� Insertion sur les pièces osseuses qu’ils mettent en mouvement.

� Le corps humain contient plus de 215 paires de muscles squelettiques


La force maximale

Force la plus élevée que le système neuromusculaire est en mesure de produire lors d’une contraction musculaire volontaire.

En pratique il s’agit de la charge qu’un individu n’est capable de mobiliser qu’une seule fois (1RM)


� C’est le maximum de force que peut déployer le système neuro-

musculaire par une contraction maximale volontaire.

� On peut distinguer également la force maximale absolue:

� c’est la somme de la force maximale et des réserves de forces qui

ne peuvent être mobilisées que dans des conditions particulières

(danger de mort, hypnoses ).

� Le déficit de force c’est la différence entre la force absolue et la force maximale.

Elle varie de 10 à 30% et diminue avec l’entraînement.


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La force vitesse (explosivité)

Capacité du système neuromusculaire à vaincre des résistances avec la plus grande vitesse de contraction possible

Puissance = Force x Vitesse (W) (N) (m.s-1)

La force vitesse (explosivité)

� C’est peut être l’expression de la force la plus importante lors des sports collectifs.

� On exprime une puissance différente en fonction de la force ou la vitesse développée.

� On distingue la force de démarrage et la force explosive.

� Force de démarrage: la capacité à générer un développement de force maximale au début de la contraction musculaire (boxe, escrime…)

� Force explosive: capacité à réaliser le plus grand accroissement de la force dans un temps le plus court possible. (sport collectif (accélération)

� Chez un même sujet la force vitesse peut être de niveau différent selon le segments corporels considéré.

Force (kg)

2698 Vitesse (cm.s-1)20030 60 100 150 175

Force max

Force-Vitesse :

Explosivité

Vitesse max

Vélocité


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Force (kg)

2698 Vitesse (cm.s-1)20030 60 100 150 175

Puissance

(watts)Puissance :

Force (kg) x Vitesse (cm.s-1)

Puissance max.

0

5

10

15

20

Force (N)

Vite

sse

(m

.s-1

)

0

200

400

600

800

1000 Puissa

nce (W

)


Puissance maximale

La relation force-vitesse.

� Lorsque l’on étudie la relation entre la force et la vitesse, on obtient une relation linéaire inverse.

� Lorsqu’on calcule la puissance , on s’aperçoit qu’on exprime pas sa puissance maximale pour des forces ou des vitesses maximales.

� Généralement, on exprime sa Pmax pour une force ou une vitesse correspondant la moitié de Vmax ou Fmax.

� Cela varie en fonction des individus et notamment de l’entraînement.


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La relation Force-Vitesse.

� Concentrique vs Excentrique� Relation vrai pour l’athlète de niveau confirmé

� Zatsiorky (1995)

Relation entre Force MAX et vitesse lors d’un mouvement réalisé avecou sans résistance

+ la charge / résistance est élevée, + la vitesse avec laquelle la charge est mobilisée va dépendre de la force maximale de l’athlèteZatsiorky 1995

La relation Force et temps d’application de la force.

� Développer des niveaux de force équivalents à FMAX au cours d’un effort nécessite du temps. Il faut prendre en compte: � les caractéristiques de l’athlète� la nature du mouvement

� Zatsiorsky 1995.


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La force endurance

Capacité du système neuromusculaire à maintenir un pourcentage élevé de la force maximale pendant une longue période de temps ou un grand nombre de répétitions

Contraction musculaire : les types de contraction

5 types de contraction

� Isométrique: insertions immobiles ou fixes

� Anisométrique: insertions mobiles

� Isocinétique : vitesse constante

� Anisocinétique: mouvements dynamiques, lancers, sauts

� Isotonique: charge constante, poids du corps, haltères, poids et poulies

� Anisotonique: charge variable, élastiques….

Les types de contraction: niveau de complexité du mouvement

� Contraction tonique, isométrique: � force importante (tension)� sans mouvement.� Sans raccourcissement.

� Contraction phasique,isotonique� Raccourcissement du muscle,� déplacement d’un segment de membre (mouvement).

� Muscles toniques :� rouges (très irrigués)� contractions lentes et de longue durée.

� Muscles phasiques ou à mouvement :� muscles pâles� contractions rapides qui sont rapidement fatigués.


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Force et régimes de contraction

Les régimes de contraction

Isométrique Concentrique

4 grands régimes de contraction

Anisométriques

Excentrique Pliométrique


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Les régimes de contraction

� Isométrique

� Le muscle se contracte sans modifier sa longueur

� Anisométrique

� Le muscle se contracte en modifiant sa longueur

� Concentrique

� Excentrique

Travail pliométrique (excentrique + concentrique)

L’isométrie

Contraction du muscle sans que celui-ci ne génère un mouvement

(pas de déplacement des insertions musculaires)

Comment travailler en isométrie ?

� Travail contre une résistance fixe

� Travail dans une position maintenue

Pourquoi travailler en isométrie ?� Pour développer des tensions musculaires importantes (> max concentrique)

� Pour limiter les erreurs de placement avec charge lourde (car pas de mvt)

� Pour solliciter les fibres rapides même avec des charges légères

Impact ?� Principalement nerveuxnerveux (synchronisation + recrutement spatial)

Définition

Le concentriqueDéfinition

La contraction du muscle s’accompagne d’un raccourcissementraccourcissement de celui-ci (rapprochement des insertions musculaires)

Comment travailler en concentrique?

� Travail contre une charge ≤ 1 RM

� Travailler en concentrique pur

Pourquoi travailler en concentrique ?� Facile à mettre en place que ce soit avec des charges légères ou lourdes� Permet de travailler la synchronisation volontaire des unités motrices

Impact ?�� nerveux ou structuralnerveux ou structural suivant la charge et le nombre de répétitions


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L’excentriqueDéfinition

La contraction du muscle permet de freiner l’allongementallongement de celui-ci (éloignement des insertions musculaires)

Comment travailler en excentrique ?Travail contre une charge lourde (80% < charge < 120%)

Pourquoi travailler en excentrique ?� Permet de développer des tensions musculaires très importantes

➥ Travail à éloigner de la période de compétition➥ A associer à du concentrique

Impact ?�� StructuralStructural (lésions profondes du muscle)

Attention : travail à ne pas aborder avec un débutant

La pliométrieDéfinition

Contraction constituée d’un cycle étirement - raccourcissement(La contraction du muscle fait suite à un étirement préalableétirement préalable de celui-ci)

Comment travailler en pliométrique ?Travail de rebond sans charge ou avec charge légère

3 phases : 1. « préactivation » avant phase excentrique2. phase excentrique courte et rapide3. transition courte entre étirement-raccourcissement

Pourquoi travailler en pliométrique ?� Permet de diminuer le temps de montée de la force (explosivité)� Réduit le fossé entre pratique sportive habituelle et musculation

Impact ?�� NNerveuxerveux et mécanique (cycle étirement et mécanique (cycle étirement –– raccourcissement)raccourcissement)

FORCE et AMPLITUDES

Couple maximal à une vitesse donnée


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La force: facteurs ou mécanismes.

� Premières semaines d’entraînement : principalement nerveux

� Semaines suivantes : principalement structural (hypertrophie)

Amélioration de la force avec l’entraînement :

Les mécanismes de la force

Mécanismes de la force et bases physiologiques.

� La possibilité pour un sujet de développer la force dépend de l’adaptation de différents facteurs.

� Ces facteurs intervenant dans le processus de développement de la force sont de sont de 3 ordres :

� les facteurs structuraux

� les facteurs nerveux

� les facteurs d’étirement


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La force: les mécanismes

Trois éléments d’adaptation ou 3 facteurs principaux :

� Structuraux : touchent à la composition même du muscle

� Nerveux : concernent l’utilisation des unités motrices

� Élastiques (+ nerveux) : potentialisation de la contraction musculaire avec l’étirement préalable du muscle

Les mécanismes de la force

Fibres et unités motrices

TEMPS

Unités motrices recrutées

Unités motrices non recrutées

Mécanismes de la force: recrutement des UM:

Le schéma de Fukunaga semble rendre compte de la temporalité entre phénomènes nerveux et hypertrophie:

Etape 1: le débutant ne recrute que peu de fibres (points vides)

Etape 2: au bout de quelques semaines, le nombre d’unités motrices

recrutées augmente, sans hypertrophie;

Etape 3: dans la suite de l’entraînement, c’est surtout l’hypertrophie

qui serait la cause principale du gain de force.


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Mécanismes de la force

•Il apparaît qu’au début d’un cycle d’entraînement, l’augmentation de la forceest liée à mécanisme nerveux et non à un phénomène structural. (Hakkinen etKomi, 1983).•Dans un deuxième temps, on observe une adaptation structurale (setraduisant principalement par une hypertrophie).

Place des phénomènes de recrutement dans lPlace des phénomènes de recrutement dans l ’augmentation de la force’augmentation de la force

(d(d ’après ’après FukunagaFukunaga 1976)1976)

La force : les facteurs structuraux

� Ils touchent à la composition même du muscle:

� Sarcoplasme,

� Fibres et myofibrilles,

� Enveloppes musculaires : tissu conjonctif,

� Vascularisation.

� Ici, l’augmentation de la force est obtenue par hypertrophie du muscle.

� La force musculaire dépend en partie de la section du muscle. Normalement une augmentation du volume musculaire entraîne une augmentation de la force absolue.

Les causes de l’hypertrophie

� 4 structures concernées par l’hypertrophie .

� Une augmentation de la taille et du nombre de myofibrilles par fissuration et multiplication des sarcomères..

� Une augmentation de la vascularisation

� Une augmentation de la taille et du nombre de fibres musculaires ( argument ne semble validé chez l’humain).

� Une augmentation des fascias (enveloppes musculaires): tissu conjonctif.


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Hypertrophie: myofibrilles Hypertrophie: myofibrilles

Augmentation du diamètre (taille) des myofibrilles et

modification du sarcomère.

Augmentation des protéines contractiles, synthèses de nouvelles protéines (actines, myosines et autres) – Charges importantes

(75% et +)

Augmentation du nombre des

myofibrilles par fissuration

longitudinale.L’augmentation de la taille des myofibrilles est l e résultat de l’addition de filaments drésultat de l’addition de filaments d ’actine et de ’actine et de

myosine à la périphériemyosine à la périphérie des myofibrilles (MacDougal, 1986)

Les myofibrilles : la taille

L’augmentation de la taille des myofibrilles résulte de l’addition desfilaments d’actine et de myosine des myofibrilles.

L ’hypertrophie consécutive à un travail avec charges lourdes affecteles 2 types de fibres. Toutefois elle est plus marquée pour les fibresde type 2 (Thorstenson, 1976, MacDougall et coll., 1980).

MyofibrillesMyofibrilles

La fissuration longitudinale qui serait la conséquence d’un déséquilibre des bandes I etA permettrait d’expliquer l’hypertrophie.Il semble que c’est la cause principale. Goldspink (1985)

Les myofibrilles: le nombre


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Les myofibrilles: le nombre

� Avec les données actuelles, on ne peut pas être affirmatif sur lephénomène d’hyperplasie chez l’homme.

Modification des sarcomères

La multiplication du nombre de sarcomères semble être une desadaptations structurales. L’augmentation peut se faire de 2 manières:

En parallèle

En série

Hypertrophie

Amplitude

la tension

vitesse de contractionvitesse de déplacement

Chez l’animal, un muscle immobilisé en position d’allongementpermet une augmentation de 20 à 30% du nombre de sarcomèresaux extrémités des myofibrilles.

Hypertrophie: fibresHypertrophie: fibres

Augmentation de la taille des fibres 1 et 2.

Allongement des fibres par augmentation

du nombre de sarcomères en série.

Plus marquée pour les fibres de type2.Entraînement accroissement de tailleet force des fibres IIb et Iia: par synthèsedes filaments d’actine et de myosine.

Tailles des 3 types de fibres: 1 – 2 a et 2b.

Augmentation du nombre de fibres: hyperplasie non

prouvée chez l’homme.


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Hypertrophie: tissu conjonctif Hypertrophie: tissu conjonctif

Collagèneollagène ++ tissustissus nonnon--contractilescontractiles = 1313%%dudu volumevolume musculairemusculaire. 6% = collagène et7% = autres tissus: Mac Dougall (1984)

Renforcement du tissu conjonctif (muscles et tendon s) avec toute charge d’entraînement.

Proportionroportion constante tant chez les culturistes que che z les constante tant chez les culturistes que chez les sédentairessédentaires.

L’hypertrophie musculaire s’accompagne d ’une augmentation du tissu conjonctif.

Les études montrent que ce pourcentage reste constant tant chez le sédentaire que le culturiste .

Conclusion: l’hypertrophie musculaire s’accompagne d ’une augmentation du tissu conjonctif.

Le collagène et les autres tissus non- contractiles représentent 13% duvolume total du muscle . Mac Dougall (1984).

* 6% de collagène* 7% aux autres tissus.

Le tissu conjonctif

Hypertrophie: vascularisation Hypertrophie: vascularisation

Charges lourdes → une diminution du nombre de capillaires par fibre (Tesch 1988).

Augmentation de l’afflux sanguin dans les muscles avec l’entraînement

Charges moins lourdes (65 à 70%) en séries + longues et volume important → élévation du nombre de capillaires par fibre.

Différence de capillaire par fibre 2 fois plus importante chez les culturistes que chez les

sédentaires.


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La vascularisation

Les charges lourdes avec peu de répétitions pourraient provoquer unediminution du nombre de capillaires.

� La vascularisation semble augmentée avec des charges moinslourdes sur des séries longues. Tech (1988).

� Le nombre de capillaires reste plus élevé chez les culturistescomparés aux sédentaires. Shrantz (1982).

Autres éléments Autres éléments

Action hormonale

Hypertrophie

Substrats

et modifications

Hypertrophie et substrats énergétiquesHypertrophie et substrats énergétiques

Augmentation des réserves de glycogène musculaire et de l’activité

enzymatique l’entraînement

ATP - PCA

Substrats et activité enzymatique:

PCr – PCA ADP - PCA


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Action hormonale. Action hormonale.

Hormone de croissance

(GH) Les catécholamines Adrénaline et Nordrénaline

Effet anabolisant: l’anabolisme musculaire est facilité par l’action de

plusieurs hormones.

La testostérone

Action hormonale Action hormonale

Testostérone :Grands groupes musculairesCharge lourde (+ de 85% )Volume de travail de modéré à

élevé

Comment manipuler le système endocrinien par la mus culation ?

Hormone de croissance :Solliciter le métabolisme

anaérobie lactiqueTravail ≈ 10RM – volume

important Plusieurs exercices

Recruter un maximum de fibres = remodelage le + imp ortant . NB: seules les fibres sollicitées par l’entraînemen t seront remodelées.

Autres facteurs structuraux: les hormones

� Anabolisme musculaire favorisé par l’action de:

� Hormone de croissance

� Catécholamines (Adrénaline et Noradrénaline)

� Testostérone


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Autres facteurs structuraux :les hormones

� L’augmentation de la masse musculaire (volume) s’accompagne systématiquement d’une augmentation de la force absolue

Hormones et Substances Hormones et Substances apparentéesapparentées

• Erythropoïétine (EPO)

• Hormone de croissance (hGH), Facteur de croissance (IGF-1)

• Gonadotrophines (LH, HCG - gonadotrophine chorionique (augmente la sécrétion de testostérone chez l’homme )

• Insuline

• Corticotrophines

L’EPOL’EPO

Généralités:

-Hormone fabriquée par les reins régulant le taux d’hémoglobine

-Utilisée pour l’anémie et l’insuffisance rénale

-Utilisée de 1980 à aujourd’hui

-Stimule la moelle osseuse pour produire des globules rouges

-Augmente le taux d’hématocrite

-Améliore le transport d’ O2


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Effets recherchés:

- Augmenter la concentration de GR (+ 10% après 3 S)

- Augmenter la VO2max

- Augmenter l’endurance aérobie

- Accélération de l’adaptation à l’altitude

Sports concernés:- Alpinisme

- Athlétisme (demi-fond, fond)

- Cyclisme

- Football

- Ski de fond

EPO (n=9) Placebo (n=7)

T0 T25 T0 T25

Hct, % 44,4 (0,8) 48,1 (1,0) 44,0 (1,1) 43,6 (0,8)

Hb, g.dl-1 14,6 (0,3) 16,0 (0,3) 14,5 (0,3) 14,5 (0,3)

Ret, % 1,22 (0,1) 2,01 (0,1) 1,34 (0,1) 1,23 (0,1)

VO2max (ml.min-1.kg-1) 63,9 (1,5) 68,4 (1,9) 64,8 (2,0) 64,6 (2,0)

Pmax 402 (12) 431 (15) 404 (16) 416 (13)

Hct: hématocrite (volume occupé par GB dans un volume de sang); Hb: hémoglobine, Ret: réticulocyte, VO2max: consommation maximale d’oxygène, Pmax: puissance maximale

Effets de 4 semaines d’injections d’EPO et de Placebo sur Effets de 4 semaines d’injections d’EPO et de Placebo sur l’hématocrite et la consommation d’ Ol’hématocrite et la consommation d’ O2 2 (d’après Connes et al. 2004; JAP)(d’après Connes et al. 2004; JAP)

•• Effets secondairesEffets secondaires

- Leucémie

Epaississement du sang

Attaque Cardiaque

Thrombose

Augmentation de la P Artérielle

Coagulation plus rapide


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L’Hormone de Croissance (GH)L’Hormone de Croissance (GH)

Généralités:-Hormone fabriquée par l’hypophyse (glande pituitaire)

-Utilisée dans les cas de nanisme, de retard de croissance

-Utilisée de 1980 à aujourd’hui

- Synthétisé par de nombreux labos (12$ pour 6 mois)

-Stimule la synthèse de protéine

-Stimule la croissance des os longs

-Stimule la lipolyse

-Augmente la concentration en glucose dans le sang

-Favorise la cicatrisation des accidents musculaires

Validé chez le modèle animal

Effets recherchés:

- Augmenter la taille (adolescents)

- Augmenter la masse musculaire

- Diminuer la masse grasse

- Épargner les réserves de glycogènes

Sports concernés:- Athlétisme (lancer, sprint)

- Culturisme

- Cyclisme

- Football Américain

- Ski de fond

- Sports de grande taille (BB, VB…)

Effets de 12 semaines d’entraînement en force chez 9 sujets sédentaires avec hGH et 7 sujets avec placebo (d’après Yarasheski et al. 1992)

hGH a tendance à augmenter la masse maigre sans entraîner d’hypertrophie plus importante… masse maigre des tissus autres que le muscle?


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hGH ne potentialise pas l’effet d’un entraînement e n résistance sur la force. Doses pas assez importantes ??

� Effets secondaires

� Cardiomyopathie

� Myopathie

� Neuropathie

� Diabète

� Polypes du colon (cancer du colon)

� Hypertension

Généralités:

-2 types: exogène et endogène (secrété par l’organisme, difficile à utiliser car se dégrade vite). Utilisés entre 1950 et 1980

-Stimulent la synthèse protéinique et inhibent leur dégradation

-Accélèrent la croissance des tissus

-Augmentent le masse musculaire

-Exemples: testostérone (End), DHEA (End), Nandrolone (Ex)Effets recherchés:

- Confiance en soi, agressivité- masse musculaire- Charge de travail (plus de volume et plus intense)- Reculer le seuil de fatigue- Endurance ?

Les stéroïdes anabolisants


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-4

0

4

8

12

16

Poids M maigre Cir bras Cir cuisse

Cir mollet Force Jbe

Force Bras

%%ch

ange

chan

ge

Grpe Anabolisant

Grpe Placebo

Effets de 6 semaines d’entraînement sur les dimensions, la composition corporelle et sur la Effets de 6 semaines d’entraînement sur les dimensions, la composition corporelle et sur la force musculaire avec prise de stéroïdes anabolisant chez des haltérophiles (Hervey et al. force musculaire avec prise de stéroïdes anabolisant chez des haltérophiles (Hervey et al. 1981, 1981, ClinicalClinical Science)Science)

taille taille (cm)(cm) poids (kg)poids (kg)

période période (ans)(ans)

avantavant aprèsaprès

Ben JohnsonBen Johnson 180180 6464 7878 44

Linford Linford ChristieChristie 189189 7777 9494 1212

Tom Tom PetranoffPetranoff 188188 8585 9595 11

Cependant l’utilisation des anabolisants est courante également dans les sports d’endurance

� Effets secondaires

� Destruction C hépatiques → Cancer Foie� ↑ tension artérielle� ↑ LDH

� Manifestation → désir sexuel

→ vertige→ maux de tête→ agressivité

� Femmes → Masculinisation → Acnés→ Calvitie→ Troubles menstruels→ Pilosité

� Hommes → Féminisation → Atrophie testiculaire→ Stérilité

Diabète / Maladie Cardiovasculaire


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La force : les facteurs structuraux

L’hypertrophie musculaire : les causes

� L’hypertrophie serait liée au phénomène de régénération des dommages

causés par les charges d’entraînement.

� Les charges importantes semblent provoquer des micro lésions.

� La réparations de ces micro-lésions lors de la récupération permettrait de

multiplier les myofibrilles et/ou les renforcer

� Le processus semble suivre les étapes suivantes:

� microlésion

� réparation

� régénération

� augmentation de la taille de myofibrilles.

Les facteurs nerveuxLes facteurs nerveux, peuvent s’identifier à travers 4 paramètres

différents

� la typologie des fibres

� le recrutement des fibres

� la synchronisation des unités motrices (UM)

� ou coordination intramusculaire

� la coordination intermusculaire

Développement de la force: les mécanismes

Force

Typologie

Synchronisation des UM

Coordination intermusculaire

Mécanismes nerveux: Zatsiorsky 1966

Recrutement


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La force : adaptations nerveuses.

� Constat 1: un gain de force peut s’observer en l’absence d’hypertrophie et s’explique par des facteurs nerveux.

� Constat 2 : d’une manière générale, les unités motrices sont asynchrones (elles ne sont pas toutes actives en même temps) donc augmentation ou baisse du gain de force.

Facteurs nerveux: typologie des fibres

Rappel sur les fibres.

� Ils existe 2 types de fibre dans le muscle :

� les fibres lentes de type I

� les fibres rapides de type II

� Les fibres de type I:

� sont lentes dites aérobies donc très vascularisées

� elles caractérisent les efforts longs

� Elles ont un seuil de stimulation plus faibles (une faible stimus pour être

activées.


� Fibres de type II, sont divisées en fibre II a et fibres II b.

� Les fibres II b

� rapides, peu vascularisées

� utilisées pour des exercices à intensité maximale comme la vitesse,

� nécessitent une forte stimulation pour être activées.

� Les fibres II a� sont intermédiaires entre les I et les II b.

� Elles ont les propriétés des fibres 1 et 2.


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� Type I – Rouge

� Utilisation du métabolisme oxydatif

� Fibres activées par motoneurones modérés,

� Vitesse de conduction lente

� Seuil d’activation bas donc souvent mobilisées pour contractions de faible niveau

� Très résistantes à la fatigue donc exercices prolongés


� Fibres II (fibres blanches)

Fibres II a - Caractéristiques fonctionnelles :

� Utilisation du métabolisme oxydatif et glycolytique

� Résistance à la fatigue plus faible que type I

� Force de contraction plus élevée que type I

Fibres IIb - Caractéristiques fonctionnelles :

� Utilisation du métabolisme glycolytique

� Résistance à la fatigue très faible

� Force de contraction très élevée


� En moyenne, les muscles contiennent :� 50 % de fibres de type I

� 25 % de fibres IIa

� 25 % de fibres Iib

� Le % de fibres varie considérablement en fonction des muscles� Exemple : muscle vaste externe de l’homme

� 53 % de fibres I

� 33 % de fibres IIa

� 14 % de fibres IIb


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Typologie et modification des fibres

1 2C 2 A 2B

Facteurs nerveux: notion d’unités motrices

Le muscle est constitué de plusieurs UM.Une UM est constituée d’une fibre nerveuse (axone) et de l’ensemble des fibres musculaires.

…De quelques fibres à plusieurs milliers pour les gros muscles Lors d’une contraction toutes les UM ne sont pas recrutées.

Avec l’entraînement on va augmenter le nombre d’UM recruté lors d’une contraction.

Elle joue fortement sur la force-vitesse mais également sur la force max.

Place des phénomènes de recrutement dans lPlace des phénomènes de recrutement dans l ’augmentation de la force’augmentation de la force

(d(d ’après ’après FukunagaFukunaga 1976)1976)

La notion d’UM.

Les facteurs nerveux : le type de motoneurone

Adapté de Brooks (1996)


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Facteurs nerveux: les UM.

Facteurs nerveux: les unités motrices

� C’est le motoneurone qui détermine le type de fibre de l’UM. Ces motoneurones ont des propriétés différentes notamment à cause de leur taille.

� Plus le diamètre est important, plus la vitesse de conduction de l'influx est rapide.

� Plus sa sensibilité à l'influx nerveux est faible, il faudra une intensité de décharge plus élevée pour réussir à l'exciter car sa gaine de myéline (un isolant constitué de graisses) - est plus épaisse.

Facteurs nerveux: les unité motrices

� Les motoneurones de gros diamètres innervent également plus de fibre.

� Lorsqu’ils sont stimulés, ils provoquent la mise en jeux de plus de fibres musculaires.

� Conséquences:� une contraction plus forte.

� déterminant surtout pour la force-vitesse


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Recrutement selon la force

Loi 1: loi de Henneman� Au cours d’une activité, les motoneurones des fibres lentes sont

recrutés avant ceux des fibres rapides et ce quel que soit le type de mouvement.

� Pour la force, les fibres lentes sont recrutés avant les fibres rapides:

� une charge légère entraîne un recrutement des fibres lentes

� une charge moyenne entraîne un recrutement des fibres lentes et II A

� une charge lourde entraîne un recrutement des fibres lentes II A et II B

� Remarque : cette loi n’est plus valable pour les mouvement de type pliométrique


� Augmenter le % de fibres rapides permettrait d’augmenter FMAX

� Est-ce que le développement de la force favorise la conversion de fibres lentes en fibres rapides ?


� Exercices de faible intensité (marche) :� force musculaire essentiellement générée par fibres lentes

� Si la tension musculaire augmente : fibres IIa et fibres I

� Exercices d’intensité max :� fibres IIb recrutées.

� les fibres Iib sont mises en jeu pour tension max uniquement (musculation : 70 à 80 % de charge max).

� Lors d’efforts max, le système nerveux ne recrute pas 100 % des fibres disponibles.

� Le nombre de fibres recrutés augmente en fonction de la tension musculaire.

� Attention aux lésions tendineuses…


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Facteurs nerveux: recrutement des fibres

� Wilmore et Costill, 1998.

Recrutement selon la force.

� Le type de fibre caractérise le niveau de force. � Les fibres de type 1 sont plus endurantes.

� Les fibre de type 2 sont capables de générer de la force plus rapidement.

� Le nombre de fibre de type 1 ou 2 a une influence sur la force vitesse ou la force endurance.

Incidence sur la force max:� A diamètre identique les fibres de type 1 ou 2 développent la

même force.

� La force maximale pourra être atteinte plus rapidement si on possède beaucoup de fibre de type 2.

Fibres de type 1 dites lentes

Chargelégère

Chargemoyenne

Chargelourde

Fibres interm IIa

Fibres rapides IIb

Force développée


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Facteurs nerveux: recrutement des fibres

�� Les fibres lentes sont Les fibres lentes sont recrutées avant les fibres recrutées avant les fibres

rapides quelque soit le type rapides quelque soit le type de mouvement. de mouvement.

�� Pas intéressant dans le cas Pas intéressant dans le cas de mouvements rapides ou de mouvements rapides ou

explosifs.explosifs.

� La loi d’Henneman

Le recrutement selon la force: spatial

� Le muscle est constitué de plusieurs UM. Lors d’une contraction toutes les UM ne sont pas recrutées.

� L’UM sont recrutés différemment en fonction de la force.

� Ce sont d’abord les UM de type lente qui sont recruté avant les UM rapides. (Principe d’Henneman)

� UM de petite taille sont recrutés en premier elles ont une vitesse de conduction faible.

� Avec l’entraînement on va augmenter le nombre d’UM recruté lors d’une contraction.

� Elle joue fortement sur la force-vitesse mais également sur la force max.

Recrutement et sommation

La sommation spatiale

TEMPS

Unités motrices recrutées

Unités motrices non recrutées


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Recrutement selon la vitesse

Adapté de Marieb (1993)

Les facteurs nerveux : la sommation temporelle


� Lorsque l’on applique une secousse ou un stimulus sur une fibre

musculaire, on s’aperçoit que la fibre développe une tension.

� Si on applique a nouveau une secousse, avant un retour à la tension

de base, on s’aperçoit que la tension développée est supérieure à

celle de la secousse simple.

� Quand les secousses sont très rapprochées on obtient un tétanos

complet avec une tension supérieure à la simple stimulation.


� Ainsi la fréquence de décharge du motoneurone fait varier la tension

développée par l’UM.

� Cela a une incidence surtout pour la force maximale et la force

vitesse

� Souvent, lors du recrutement selon la vitesse (impulsif ou balistique),

seules les UM rapides (IIb et IIa) sont sollicités – Loi d’Henneman pas

respectée.

� Loi de Henneman respectée, si charges importantes.


CESA AGFF 2017 33

Conséquences pratiques

� Les charges lourdes sont idéales pour augmenter la force maximale,

� Les charges légères utilisées rapidement sont favorables pour la montée rapide en force.

� Une combinaison des 2 présente un intérêt dans l’entraînement.

� L’entraînement augmente donc la possibilité de développer des fréquences élevées. Les unités motrices à haut seuil de recrutement qui n ’étaient pas concernées vont être sollicitées.

� L’entraînement isométrique permet un maintien de décharge

élevée pour une période plus longue.

Synchronisation - coordination intramusculaire

� La synchronisation c’est la capacité à coordonner de tous les éléments à l’intérieur du muscle. Elle serait à l’origine:

� d’une montée en force rapide dans le muscle.

� d’un pic de force plus important

� C’est l’action synchrone des différentes fibres.

� Si la coordination intramusculaire est optimisée :

� Le nombre de fibres musculaires innervées simultanément est important.

� La fréquence de décharge des différentes fibres est simultanée.

� Les fibres ayant une vitesse de contraction différente (fibres lentes et fibres rapides) atteignent au même moment la force maximale de leurs actions.

Conséquences pratiques

� Pour améliorer la synchronisation:

� travailler avec des charges lourdes;

� travail mixte de type lourd – léger;

� travail mixte de type: stato-dynamique;

� la pliométrie.

� Les méthodes les plus efficaces semblent être:

� les efforts maximaux (Zatsiorski)

� les combinaisons lourd-léger.


CESA AGFF 2017 34


� Il s’agit de coordonner l’ensemble des muscles concernés par le mouvement mais également d’arriver à un relâchement des antagonistes.

� C’est aussi la capacité à contracter uniquement le muscle concerné par le mouvement et de relâcher ceux qui ne le sont pas:

� Muscles agonistes: synergiques – qui sont acteurs du mouvement

� Muscles antagonistes: qui s’opposent au mouvement

� Un travail spécifique ou un travail de force à grande vitesse optimise la coordination intermusculaire.

Facteurs nerveux : la coordination intermusculaire

� Un autre facteurs nerveux est la coordination intermusculaire ou synergie musculaire.

� Pour une expression maximale de la force, il faut que les différents muscles sollicité se contracte ou se relâche ensemble.

� On distingue 4 groupes musculaires dans un mouvements:

� les agonistes,

� antagoniste,

� les fixateurs (fixent les parties du corps ou articulation qui ne sont pas impliqué dans le mouvement)

� les neutralisateurs qui empêchent les mouvements parasites.

La coordination intermusculaire

La coordination intermusculaire met en relation la force avec le geste spécifique de l ’activité sportive.

La force fait donc appel à un apprentissage du mouvement.

Résumé sur la coordination intermusculaire.Résumé sur la coordination intermusculaire.


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CoordinationCoordination unilatéraleunilatérale etet bibi--latéralelatérale

IlIl fautfaut dansdans certainescertaines disciplinesdisciplines veillerveiller àà alterneralterner dansdans lele travailtravail dede forceforce desdes exercicesexercicessymétriquessymétriques avecavec desdes exercicesexercices unilatéraux,unilatéraux, pourpour parvenirparvenir àà desdes sollicitationssollicitationssupérieuressupérieures..

LaLa coco--contractioncontraction dede agosnistesagosnistes etet desdes antagonistesantagonistes..

LaLa contractioncontraction desdes musclesmuscles agonistesagonistes peutpeut s’accompagners’accompagner dd ’une’une contractioncontractionsimultanéesimultanée desdes musclesmuscles antagonistesantagonistes (mécanisme(mécanisme protecteur),protecteur), surtoutsurtout auau courscours dedemouvementmouvement rapidesrapides etet violentsviolents (Freud(Freud etet collcoll,, 19781978)) chezchez desdes athlètesathlètes quiqui nene sontsont paspasentraînésentraînés àà lala tâchetâche donnédonné (Smith,(Smith, 19811981))..

LL ’entraînement’entraînement estest susceptiblesusceptible dede réduireréduire lele rôlerôle dede cece mécanismemécanisme..


L ’EMG détermine précisément les muscles concernés par les mouvements principaux de musculation.

Il faut sélectionner des exercices qui sont proches des conditions rencontrées dans les activités sportives.

EMG ET MOUVEMENT DIFFÉRENTSEMG ET MOUVEMENT DIFFÉRENTS

Étude électromyographique du mouvement de squat ( Kuntz et coll, 1988)


EMGEMG etet MouvementMouvement sensiblesensible

KuntzeKuntze et et collcoll, (1986) ont voulu comparer le , (1986) ont voulu comparer le mouvement de squat dans 2 conditions mouvement de squat dans 2 conditions différentes.différentes.

1) Charge lourde (80%) déplacée rapidement.1) Charge lourde (80%) déplacée rapidement.

2) Charge légère 60% déplacée lentement.2) Charge légère 60% déplacée lentement.

On constate lOn constate l ’efficacité de sollicitation ’efficacité de sollicitation supérieure avec la charge lourde déplacée supérieure avec la charge lourde déplacée rapidement.rapidement.


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Facteurs nerveux: étirement

Un muscle étiré produit une force supérieure - 2 éléments mécaniques semblent expliquer phénomène:

� l'intervention du réflexe myotatique.� c’est une contraction réflexe d’un muscle suite à son propre étirement grâce la

présence des organes tendineux de Golgi.

� le rôle joué par l'élasticité musculaire. � Il concerne l’ensemble des facias du système tendon-muscle (la composante

élastique du muscle) –

� Le tisus conjonctif

� Les structures tendineuses (collagène).

� La part relative de l ’élasticité est évaluée à 70% et celle relative au réflexe myotatiqueà 30%

� L’étirement optimise les facteurs nerveux et structuraux en jouant sur les composantes élastiques du muscle.

Facteurs nerveux: étirement

Les facteurs de l’étirement : � Principes à connaître :

� un muscle réagit d’autant mieux qu’il a été préalablement étiré.

� l’étirement optimise les facteurs nerveux et structuraux en jouant sur les

composantes élastiques du muscle.

Etirement et pliométrie

Force supérieur

Diminue les inhibitions sur le R.M.

Élève le seuil des récepteurs de Golgi

Zatsiorski 1966

Schmidtbleicher 1988

Bosco 1985

Pousson 1988

Bosco 1985

Pousson 1988

Augmente la sensibilité des FNM

Diminue le temps de couplage

Augmente la raideur musculaire


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Classification des méthodes

� Le développement la force musculaire repose sur le développement d’une tension musculaire maximale (Zatsiorsky - 1966)

Tension maximale:

� Charge maximale: efforts maximaux � méthode des efforts maximaux

� Charge non maximale : � Jusqu’à l’épuisement : effort répétés:

� méthode des efforts répétés

� À vitesse maximale: efforts dynamiques

� méthode des efforts dynamiques.

Tension sous-max : Charge non maximale : efforts sous-max.

La notion de RM

La force maximale

Force la plus élevée que le système neuromusculaire est en mesure de produire lors d’une contraction musculaire volontaire.

En pratique il s’agit de la charge qu’un individu n’est capable de mobiliser qu’une seule fois (1RM)

Détermination du RM/Estimation de la charge.

� En fonction du pratiquant � Débutant� Confirmé � Culturiste

� Objectifs

� Méthode indirecte: � Entre 8 et 15 Rm � Entre 60 et 85%� Formule

� Charge maximale = charge soulevée / [ 1.0278 – (0.00278 x nombre de reps)]

� Tableaux de Brziky, Pouliquain, Berger…

� Méthode directe : en salle� Méthode traditionnelle� Nouveau outils: Myotest…


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Conséquences pratique: déterminer 1RM


Fmax= charge (Kg)/[1,0278-(0,0278*Nbr de rep)] Knutzen et Coll 1999.

Fmax= charge (Kg)/[1,013-(0,0267123*Nbr de rep)]

Lander 1985

� Méthode directe et méthode indirecte� Maximum théorique à partir d’une charge sous max� Tables/formules� NB: relation linéaire lorsque <10 à 12RM.� Table de Berger



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RM vs EFFETS D’ENTRAÎNEMENTRM vs EFFETS D’ENTRAÎNEMENT

1 à 5 RM Gains en force maximale par activation des U.M.. Peud ’hypertrophie musculaire.

Compromis optimal entre l ’activation des U.M. et des gainsen hypertrophie musculaire.

Zone d ’intensité privilégiée pour augmenter la forcemaximale par des gains en hypertrophie musculaire.

Gains en force endurance avec peu d ’effet surl ’hypertrophie musculaire.13 RM et +

9 à 12 RM

6 à 8 RM

Développement de la force� Le développement la force musculaire repose sur le développement d’une tension

musculaire maximale (Zatsiorsky - 1966)

Tension maximale:

� Charge maximale: efforts maximaux

� méthode des efforts maximaux

� Charge non maximale :

� Jusqu’à l’épuisement : effort répétés:

� méthode des efforts répétés

� À vitesse maximale: efforts dynamiques

� méthode des efforts dynamiques.

Tension sous-max : Charge non maximale : efforts sous-max.


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Les cirtcuits training

Limites :Ne permet pas de développer la forceImpact essentiellement métaboliqueIntéressant en début de saison notamment pour reprendre des repèrestechniques avec charges légères ou dans le cadre d’un programme de PPG

Caractéristiques générales :Travail sous-maxCharge : 30 à 60% 1RMRépétitions : 15 à 20Nbre d’ateliers : 8 à 10Nbre de tours : 1 à 4Durée totale : 15 à 30’

LL ’ENTRAÎNEMENT EN CIRCUIT’ENTRAÎNEMENT EN CIRCUIT

On exécute 2 à 3 circuits2 à 3 circuits de 8 à 10 stations8 à 10 stations sur appareils de musculation ou autre. nombre de reps/exercice :15 à 20 répétitions 15 à 20 répétitions charge: 30 à 60% du maximum 30 à 60% du maximum

Repos entre ateliers : aucun aucun Repos entre circuit: 1 à 2 min.1 à 2 min.

LE CTA

� Description: � Effectuer à chaque atelier une série de 10 à 20 répétitions puis changer d’atelier. Un tour

de circuit correspond, à un enchaînement des « x » exercices le composant.

� Le but � Découverte: il s’agit de passer d’un appareil à un autre. Les personnes effectuent 1 série

de 10 à 20 répétitions sans récupération. Ou un ratio temps d’effort/récupération

� La récupération se fait à la fin d’un tour complet.

� Les charges� Très légères (30% en général) avec pour objectif, la maîtrise des appareils.

� Principes à respecter :� a) Les exercices ne sollicitent pas le même groupe musculaire ; nécessité de connaître les

groupes musculaires

� b) Alterner haut et bas du corps ; agoniste et antagonistes


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LE CTA

Les avantages : � présentation et découverte des exercices,

� apprentissage technique sans fatigue centrale

� travail collectif

� Intégration des consignes de sécurité

� amélioration de la coordination intra et inter musculaire.

Les inconvénients : � disposition du matériel

� pas d’amélioration de la force

LE CTG

� Description� Effectuer successivement à chaque atelier plusieurs séries de 10 à

20 répétitions ou plusieurs ratios efforts/récupération puis changer d’atelier.

� Un tour de circuit correspond a un enchaînement des « X » exercices le composant

� Ici la récupération se fait entre les séries, il n’y a pas de récupération entre les appareils

� Principes :� a) Les exercices choisis ne sollicitent pas deux fois de suite les

mêmes groupes musculaires

� b)- Haut et bas de corps, agoniste/ antagoniste� On effectue une seule rotation!

LE CTG

Avantages :

� consolidation de la technique

� correction posturale et placement: réaliser le bon geste sur l’ensemble des séries,

� respect de la charge et des temps de récupération

Inconvénients :

� peu de développement de la force, musculation (charges légères)

� problème d’organisation avec un groupe de différents niveaux.


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LE CTM

Description

C’est l’association du CTA et du CTG dans une même séance.

On peut obtenir les modalités suivantes :

� soit l’échauffement en CTA et le corps de la séance en CTG

� soit alterner CTA et CTG en passant d’un appareil à un autre.

C’est un travail d’adaptation aux charges lourdes

Objectif: préparer les séances de détermination du RM (méthode indirecte).

Les séance – éléments importants

� Choix des exercices: � Mono-articulaire, bi-articulaire, Isolation, global, force, type de contraction,

type d’équipement � NB: les UM non sollicitées ne contribuent pas à la production de force…

� Intensité: � Type de résistance, puissance, la force, niveau de sollicitation vitesse

d’exécution

� Nombre de séries: 1 set vs multiple sets????� Volume total, travail total

� L’ordre des exercices:� Les séquences, grand groupe, petit groupe, complexe ou simple

� Les périodes de repos:� Pour développer la force, les réponses métabolique (lactate), réponse

hormonal, le niveau de puissance dév.

La fonction musculaire.

Tout mouvements coordonnés nécessitent l’application d’une force musculaire.

� Les AGONISTE : ou muscles moteur initiaux –

� Premier responsable du mouvement – permettent de déplacer les pièces osseuses pour le mouvement.

� Les ANTAGONISTE : muscles qui s’opposent aux agoniste –

� Ils jouent un rôle de protection vis-à-vis des muscle agoniste.

� Les SYNERGIQUES : muscles qui assistent les agonistes.

� Ils facilitent l’action et sont parfois impliqués pour régler précisément le mouvement.


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La fonction musculaire.

Quatre fonctions importantes :

� 1. Produisent le mouvement :

� Contractions musculaires = déplacement des pièces osseuses = mouvement

� Mais aussi : Muscle cardiaque = circulation sanguine

� Muscles lisses = parois des vaisseaux sanguin

� 2. Maintient la posture :

� Rôle des muscles squelettique qui déterminent notre posture

� Contractions inconscientes mais action constante

� Maintient le corps dans une tension adéquate tonus musculaire)

� 3. Stabilisent les articulation :

� Stabilisent les articulations du squelette lors des mouvements

� 4. Dégagent de la chaleur :

� Perte d’énergie sous forme de chaleur durant la contraction

� Maintient l’organisme à une température adéquate

Facteurs nerveux: aspects pratiques

l’intensité du travail

� Pour mobiliser les fibres de type II B et donc les développer (celle du sprinter ou de tout exercice de force explosive)

� les charges devront être importantes:

� A intensité supérieure à 60 % de 1 RM (répétition max) pour un débutant

� A intensité supérieure à 80 % de 1 RM pour un confirmé.

� Pour recruter et développer les fibres musculaires,

� l’entraînement doit s’inscrire sur du long terme avec une augmentation progressive de l’intensité des charges ainsi que le volume de travail

� Il est possible de différencier alors le niveau des pratiquants :� Plus le niveau de performance est élevé, moins le bénéfice de l’entraînement

est important pour la même charge de travail.� à un niveau débutant n’importe quel travail permettra de réaliser des progrès

� à un niveau expert seul un travail construit et important permettra des progrès.

force généralités jeannot akakpo

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