intérêt du test de la chaise dans - ifpek.centredoc.org
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IFPEK Rennes
Institut de Formation en Masso-Kinésithérapie
12, rue Jean-Louis Bertrand 35000 Rennes
Intérêt du test de la chaise dans
l’évaluation de la force
maximale isométrique des
muscles extenseurs du genou
Corrélation à la dynamométrie manuelle et fiabilité
intra-examinateur
Mémoire d’Initiation à la Recherche en Masso-Kinésithérapie
En vue de l’obtention du Diplôme d’Etat de Masseur-Kinésithérapeute
Sous la direction de Madame Alice Belliot
Brilland Maxime
Année 2016-2017
Remerciements
Je tiens à remercier dans un premier temps Alice Belliot, ma directrice de mémoire dont les
conseils ont été précieux durant toute la rédaction de ce travail.
Je remercie également l’ensemble des sujets qui ont participé à cette étude. Sans eux rien n’aurait
été possible.
Je tiens à remercier spécialement Envel Bernard et le personnel du centre de documentation de
l’IFPEK pour leur expertise.
Je souhaite remercier tous mes amis de l’IFPEK pour ces trois années passées ensemble. ♯JB
Et enfin je remercie bien évidemment l’ensemble de ma famille proche, Justin mon frère, Carole
et Laurent mes parents
.
NOM : BRILLAND
PRENOM : MAXIME
TITRE : Intérêt du test de la chaise dans l’évaluation de la force maximale isométrique
des muscles extenseurs du genou
Introduction : Le test de la chaise est couramment utilisé par les thérapeutes pour
déterminer la force des membres inférieurs et plus particulièrement celle du Quadriceps.
Le but principal de cette étude est de déterminer la corrélation qui existe entre la
performance au test de chaise et la force maximale isométrique des muscles extenseurs du
genou.
Méthode : Une population composée de 5 Femmes et de 12 Hommes a réalisé à T0 des
mesures dynamométriques de la force du quadriceps de leur côté dominant ainsi qu’un test
de chaise. A T1, ils ont réalisé seulement un test de chaise.
Résultats : Au sujet de la corrélation entre la force maximale isométrique des muscles
extenseurs du genou et la performance au test de chaise, l’indice de corrélation r est de -
0,30 (p>0,05). Quant à la fiabilité intra-examinateur elle présente un indice de corrélation
r de 0,70 (p<0,05). La corrélation entre la performance au test de chaise et les données
anthropométriques présente un indice de corrélation qui varie entre -0,22 et -0,36 (p>0,05).
Analyse : Les résultats n’étant pas statistiquement significatifs, nous ne pouvons déduire
de conclusion. Hormis pour la fiabilité intra-examinateur qui semble modérée à bonne.
Discussion : Le test de chaise semble présenter une fiabilité intra-examinateur suffisante.
Néanmoins nous ne pouvons pas déduire d’application clinique au sujet de ce test.
D’autres études devraient être réalisées pour statuer sur la place que peut avoir le test de
chaise dans notre prise en charge.
Introduction : The test of the chair is usually used by the therapists to determine the
strength of lower limbs and more particularly that of Quadristocks. The main purpose of
this study is to determine the correlation which exists between the performance in the test
of chair and the isometric maximal strength of muscles chest expanders of the knee.
Méthod : A population compound of 5 Women and 12 Men(People) realized to T0 the
dynamometric measures of the strength of quadristocks on their side dominating as well as a
test of chair. To T1, they realized only a test of chair.
Résults : About the correlation between the isometric maximal strength of muscles chest
expanders of the knee and the performance in the test of chair, the index of correlation r is
-0,30(p > 0,05). As for the reliability intra-examiner she(it) presents an indication(index)
of correlation r of 0,70 (p0,05). The correlation enters the performance the test of chair
and the anthropometric data present an indication(index) of correlation which varies enter
-0,22 and -0,36 (p> 0,05).
Analysis : The results not being statistically significant, us cannot deduct from conclusion.
Except for the reliability intra-examiner who seems moderated to good one.
Discussion : The test of chair seems to present a reliability intra-examiner sufficient.
Nevertheless we cannot deduct from clinical application about this test. Other studies
should be realized to rule on the place(square) that the test of chair in our coverage can
have.
Mots-clés : Test de chaise, Quadriceps, Dynamomètre manuel, Fiabilité, Corrélation
Keyswords : Test of chair,Quadriceps, Hand-Held Dynamometry, Fiability, Correlation
INSITUT DE FORMATION EN MASSO-KINESITHERAPIE DE RENNES
Adresse : 12 rue Jean-Louis Bertrand, 35000 Rennes
Mémoire d’initiation à la recherche en Masso-Kinésithérapie
Sommaire
Table des matières Introduction ................................................................................................................................... 1
1 Contexte de l’étude ............................................................................................................... 2
1.1 Performance au test de chaise ....................................................................................... 2
Qualités métrologiques des différents tests ........................................................... 2
Tests fonctionnels des membres inférieurs ........................................................... 3
Test de chaise, description et fiabilité ................................................................... 5
1.2 Force maximale isométrique des muscles extenseurs de genou .................................... 6
Description anatomique des muscles extenseurs de genou ................................... 6
Structure et physiologie musculaire ...................................................................... 9
Paramètres de la force musculaire ....................................................................... 12
Facteurs de variation de la force musculaire ....................................................... 14
Régime de contraction musculaire isométrique .................................................. 16
Outils de mesure de la force musculaire ............................................................. 16
2 Méthode, Résultats, Discussion .......................................................................................... 19
2.1 Synthèse, problématique, hypothèse et objectifs de recherche ................................... 19
Synthèse de la littérature ..................................................................................... 19
Problématique ..................................................................................................... 20
Hypothèses .......................................................................................................... 20
Objectifs de recherche. ........................................................................................ 20
2.2 Méthodologie .............................................................................................................. 21
Population ........................................................................................................... 21
Protocole ............................................................................................................. 21
Analyse statistique .............................................................................................. 24
2.3 Résultats ...................................................................................................................... 25
Caractéristiques de la population étudiée ............................................................ 25
Analyse statistique des données obtenues ........................................................... 25
Normalité des échantillons .................................................................................. 26
Corrélation entre la performance au test de chaise et la force maximale isométrique
des muscles extenseurs de genou ........................................................................................ 26
Fiabilité intra-examinateur du test de chaise ....................................................... 26
Corrélation entre la performance au test de chaise et le poids/la taille des sujets 27
2.4 Discussion ................................................................................................................... 27
Analyse des résultats ........................................................................................... 27
Validité interne .................................................................................................... 29
Cohérence externe ............................................................................................... 29
Pertinence clinique .............................................................................................. 30
Conclusion .................................................................................................................................. 31
Bibliographie ............................................................................................................................... 32
Annexes .......................................................................................................................................... I
Annexe A : Installation du sujet pour le test de chaise ............................................................. II
Annexe B : Installation du sujet pour les mesures dynamométriques ..................................... III
Annexe C : Q-AAP ................................................................................................................. IV
Annexe D : Fiche de consentement et lettre d’information .................................................... VI
Annexe E : Fiches de lecture ................................................................................................ VIII
Table des illustrations
Figure 1 : Single Hop for Distance (Reid, 2007) .......................................................................... 4
Figure 2 : Triple Hop for Distance (Reid, 2007) ........................................................................... 5
Figure 3 : Vue frontale de la cuisse (Netter, 2011) ....................................................................... 7
Figure 4 : Schéma de l'appareil extenseur postérieur (Dufour, 2009) ........................................... 9
Figure 5 : Schéma d'un muscle squelettique (Wilmore, 2013) ..................................................... 9
Figure 6 : Relation Force/Vitesse (Nordin & Frankel, 2001) ..................................................... 14
Figure 7 : Nuage de points C1-Mmax ......................................................................................... 26
Figure 8 : Nuage de points C2-Mmax ......................................................................................... 26
Table des tableaux
Tableau 1 : Caractéristiques des différents types de fibres (Wilmore at al, 2013) ...................... 12
Tableau 2 : Caractéristiques de la population étudiée ................................................................. 25
Table des abréviations
Ach = Acetylcholine
ADP = Adénosine diphosphate
ATP = Adénosine triphosphate
BDK = Bilan diagnostic kinésithérapique
Cm = Centimètre
EBP = Evidence Base Practice
Fmax = Force maximale
IFMK = Institut de formation en Masso-Kinésithérapie
IFPEK = Institut de formation en Pédicurie-Podologie, Ergothérapie, Masso-Kinésithérapie
Kg = Kilogramme
Pa = Potentiel d’action
Pi = Phosphate inorganique
PCr = Phosphocréatine
Ph = Potentiel hydrogène
RM = Résistance maximale
SNC = Système nerveux central
µm = Micromètre
1
Introduction
L’évaluation des capacités et des déficiences du patient dans le cadre de notre prise en charge est
indispensable. En effet depuis 1996 et l’apparition du Bilan Diagnostic Kiné dans les textes de
loi, la réalisation des bilans est devenue d’autant plus primordiale. C’est à cette période qu’émerge
dans le monde le concept d’Evidence Base Practice (EBP). L’EBP est une méthodologie qui
permet de réduire l’incertitude du choix thérapeutique, en se basant sur des preuves scientifiques.
Elle met au même niveau l’évaluation clinique du thérapeute, les données issues de la science et
le choix du patient. Ainsi il est préconisé d’utiliser des questionnaires, tests, mesures qui sont
basés sur des preuves scientifiques fortes afin d’aller dans le sens de la meilleure décision
thérapeutique pour le patient.
Au cours de notre formation à l’Institut de formation en Masso-Kinésithérapie (IFMK), nous
sommes amenés à apprendre et maitriser un grand nombre de tests. Parmi ces tests, il y a les tests
fonctionnels et plus particulièrement le test de chaise. Ce dernier, bien qu’il soit couramment
utilisé, présente très peu de littérature. Il est réalisé dans la majorité des cas, pour évaluer la force
ou l’endurance globale des membres inférieurs et pouvoir ensuite réaliser un suivi de l’évolution
du patient. C’est un test auquel les thérapeutes ont fréquemment recours, notamment dans le
milieu libéral du fait de son accessibilité. De plus il peut être adapté pour servir d’exercice de
rééducation en fonction des déficits qui auront été mis en évidence.
Dans les différentes descriptions du test de chaise, il est décrit pour évaluer globalement la
force/l’endurance des membres inférieurs. Néanmoins nous savons que le principal muscle
antigravitaire des membres inférieurs est le muscle Quadriceps et que l’appareil extenseur
postérieur n’est pas recruté à l’angle de flexion où est réalisé le test de chaise. C’est pourquoi je
me suis demandé si ce test permet réellement une évaluation de la force du muscle Quadriceps.
Ainsi dans un premier temps le contexte de l’étude sera abordé, avec la présentation du test de
chaise et des différents tests fonctionnels des membres inférieurs mais également les notions de
métrologie indissociables. De plus l’essentiel concernant les notions de force, physiologie
musculaire ainsi que l’anatomie des muscles extenseurs de genou sera abordé. Dans un second
temps, l’étude expérimentale sera présentée, avec une synthèse de la littérature et une présentation
des différentes modalités de l’expérimentation menée. Enfin nous présenterons les résultats
obtenus, les discuterons et conclurons.
La problématique est donc la suivante :
« En quoi la performance au test de chaise est en lien avec la force
maximale isométrique des muscles extenseurs du genou ? »
2
1 Contexte de l’étude
1.1 Performance au test de chaise
Qualités métrologiques des différents tests
1.1.1.1 Préambule
Dans le cadre de la pratique de la kinésithérapie, la place du bilan est essentielle. En effet ce
dernier permet de statuer sur l’état actuel du patient, de mettre en évidence les déficiences mais
également d’objectiver les progrès durant la rééducation. Pour réaliser ce bilan, le
kinésithérapeute dispose d’un grand nombre d’outil d’évaluation. Dans l’intérêt du patient il est
essentiel d’utiliser les meilleurs outils. Pour cela, il existe deux principaux indices de qualité qui
permettent d’aiguiller le choix : la fiabilité et la validité.
1.1.1.2 Fiabilité :
La fiabilité présente différentes définitions selon les auteurs. C’est un concept qui peut paraitre
abstrait mais qu’il est essentiel de définir. Selon Cleland, et al. (2012), « la fiabilité est le degré
de confiance avec laquelle une méthode ou une échelle mesure un signe particulier ». Elle peut
être également définie de la façon suivante, « La fidélité est un préalable à la validité. Il faut
déterminer, pour une situation donnée, si un outil donne les scores de façon constante d’une fois
à l’autre lorsque le même évaluateur ou différents évaluateurs l’utilisent dans les mêmes
conditions, c’est-à-dire pour évaluer une situation qui n’a pas changé. On dit alors de l’outil qu’il
est constant, stable ou fidèle. » (Tremblay, et al. 2004).
Ainsi c’est une propriété qui est propre à l’outil. La fiabilité a pour but d’indiquer que les risques
d’erreurs aléatoires associés à cet outil sont pratiquement nuls. Elle s’exprime sous la forme d’un
coefficient de corrélation. Plus la valeur du coefficient de corrélation est proche de 1, plus l’outil
est considéré fiable (Tremblay, et al., 2004). Un outil est jugé fiable si le coefficient est supérieur
à 0,65 selon (Guyatt, 1993 ; Law, 1987).
Selon Tremblay, et al. (2004) la fiabilité comprend quatre éléments.
La stabilité temporelle qui « est la corrélation entre deux passations de l’outil
d’évaluation, lorsqu’aucun changement n’est survenu entre le test et le re-test pour un
même sujet ».
La cohérence interne, c’est l’homogénéité des réponses aux divers items d’un test. Elle
est élevée « lorsque tous les items d’un test mesurent un même concept ou une même
dimension du rendement ».
La fiabilité inter-examinateur, « il s’agit du degré d’exactitude ou de concordance entre
les résultats de deux observateurs indépendants et de compétences équivalentes qui
utilisent le même outil d’évaluation dans des conditions identiques ».
La fiabilité intra-examinateur, cette dernière est comparable à la stabilité temporelle mais
cette fois-ci, appliquée à l’auteur. Un bon exemple pour mettre en évidence la nuance,
serait de filmer un examinateur durant la réalisation d’un test et de lui demander plus tard
de réévaluer les résultats sur la vidéo afin de les comparer.
3
1.1.1.3 Validité
Elle est définie comme « la capacité d’un outil d’évaluation à mesurer le phénomène étudié et à
bien illustrer le concept que l’on veut mesurer, donc à mesurer ce qu’il prétend
mesurer »(Tremblay, et al. 2004). Elle représente la force de relation entre les variables retenues
et le concept théorique à évaluer. Ainsi la validité concerne l’erreur systématique et non l’erreur
aléatoire (Tremblay, et al. 2004).
De la même manière que la fiabilité, la validité est expliquée de trois façons qui sont les suivantes.
Validité de contenu, elle « se rapporte au choix des items d’un outil d’évaluation. Le
contenu doit être représentatif du contenu global afin que toutes les facettes du
phénomène à l’étude soient représentées. »
Validité de critère ou validité relative, c’est la corrélation entre l’outil de mesure et un
autre instrument reconnu que l’on nomme « gold standard ».
Validité construite ou validité conceptuelle, elle cherche « à valider le cadre théorique
(conceptuel) sous-jacent à la mesure et de vérifier les hypothèses quant aux liens entre
les indicateurs retenus et le phénomène que l’on cherche à mesurer. » (Tremblay et al.
2004).
Selon Golafshani (2003), il faut distinguer la validité et la fiabilité entre les recherches
quantitatives et les recherches qualitatives. Lorsque nous nous situons dans les recherches
quantitatives la fiabilité pourrait être définie comme la cohérence des résultats au fil du temps et
la représentation précise de la population. Un instrument de recherche est considéré comme fiable
si les résultats obtenus peuvent être reproduits conformément à une méthodologie semblable. Et
la validité détermine si la recherche mesure vraiment ce qu’elle était destinée à mesurer, ou à quel
point les résultats sont véridiques. Autrement dit, l’instrument de recherche vous permet-il de
frapper l’œil du taureau de votre objet de recherche ?
Néanmoins selon Golafshani (2003) la définition de la validité et de la fiabilité n’est pas
clairement établie au sein des recherches qualitatives. Ces deux aspects sont conceptualisés autour
d’une triangulation qui regroupe la véracité, la rigueur et la qualité. Cette association est
recherchée par les auteurs dans le but de rendre leur outil le plus fiable et valide dans la perspective
d’éliminer les biais et d’accroitre la fiabilité des chercheurs.
Tests fonctionnels des membres inférieurs
Il existe un grand nombre de tests fonctionnels permettant d’évaluer la force musculaire des
membres inférieurs. Un test fonctionnel se définit comme « l’utilisation d’une variété de
compétences physiques et de tests pour déterminer la capacité à participer, au niveau désiré, à une
pratique sportive, une occupation, à un loisir ou de retourner à la participation d’une manière sure
et opportune sans limitations fonctionnelles. » (Reiman & Manske 2009).
1.1.2.1 Les différents tests
a) Vertical jump test
Ce test peut être réalisé avec un mur et un morceau de craie ou alors avec le Vertec vertical jump
system. Le patient est debout, il met autant de poids sur chaque membre inférieur. Il est alors
4
demandé au patient de tendre le membre supérieur le plus haut possible. Le bout des doigts de
son membre supérieur définit la première marque. Le patient doit alors ensuite sauter le plus haut
possible. La hauteur maximale atteinte avec son membre supérieur durant le saut définit la
seconde marque. Le score est ensuite calculé en faisant la différence entre les deux marques
(Manske & Reiman 2013).
b) One legg vertical jump test
Ce test a été décrit en 1998 par Petschnig, Baron, & Albrecht (1998). Il est adapté du Two legged
vertical jump test. Ce test nécessite un jumpergomètre. Cette machine permet de mesurer les
temps de contact et de vol durant des sauts à rebond par l’intermédiaire d’une plateforme relié à
un ordinateur. Il est demandé au sujet de réaliser 3 sessions d’exercice entrecoupées de phases de
récupération de deux minutes. Durant la session d’exercice, le sujet doit sauter le plus haut
possible en restant le moins en contact possible sur chaque impulsion avec la plateforme. Durant
chaque session de 10 secondes, l’ensemble des sauts doivent être réalisés avec le même membre
inférieur. Le sujet doit garder les mains sur les hanches afin de minimiser l’effet de l’élan, et il lui
est demandé de réaliser le moins de flexion-extension avec le tronc. Les différentes valeurs sont
ensuite recueillies sur l’ordinateur.
c) Hop tests
Les Hop tests regroupent plusieurs tests dont le nombre varie en fonction des protocoles proposés
par les auteurs. Ici nous nous basons sur celui proposé par Petschnig, et al. (1998). Ce protocole
regroupe le Single Hop for distance et le Triple Hop for distance.
Single Hop for distance : Ce test consiste pour le patient à se tenir sur un appui unipodal
puis à effectuer un saut le plus long possible en atterrissant sur le même membre inférieur.
La distance parcourue est mesurée à partir de l’hallux, par rapport à un mètre ruban
apposé au sol (Reid et al. 2007). Le single Hop for distance montre une bonne corrélation
avec la mesure isocinétique de la force du quadriceps sur le membre dominant et non
dominant (Greenberger & Paterno 1995). Cela est d’autant plus intéressant que le
dynamomètre isocinétique est le « gold-standard » dans la mesure de la force musculaire.
Figure 1 : Single Hop for Distance (Reid, 2007)
5
Triple Hop for distance, de la même manière que le Single Hop for distance, le Triple
Hop for distance consiste pour le sujet à se tenir sur un appui unipodal puis à sauter sur
le même membre inférieur 3 fois consécutives en cherchant à aller le plus loin possible.
La distance est déterminée à partir de l’hallux, en prenant comme repère un mètre ruban
apposé au sol (Reid, et al. 2007).
Figure 2 : Triple Hop for Distance (Reid, 2007)
d) Time wall squat test
Ce test est décrit en 2011 par Lubans, et al. (2011). Ce test permet d’évaluer l’endurance
musculaire des membres inférieurs. Il est réalisé en appui unipodal, successivement sur chaque
membre inférieur. Le sujet s’assoit contre un mur de manière à ce que l’articulation coxo-fémorale
et l’articulation du genou décrivent un angle de 90° de flexion. L’examinateur déclenche le
chronomètre lorsque le sujet décolle un pied de 5 centimètres (cm) du sol et l’arrête lorsque le
sujet repose le pied au sol. Les consignes communiquées au sujet sont de tenir cette position le
plus longtemps possible en unipodal. Ce test présente une fiabilité intra-examinateur de 0,88 pour
les adolescents de sexe masculin et de 0,69 pour les adolescents de sexe féminin (Lubans, et al.
2011).
Test de chaise, description et fiabilité
Il a été pour la première fois décrit en 1988 par McQuade et al. (1988). Dans la littérature il est
présenté sous différents noms, « Test de chaise, Test de Killy, Wall squat test, Sit Wall test »
(Bernard, et al. 2008; Demoulin, Fauconnier, Vanderthommen, & Henrotin, 2005; Gagnon, 2008;
Klaber Moffett, J.A., G.I., & P., 1993; McQuade, et al. 1988). Il a été repris en 2011 par Nolan
(2011) dont voici la description.
Description du test
Installation du sujet : Le patient est assis contre le mur, les pieds à plat positionnés à largeur
d’épaule. Les genoux et les hanches décrivent un angle de 90° de flexion. Les épaules sont
plaquées contre le mur et les membres supérieurs pendent vers le bas de chaque côté du tronc.
Passation du test : Tout d’abord l’examinateur va réaliser une description ainsi qu’une
démonstration de la position au sujet. Le sujet va ensuite réaliser un bref essai de la position afin
6
de se familiariser avec. Durant cet essai, l’examinateur va réaliser une mesure de l’angle du genou
droit avec un goniomètre qui doit être de 90° de flexion. Pour cela il se basera sur les repères
anatomiques suivants : centre du dynamomètre placé sur le condyle latéral du genou, la pointe de
la branche fixe placée sur le grand trochanter et la branche mobile placée sur la malléole latérale.
Si la flexion du genou n’est pas de 90°, l’examinateur la corrigera. Il marquera ensuite la position
du talon droit au sol avec un marqueur.
Le sujet va ensuite se reposer environ 30 secondes afin d’éliminer la fatigue accumulée lors de
l’essai de la position. Il va être ensuite invité à se repositionner en prenant compte de la marque
au sol, en la positionnant bien à l’arrière de son talon droit. L’examinateur réalise un bref contrôle
de l’angle du genou droit puis déclenche le chronomètre. Le critère d’arrêt du test est la perte
d’horizontalité des cuisses. L’examinateur donnera un premier avertissement au sujet afin de lui
permettre de se repositionner. Au deuxième avertissement, l’examinateur arrêtera le chronomètre
et indiquera au sujet que le test est fini.
Malgré nos recherches, aucune étude portant sur les valeurs normatives et sur les valeurs
métrologiques de ce test n’a pu être trouvée.
Le test de chaise présente l’intérêt d’être facilement reproductible par les professionnels de santé,
quel que soit les installations dont ces derniers disposent. En effet ce test nécessite que très peu
de matériel, et est simple à mettre en place.
1.2 Force maximale isométrique des muscles extenseurs de genou
Description anatomique des muscles extenseurs de genou
L'extension active du genou est obtenue par la contraction d’un muscle principal : le muscle
Quadriceps Fémoral et d’un muscle accessoire : le muscle Tenseur du Fascia Lata. Cette partie a
été rédigée à partir du Kamina (Kamina & Martinet 2009).
7
1.2.1.1 Muscle Quadriceps Fémoral
Le Muscle Quadriceps Fémoral est composé de quatre chefs : les muscles Droit Fémoral, Vaste
Latéral, Vaste Médial, Vaste Intermédiaire.
a) Muscle Droit Fémoral
C'est un muscle poly-articulaire.
Origine : Face externe de l'épine illiaque antéro-inférieure par son tendon direct, dans le sillon
supra-acétabulaire par son tendon réfléchi
Ventre : Fusiforme et Vertical
Terminaisons : Sur la base de la patella. Les fibres superficielles passent en avant de la patella
pour rejoindre le ligament patellaire.
b) Muscle Vaste Latéral
Origine : sur le bord antérieur et inférieur du grand trochanter, sur la partie supérieure de la lèvre
latérale de la ligne âpre, sur la partie adjacente du septum intermusculaire fémoral latéral
Ventre : épais
Figure 3 : Vue frontale de la cuisse (Netter, 2011)
8
Terminaison : Il se termine par une aponévrose sur le bord latéral de la patella et du tendon du
muscle Droit Fémoral ; par le rétinaculum patellaire latéral sur l’épicondyle latéral du fémur par
son faisceau horizontal, sur la capsule articulaire du genou par son faisceau oblique et sur la
tubérosité du tibia par son faisceau vertical
c) Muscle Vaste Intermédiaire
Origine : sur les deux tiers supérieurs des faces antérieure et postéro-latérale du fémur, sur le
septum intermusculaire fémoral latéral
Ventre : semi-cylindrique, ses fibres convergent vers le bas
Terminaison : elle s'unit à la face profonde du tendon des muscles Droit Fémoral et Vastes
d) Muscle Vaste Médial
Origine : sur la ligne spirale et la lèvre médiale de la ligne âpre, sur le septum intermusculaire
fémoral médial
Ventre : épais
Terminaison : Il se termine par une aponévrose sur le bord médial du tendon du muscle Droit
Fémoral et de la patella ; par le rétinaculum patellaire médial sur l'épicondyle médial du fémur
via le faisceau horizontal, sur la capsule articulaire du genou via le faisceau oblique et sur la
tubérosité du tibia via le faisceau vertical
e) Innervation et Vascularisation :
Le muscle Quadriceps Fémoral est innervé par le nerf Fémoral (L2, L3, L4). La vascularisation
est assurée par l'artère du Quadriceps qui est une branche de l'artère fémorale profonde.
f) Action :
Il est extenseur du genou et fléchisseur de hanche via le muscle Droit Fémoral
1.2.1.2 Le rôle des ischio-jambiers et des gastrocnémiens dans l'extension
en chaine cinétique fermée
L’appareil extenseur antérieur est aidé par un appareil extenseur postérieur, qui n’intervient qu’en
chaine cinétique fermée, entre 0° et 60° (cas le plus fonctionnel) et dont le rôle incombe à
l’association ischio-jambiers / gastrocnémiens plus le soléaire. L’action combinée de ces derniers
fait apparaitre une résultante de recul du genou (extension). Cela est d’une importance capitale,
car cette circonstance est fréquente, liée à l’emploi le plus courant, et le plus fonctionnel du genou
(Dufour & Pillu 2009).
9
Figure 4 : Schéma de l'appareil extenseur postérieur (Dufour, 2009)
Ischio-jambiers (F1), Gastrocnémiens (F2), Résultante d’extension du genou (R)
Structure et physiologie musculaire
1.2.2.1 Structure du muscle squelettique :
Un muscle squelettique se décompose à plusieurs échelles. Tout d’abord nous avons le premier
tissu conjonctif qui entoure l’ensemble du muscle qui est l’épimysium. Si nous incisons ce tissu,
nous apercevons des faisceaux de fibres musculaires. Chacun de ces faisceaux est entouré d’un
tissu conjonctif que nous nommons le périmysium. Enfin si nous descendons à l’échelle
suivante, nous arrivons au niveau de la fibre musculaire qui est une cellule. Chacune des fibres
musculaires est entourée d’un autre tissu conjonctif qui est l’endomysium (Costill et al. 2013).
Figure 5 : Schéma d'un muscle squelettique (Wilmore, 2013)
10
Comme nous l’avons évoqué précédemment, la fibre musculaire est l’unité cellulaire du muscle.
Ces fibres musculaires ont un diamètre variant de 10 à 80 micromètres (μm). Ces fibres
musculaires sont composées de différents constituants :
Le sarcolemme, qui est la membrane plasmique de la fibre musculaire.
Le sarcoplasme, qui est l’équivalent du cytoplasme pour la fibre musculaire. Ce dernier
contient essentiellement les différents organites qui sont nécessaires à la vie de la cellule,
ainsi que des protéines, des minéraux, du glycogène et des graisses en solution. Parmi les
différents organites, nous trouvons les tubules transverses et le réticulum sarcoplasmique.
Les tubules transverses sont des extensions du sarcolemme. Ils assurent la communication
des impulsions nerveuses aux myofibrilles ainsi que le transfert des substances à travers
la cellule musculaire. Le réticulum sarcoplasmique est un réseau de tubules
longitudinaux. Il entoure les myofibrilles et permet le stockage du calcium essentiel dans
le phénomène de contraction musculaire.
Les myofibrilles, ces derniers sont les éléments contractiles de la fibre musculaire. Lors
de leur observation, ils apparaissent comme de longs fils. Ils sont constitués de sous
unités, les sarcomères.
Les sarcomères sont accolés entre eux par les stries Z. Le sarcomère est l’unité
fonctionnelle fondamentale de la myofibrille. C’est également la plus petite unité
fonctionnelle au sein du muscle. Les sarcomères renferment deux types de myofilaments :
les myofilaments d’actine (composés d’actine, de tropomyosine et de troponine) et les
myofilaments de myosine.
1.2.2.2 Contraction de la fibre musculaire :
Le processus regroupant la stimulation du nerf moteur et la contraction musculaire représente le
couplage excitation-contraction. La contraction est initiée par un potentiel d’action, qui est un
signal électrique. Ce dernier se propage au sein du nerf moteur jusqu’à son axone. Au niveau du
bouton synaptique, l’arrivée du potentiel d’action va induire une libération d’Acétylcholine (Ach)
dans la synapse. Ces derniers vont venir se fixer sur les récepteurs correspondants du sarcolemme.
Si une quantité suffisante d’Ach est libérée, cela va provoquer l’ouverture des canaux ioniques
membranaires. Nous aurons alors une entrée de Sodium au sein de la cellule musculaire. Cela
équivaut à la dépolarisation. C’est ce qui va permettre la propagation du signal électrique à
l’ensemble de la fibre et donc la contraction.
Suite à cette dépolarisation, le potentiel d’action (Pa) se propage via les tubules transverses et le
réticulum sarcoplasmique à l’intérieur de la cellule. L’arrivée de ce signal électrique va induire la
libération du Calcium stocké dans le réticulum sarcoplasmique. Les molécules de calcium libérées
vont alors se fixer sur les molécules de Troponine qui composent les filaments d’actine. Cette
liaison va induire un basculement du complexe Troponine-Tropomyosine. Les molécules de
Tropomyosine à l’état de repos masquent les sites actifs des filaments d’actine. Les têtes de
myosine peuvent alors se fixer sur les sites actifs et former les ponts d’union indispensables au
phénomène de contraction.
Suite à la formation d’un pont actine-myosine, la tête de myosine va basculer vers le centre du
sarcomère. Cela va entrainer un glissement des filaments l’un sur l’autre. Les têtes de myosine
vont tirer sur les filaments d’actine et de cette manière les deux extrémités de l’actine vont se
11
rapprocher l’une de l’autre. Cela va donc provoquer le raccourcissement du muscle. C’est bien la
flexion de la tête de myosine qui est responsable de la génération de la puissance musculaire.
La contraction musculaire est un phénomène qui nécessite de l’énergie. C’est la molécule
d’Adénosine triphosphate (ATP) qui va fournir l’énergie. Nous pouvons distinguer sur les têtes
de myosine un site de liaison à l’ATP et également une enzyme, l’ATPase. Lorsque la molécule
d’ATP va se lier à la tête de myosine, nous allons observer un phénomène d’hydrolyse, qui est
catalysé par l’Adénosine diphosphate (ADP)+ Phosphate inorganique (Pi). L’ATP va ainsi être
dégradé en ADP+Pi. Lors de ce phénomène, de l’énergie va être libérée. Et c’est cette énergie qui
va permettre la formation des ponts actine-myosine et donc la contraction musculaire.
Comme pour la contraction, le processus qui conduit au relâchement nécessite, lui aussi, de
l'énergie apportée par l'ATP. En effet le calcium va être activement re-pompé dans le réticulum
sarcoplasmique via une pompe à calcium. De ce fait les molécules de Troponine et tropomyosine
vont être désactivées et ainsi rebasculer. Les sites actifs de l’actine vont être alors de nouveau
masqués. Ainsi les molécules de myosine et d’actine se retrouvent à nouveau à l’état de repos.
L’arrêt ou la diminution de la qualité de la contraction musculaire peut être due à la fatigue. Cette
dernière peut être définie comme une incapacité à maintenir une contraction musculaire adéquate
ou comme une diminution de la capacité du muscle à produire une force maximale (Bigland-
Ritchie 1984).Plusieurs mécanismes peuvent être à l’origine de la fatigue :
Altération de la production d’ATP due à une déplétion en Phosphocréatine (PCr) ou en
glycogène
Diminution du Ph musculaire lors d’un effort de courte durée, secondaire à une
accumulation d’ions H+ qui vont perturber les mécanismes cellulaires de production
d’énergie et la contraction musculaire
Altération de la transmission nerveuse, due à un grand nombre de facteurs
Intervention du Système nerveux central (SNC) dans un but de protection, qui
provoquerait la sensation subjective de fatigue au préalable de la fatigue physiologique
(Costill, et al. 2013)
1.2.2.3 Les différents types de fibres musculaire
Chez l’homme, les fibres musculaires ne sont pas toutes identiques au sein d’un même muscle.
Le muscle n’est donc pas un tissu homogène puisqu’il est constitué de fibres dont les propriétés
mécaniques, enzymatiques et énergétiques sont différentes. On distingue trois types de fibres :
Fibres de type I, Fibres de type IIa et Fibres de type IIb (Millet & Perrey 2004).
Il faut savoir que l’ensemble des fibres d’une même unité motrice sont identiques. Les unités
motrices sont donc, contrairement aux muscles, homogènes.
Caractéristiques ST FTa FTb
Nombre de fibres par motoneurone 300 300 300
Taille du Motoneurone petite importante importante
Vitesse de conduction nerveuse lente rapide rapide
12
Vitesse de contraction (ms) 110 50 50
Type de myosine ATPase lente rapide rapide
Dimensions du réticulum
sarcoplasmique petites importantes importantes
Force de l’unité motrice faible importante importante
Capacité aérobie (oxydative) élevée modérée faible
Capacité anaérobie (glycolitique) faible élevée élevée
Tableau 1 : Caractéristiques des différents types de fibres (Wilmore, et al. 2013)
En conséquence des différentes caractéristiques exposées ci-dessus, les fibres présentent des
propriétés fonctionnelles
Les fibres ST possèdent des caractéristiques de fibres endurantes. (Elles sont sollicitées dans les
exercices sollicitant le mécanisme aérobie.) La production de l’ATP est réalisée par l’oxydation
des glucides et des lipides. Ce phénomène fonctionne de manière très efficace dans ce type de
fibres. Ainsi les fibres ST permettent de maintenir une activité musculaire prolongée comme les
activités de la vie quotidienne ou la marche. En prenant compte de ces informations, nous pouvons
donc en déduire que les athlètes disposant d’un fort pourcentage de fibres ST sont avantagés dans
les sports d’endurance (Costill, et al. 2013).
On distingue deux types de fibres FT : les fibres FTa et les fibres FTb. Contrairement aux fibres
ST, ces fibres sont peu endurantes. La production d’ATP provient des voies métaboliques
anaérobie. De ce fait elles sont plus sollicitées que les fibres ST dans les activités sollicitant cette
voie métabolique. Du fait de leurs caractéristiques, les fibres FTa produisent beaucoup de
puissance mais sur une durée moins longue que les fibres ST. Quant aux fibres FTb, elles sont
sollicitées essentiellement dans les exercices nécessitant une grande force ou explosivité (Costill,
et al. 2013).
Paramètres de la force musculaire
1.2.3.1 Force musculaire
La force musculaire représente la capacité d’un muscle ou d’un groupe de muscle à exercer une
tension musculaire contre une résistance. Elle est exprimée en Newton (N). Elle varie selon des
facteurs intra-individuels et inter-individuels.
1.2.3.2 Force maximale volontaire
Selon Weineck & Portmann (1986), la force maximale volontaire correspond à la force la plus
grande que le système neuromusculaire peut exercer par une contraction volontaire contre une
résistance insurmontable, c'est à dire que l'on ne peut pas déplacer. Elle correspond à la force
maximale statique ou isométrique
13
1.2.3.3 Endurance de force
L’endurance de force présente plusieurs définitions en fonction des auteurs. Selon l’ACSM
(2010), elle caractérise la capacité d'un muscle à performer lors de contractions successives et
répétitives au cours du temps. Cela se rapproche d’une autre définition, en effet selon Costill, et
al. (2013), elle se définit comme la « capacité du muscle à répéter de nombreuses contractions,
ou à maintenir longuement des contractions statiques ». Cette définition intègre la notion de
travail statique qui est intéressante car elle ne clive pas le régime de contraction isométrique.
Selon Weineck & Portmann (1986), elle se définit comme la capacité que possède l'organisme de
résister à la fatigue lors d'efforts de force de longue durée. Cette dernière intègre la notion de
fatigue. Il est donc important d’apporter quelques précisions, pour pouvoir préciser cette notion
d’endurance dans son intégralité. Ainsi, nous pouvons définir la fatigue comme une diminution
de la capacité du muscle à produire une force maximale (Bigland-Ritchie 1984). L’endurance de
force est donc la capacité de l’organisme à résister au déclin de production de force maximale.
1.2.3.4 Puissance
La puissance musculaire se définit comme la résultante fonctionnelle de la force et de la vitesse
(Costill, et al. 2013). Ainsi elle caractérise le travail musculaire effectué par unité de temps
(ACSM, 2014). De cette manière la puissance s’obtient de la façon suivante : P = F x d / t.
1.2.3.5 Explosivité
L’explosivité musculaire est caractérisée par la capacité qu'a le système neuromusculaire de
surmonter des résistances avec la plus grande vitesse de contraction possible (Weineck &
Portmann 1986).
Cette notion prend en compte la relation force vitesse. En effet si la contraction musculaire est
concentrique, comme c’est le cas la plupart du temps lorsque nous parlons d’explosivité, plus la
charge à mobiliser sera importante plus la vitesse sera faible. L’objectif lors du développement
de cette qualité est donc de mobiliser une charge plus ou moins importante le plus rapidement
possible. « Le terme force vitesse met l'accent sur la vitesse d'exécution de la force » (Weineck
& Portmann 1986).
1.2.3.6 Tension/longueur
La relation entre la tension musculaire et sa longueur est un élément important à prendre en
compte lors de l’évaluation de la force musculaire. En effet nous savons que la force va varier en
fonction de l’allongement du muscle et donc en fonction de l’angulation de l’articulation que ce
dernier croise. Par exemple, pour le quadriceps, c’est l’angle du genou que nous devrons prendre
en compte (ainsi que celui de la hanche pour le droit fémoral). Ainsi le pic de force est obtenu
dans la course moyenne du muscle. La force produite est donc moins importante dans la course
interne et dans la course externe.
De plus nous pouvons remarquer que cela se retranscrit au niveau du sarcomère. En effet la force
produite va être relative au nombre de ponts actine-myosine. D’après Costill, et al. (2013) “la
force développée par les fibres dépend à chaque instant du nombre de ponts établis avec les
filaments d’actine”. Ainsi la force sera très faible si le muscle est en position raccourci (course
interne) ou entièrement étiré (course externe).
14
1.2.3.7 Force / Vitesse
Il faut savoir que la relation force-vitesse est un paramètre très important dans l’évaluation de la
force musculaire. En effet lors d’une contraction concentrique, la Force maximale (Fmax)
diminue en fonction de l’augmentation de la vitesse de la contraction. Lors d’une contraction
excentrique, c’est le contraire que nous observons. La Fmax excentrique va augmenter en
fonction de l’augmentation de la vitesse de contraction excentrique. De ce fait la Fmax
dynamique est dépendante de la vitesse à laquelle elle a été mesurée.
Figure 6 : Relation Force/Vitesse (Nordin & Frankel 2001)
1.2.3.8 RM
La 1-RM désigne la charge maximale qui peut être soulevée en une seule répétition (ASCM,
2013). Elle est utilisée pour évaluer la force musculaire comme nous le verrons plus tard. Ainsi
pour la définir brièvement, il s’agit d’une évaluation du pic de force lors d’une contraction
maximale concentrique à une vitesse donnée et dans des conditions biomécaniques définies. Or
comme nous l’avons vu dans le précèdent paragraphe, la Fmax concentrique est dépendante de la
vitesse de la contraction. De ce fait il y aura donc une 1- RM définie pour chaque vitesse.
Facteurs de variation de la force musculaire
Il existe plusieurs facteurs de variation qui induisent une modification de la production de force
chez l’homme. Certains sont modulables, comme la récupération, l’entrainement ou les
encouragements. Et d’autres non, comme l’âge ou le sexe du sujet.
1.2.4.1 Récupération
La récupération entre deux efforts musculaires va différer dans un grand nombre de cas. Dans un
contexte d’évaluation de la force maximale, nous avons intérêt à obtenir une récupération la plus
optimale possible pour rapprocher la force maximale volontaire de la force absolue. Pendant de
nombreuses années, lorsque l’on utilise la méthode 1-RM, une récupération de 1 minute était
conseillé entre deux 1-RM. Néanmoins selon De Salles, et al. (2009) il existe bien certaines
preuves qui montrent que des intervalles de 1 minute entre les répétitions de 1-RM soient
suffisants pour maintenir la force musculaire maximale. Néanmoins lorsque l’on se base sur des
facteurs psychologiques et physiologiques, l’utilisation d’intervalles allant de 3 à 5 minutes
semblent plus efficaces. En effet la force maximale est maintenue plus longtemps durant les
15
répétitions de 1-RM lorsque nous utilisons ces intervalles plus longs que lorsque nous utilisons
les intervalles de 1 minute.
1.2.4.2 Age
Selon Costill, et al. (2013) la force musculaire va augmenter au fur et à mesure que la masse
musculaire augmente avec l’âge. De cette manière le pic de force sera obtenu à l’âge de 20 ans
chez les femmes et entre 20 et 30 ans chez les hommes. Dans un second temps, au fur et à mesure
du vieillissement nous observons une diminution significative de la force chez les hommes et les
femmes. Cela serait principalement due à une diminution de la qualité et de la quantité de la masse
musculaire (Doherty 2001). Cette altération serait plus précoce chez la femme que chez l’homme.
En moyenne, il y aurait une diminution de 14% par décennie de la force des muscles extenseurs
de genou aussi bien chez l’homme que chez la femme. De plus, plus les sujets semblent âgés, plus
le déclin semble important (Hughes, et al. 2001).
1.2.4.3 Sexe
Les femmes semblent développer moins de force que les hommes. Elles sont environ 40% à 60%
plus faibles au niveau de la partie supérieure du corps et environ 25% à 30% plus faibles au niveau
de la partie inférieure du corps. Néanmoins si l’on exprime la force développée par rapport au
poids de corps, les femmes n’en développent que 5% à 15% en moins que les hommes (Costill,
et al. 2013). Cela est en accord avec d’autres études portant sur le sujet. Selon Hughes, et al.
(2001) les hommes présentent plus de force que les femmes dans l’ensemble des groupes
musculaires. Et selon Doherty (2001) peu importe l’âge, les hommes semblent développer plus
de force que les femmes. Bien que l’ensemble de ces différences pourrait s’expliquer par la
différence de masse musculaire.
1.2.4.4 Masse musculaire
Selon Reed, Pearlmutter, Yochum, Meredith, & Mooradian, (1991), il existe une corrélation entre
la force musculaire et la masse musculaire. Néanmoins, la masse musculaire ne doit pas être
utilisée pour déterminer la force maximale d’un groupe de muscles.
1.2.4.5 Entrainement
L’entrainement est un facteur qui permet d’obtenir une augmentation de la force. En effet le
muscle est extrêmement plastique face à l’entrainement. Ainsi selon Costill, et al. (2013), un
programme de musculation d’une durée de 3 à 6 mois permet d’obtenir 25% à 100% de gains de
force. Par exemple un entrainement en musculation sur une durée de 20 semaines portant sur le
développé couché, a entrainé une augmentation de 25% de la 1-RM chez des sujets allant de 12 à
25 ans. De plus ce facteur semble avoir le même effet quel que soit l’âge ou le sexe du sujet sur
lequel il intervient. En effet si nous nous basons sur la force initiale, les gains en pourcentage
semblent être les mêmes chez n’importe quelle personne (Costill, et al. 2013).
1.2.4.6 Encouragements
L’utilisation d’encouragements verbaux durant un exercice musculaire permet d’augmenter la
production de force et donc la performance (McNair et al. 1996; Jung & Hallbeck 2004). Selon
16
McNair, et al. (1996) les encouragements doivent être légèrement plus forts que le volume d’une
discussion.
Régime de contraction musculaire isométrique
1.2.5.1 Préambule
Nous rencontrons deux types de force dans la mécanique humaine : forces internes et forces
externes. Les forces externes sont les forces provenant de l'environnement qui s'ajoutent ou
s'opposent aux forces internes. Les forces internes se définissent comme l'addition de forces
actives et de forces passives. Les forces actives sont produites directement par les muscles. Les
forces passives sont liées à la mise en tension des structures passives. La force musculaire résulte
de la contraction d’un muscle, c’est la force intrinsèque du muscle lorsqu’il se contracte.
Ainsi nous pouvons distinguer une variété de régime de contraction musculaire :
- contractions isotoniques/anisométriques : concentrique, excentrique, pliométrique
- contractions isométriques
1.2.5.2 Les contractions isotoniques/anisométriques
Les contractions isotoniques interviennent dans les mouvements du corps et pour déplacer les
objets. Elles regroupent les contractions concentriques, excentriques et pliométriques.
1.2.5.3 Les contractions statiques ou isométriques
C'est une contraction sans travail mécanique externe, c'est à dire qui n'engendre pas de
mouvement. La force générée par le muscle est égale à la force externe qui lui est opposée
(pesanteur, antagoniste...). On observe la génération d'une dépense énergétique et d'une tension
musculaire sans qu'il n'y ait de raccourcissement musculaire. Ce type de contraction :
- stabilise certaines articulations pendant que d'autres sont en mouvement
- joue un rôle majeur dans le maintien de la posture et le port d'objet
De plus il est important de distinguer la notion de contraction isométrique à visée concentrique
de la notion de contraction isométrique à visée excentrique.
Outils de mesure de la force musculaire
Lors de la prise en charge d’un patient dans le domaine médical et plus particulièrement dans la
kinésithérapie, il est nécessaire d’évaluer la force musculaire avec précision et objectivité. En
effet cela permet de mettre en évidence un déficit, de réaliser des comparaisons ou encore de
suivre la progression (Saulnier et al. 2013).
1.2.6.1 Testing manuel
Il existe plusieurs cotations pour le testing manuel musculaire. La plus connue et fréquemment
utilisée est celle de Daniels et Worthingam. Cette méthode est basée sur l’utilisation de tests
dynamiques manuels pour chaque muscle ou groupe de muscles. L’avantage de cette cotation est
sa facilité de mise en œuvre. En effet aucun matériel n’est nécessaire pour procéder à l’évaluation
(Daniels & Worthingam, 2007). La cotation allant de 0 à 5 est la suivante :
17
0 : Absence de mouvement
1 : Contraction visible ou palpable
2 : Contraction possible sans la pesanteur
3 : Contraction possible contre pesanteur
4 : Contraction contre résistance modérée
5 : Contraction contre résistance maximale
Néanmoins nous pouvons remarquer que le testing manuel présente plusieurs limites. En effet la
cotation est uniquement adaptée aux déficits musculaires importants. En effet au-delà de la
cotation 3, la notion de résistance manuelle s’avère subjective. De ce fait l’évaluation
longitudinale et la quantification des progrès (entre différents examinateurs) ne sont pas précises.
Il est donc conseillé de réaliser le bilan de la force musculaire avec d’autres outils lorsque le
muscle a une cotation supérieure ou égale à 3.
D’après Baldwin, Paratz, & Bersten (2013) on observe qu’il est impossible de corréler les valeurs
4 et 5 avec des valeurs en Newton. Et de ce fait il n’est pas possible d’établir une limite objective
entre les 2 grades. Cette étude conclut également en disant que pour détecter des variations de la
force, les dernières valeurs de l’échelle manuelle ne sont pas adéquates. Cela nécessite des outils
de mesure plus sensibles et précis.
1.2.6.2 Périmétrie
La périmétrie, aussi utilisée pour objectiver la présence d’un œdème, permet de réaliser une
évaluation clinique musculaire. En effet nous pouvons avec cette technique mettre en évidence la
présence d’une atrophie musculaire. Cette technique est relativement simple à réaliser. Elle est
réalisée bilatéralement au même niveau du membre en prenant comme repère initial un relief
osseux. Elle ne nécessite que peu de matériel : mètre ruban.
Néanmoins cette technique présente de nombreuses limites. En effet la tension exercée sur le
ruban, la localisation de la mesure ainsi que le fait que cette technique englobe la musculature
antagoniste et les structures osseuses, ligamentaires … rend cette technique peu reproductible et
peu valide.
De plus selon Croisier & Crielaard (1999), il existe une faible corrélation entre les mesures
isocinétiques de la force musculaire et les mesures périmétriques.
1.2.6.3 La 1 RM
Selon Croisier & Crielaard (1999), la 1 RM correspond à la charge la plus élevée (dite maximale)
que le sujet peut, à une seule reprise, mobiliser dans l’amplitude totale du mouvement. C’est la
technique la plus utilisée pour évaluer la force musculaire selon LeSuer, McCormick, Mayhew,
Wasserstein, & Arnold (1997).La définition de cette résistance maximale peut se faire selon 3
méthodes.
a) La méthode directe ou « Essai/erreur » :
Des essais progressifs sont réalisés par le sujet, entrecoupés d’intervalles allant de 3 à 5 minutes
afin d’obtenir une récupération optimale. Le but étant de se rapprocher le plus possible de la
18
charge maximale que le sujet ne peut mobiliser qu’une seule fois. Le nombre de tentatives varient
en fonction de la précision désirée.
b) Méthode indirecte
Cette méthode consiste à estimer la 1-RM à partir d’un test sous maximal. Elle est basée sur la
relation linéaire qu’il existe entre le pourcentage de force et le nombre de répétitions de
mobilisation d’une charge. Pour que cette méthode soit valide, le nombre de répétitions ne doit
pas excéder 15. Suite à la réalisation du test sous maximal, le sujet se réfère à un tableau qui donne
le pourcentage de la 1-RM en fonction de la charge qu’il a mobilisée. Le premier tableau a été
défini en 1961 par Berger.
c) Equations de prédiction
Cette méthode est la plus sophistiquée des trois présentées. Elle permet de gagner du temps sur la
méthode directe et d’éviter la manipulation trop importante de poids lourds et les risques que cela
représente. Elle consiste à estimer la 1-RM à partir d’une équation prenant en compte différents
paramètres. Il existe un nombre important d’équations différentes développées par les
spécialistes.
1.2.6.4 Dynamomètre
Un dynamomètre est un outil permettant de mesurer la force. Dans le domaine médical, nous
parlerons de la force musculaire. Il existe 2 grands types de dynamomètres, le dynamomètre
isocinétique et le dynamomètre manuel.
a) Dynamomètre isocinétique :
Le dynamomètre isocinétique est le « gold stantard » de l’évaluation de la force musculaire en
raison de sa validité et sa fiabilité très élevées. Il permet d’évaluer la performance musculaire en
contrôlant la vitesse durant le mouvement. La contraction a donc une vitesse constante grâce à
une résistance auto-adaptée. Le dynamomètre isocinétique présente néanmoins des limites. En
effet selon Croisier & Crielaard (1995), « le cout élevé du matériel, le travail analytique
unidirectionnel effectué en chaine articulaire ouverte » sont des freins à son utilisation.
b) Dynamomètre manuelle
Nous pouvons distinguer plusieurs types de dynamomètre manuel : les dynamomètres de traction,
de pression, de préhension et d’étirements. C’est un outil de terrain qui présente de nombreux
avantages. En effet, le dynamomètre manuel est facile d’utilisation, il représente un faible
encombrement et a un coût relativement modeste. Néanmoins il reste méconnu en France et donc
peu utilisé.
Les dynamomètres à main ont été pour la première fois décrits en 1916 par Lovett et Martin (Stark
et al. 2011). Ils sont identifiés sous le sigle d’HHD dans la littérature anglo-saxonne pour Hand
Held Dynamometer, littéralement « dynamomètre à main ». Ils sont généralement étalonnés en
Kilogrammes (Kg), en Pounds ou en Newton.
Il existe différentes méthodologies concernant la réalisation des mesures. Ces dernières vont
différer en fonction du placement du patient, du placement du thérapeute, de l’application du
19
dynamomètre…(Stark, et al. 2011). Ainsi de nombreux facteurs interviennent dans la variation
de ces valeurs métrologiques.
Tout d’abord la fiabilité intra-examinateur et inter examinateur du dynamomètre à main varie en
fonction du muscle examiné et du protocole utilisé. La fiabilité est plus élevée lorsque la mesure
est réalisée sur les extrémités supérieures par rapport aux extrémités inférieures (Kolber &
Cleland 2005). D’après (Hansen et al. 2015) la mesure dynamométrique du quadriceps présente
une excellente fiabilité intra-examinateur avec un dynamomètre stabilisé sur un support
externe.(Whiteley, et al. 2012) statue sur une excellente fiabilité intra-examinateur pour les
mesures réalisées sur les muscles fléchisseurs et extenseurs du genou. Ce qui est en accord avec
les conclusions de Kolber & Cleland (2005) et de Stark, et al. (2011) qui indiquent une bonne
fiabilité du dynamomètre à main.
Selon plusieurs études l’HHD présente une forte corrélation avec l’isocinétisme qui est le gold
standard de l’évaluation de la force musculaire (Kolber & Cleland 2005; Stark et al. 2011; Hansen
et al. 2015; Martin et al. 2006; Li et al. 2006). De plus cette méthode d’évaluation musculaire est
extrapolable avec un grand nombre de pathologies. En effet d’après Kolber & Cleland (2005), de
nombreux articles ont étudié la fiabilité intra et inter-examinateur ainsi que la validité du HHD
sur des populations symptomatiques. Les données métrologiques obtenues sont au moins aussi
élevées que pour une population saine. Entre outre il existe une validité concurrente entre le
dynamomètre à main et l’isocinétisme (Kolber & Cleland 2005).
De part tous les éléments cités précédemment, l’HHD est une alternative pertinente à
l’isocinétisme au regard de sa fiabilité et de sa validité.
1.2.6.5 Tests fonctionnels
Cette partie a déjà été développée précédemment (Cf. 1.1.2 Tests fonctionnels).
2 Méthode, Résultats, Discussion
2.1 Synthèse, problématique, hypothèse et objectifs de recherche
Synthèse de la littérature
Intérêt de l’évaluation de la force musculaire du Quadriceps
Comme nous l’avons vu précédemment, l’évaluation de la force musculaire doit être réalisée avec
précision et objectivité lors de la prise en charge d’un patient en kinésithérapie. Elle permet de
mettre en évidence un déficit, de réaliser des comparaisons ou encore de suivre la progression
d’un patient (Saulnier, et al. 2013). Cela est encore plus le cas concernant le quadriceps. En effet
selon la littérature, le quadriceps est le principal muscle de la locomotion. De plus la faiblesse du
quadriceps présente une corrélation avec l’augmentation du nombre de chutes, la diminution des
performances dans les AVQ et l’augmentation de la mortalité chez les sujets âgés.
Mesures dynamométriques
Les dynamomètres à main sont un bon moyen d’évaluation de la force musculaire. En effet ces
derniers sont peu couteux, faciles d’utilisation et représentent un encombrement modeste. Les
20
valeurs métrologiques varient en fonction des protocoles utilisés par les auteurs. Toutefois ils
présentent une bonne corrélation avec l’isocinétisme et une bonne fiabilité intra et inter-
examinateur. Cet outil est donc valide et fiable. Néanmoins ces derniers restent méconnus et peu
utilisés en France et de ce fait, ne sont pas disponibles dans l’ensemble des structures de
rééducation et cabinets libéraux.
Test de chaise
Le test de chaise est un test fonctionnel ayant pour but d’évaluer la force musculaire des membres
inférieurs. Il est facile à mettre en place et nécessite que très peu de matériel. Aucune étude portant
sur les différentes valeurs métrologiques n’a été trouvée. Nous ne pouvons donc pas statuer sur
sa capacité réelle à mesurer la force musculaire des membres inférieurs et notamment du
quadriceps, ainsi que sur sa fiabilité.
Problématique
L’ensemble des données qui ont été évoquées précédemment m’ont amené à avoir une réflexion
personnelle qui a évolué au cours du temps, et qui a abouti à la problématique suivante :
En quoi la performance au test de chaise est en lien avec la force maximale isométrique des
muscles extenseurs du genou ?
Hypothèses
L’analyse de la littérature a abouti à la formulation de trois hypothèses :
Hypothèse principale : La performance au test de chaise est en lien avec la force maximale
isométrique des muscles extenseurs de genou
Hypothèses secondaires : Le test de chaise est un outil fiable en intra-examinateur pour
évaluer la force maximale isométrique des muscles extenseurs de genou
La performance au test de chaise est en lien avec le poids et la taille du sujet
Objectifs de recherche.
L’objectif principal de l’étude est de déterminer s’il existe une corrélation entre la performance
au test de chaise et la force maximale isométrique des muscles extenseurs de genou. Dans le but
de déterminer l’intérêt du test de chaise vis-à-vis de l’évaluation de la force maximale isométrique
que peuvent produire les muscles extenseurs de genou d’un patient dans un cabinet. Ce test qui
présente de nombreux avantages (pas de matériel spécifique, facile à mettre en place) est
couramment utilisé dans le cadre de BDK en France.
Les objectifs secondaires sont de déterminer la fiabilité intra-examinateur de ce test, toujours dans
le but de préciser la place qu’il peut avoir dans les bilans. Mais également de renseigner sur
l’impact que peuvent avoir les facteurs anthropométriques (taille, poids) sur la performance au
test de chaise.
21
2.2 Méthodologie
Population
2.2.1.1 Description
L’ensemble de la population étudiée a été recrutée parmi les étudiants de l’Institut de formation
en Pédicurire-Podologie, Ergothérapie et Masso-Kinésithérapie (IFPEK) située à Rennes. Tous
les individus ont été recrutés sur la base du volontariat.
2.2.1.2 Critères d’inclusion
- Avoir entre 18 et 69 ans
- Ne pas participer à une étude incluant un protocole de renforcement des muscles extenseurs de
genou entre T0 et T1
2.2.1.3 Critères d’exclusion
- Au moins 1 item du Q-AAP auquel ils ont répondu positivement
- Traumatisme des membres inférieurs ou du tronc de moins de 6 mois
- Chirurgie des membres inférieurs ou du tronc de moins de 6 mois
- Antécédents de ligamentoplastie du genou
- Sujets pratiquant une activité physique plus de 10 heures par semaine
- Hospitalisation prolongée de moins de 2 mois
Protocole
2.2.2.1 Déroulement de l’étude :
Durant cette étude les sujets sont vus deux fois. La première fois, que l’on nomme T0, nous
réalisons la mesure dynamométrique de la force maximale des extenseurs de genou. Cette mesure
nécessite l’obtention de 5 valeurs nommées M1 à M5. Puis nous mesurons la performance du
sujet au test de chaise, cette valeur sera nommée C1. L’ensemble des modalités permettant la
collecte des valeurs est décrite ultérieurement.
Les sujets sont ensuite vus dans un second temps, que l’on nommera T1. Durant ce temps, seule
une autre mesure de la performance au test de chaise est réalisée, appelée C2.
Afin de permettre la récupération musculaire, une durée minimale de 2 jours de repos est
conseillée (Kroon & Naeije 1991). Ainsi une période de 7 jours s’est écoulée entre T0 et T1.
L’ensemble des données ont été prélevées entre le 19 janvier 2017 et le 14 mars 2017.
a) Données prélevées :
- État civil du sujet sous forme codé pour préserver l’anonymat
- Données anthropométriques (taille, poids)
22
- Age du sujet
- Nombre d’heures de sport pratiquées par semaine
- Temps maintenu au test de chaise à T0 (= C1)
- Temps maintenu au test de chaise à T1 (= C2)
- 5 mesures dynamométriques de force des extenseurs de genou (M1, M2, M3, M4 et M5) à T0
b) Matériel nécessaire :
Chronomètre sans son, Goniomètre, Feutre simple, Dynamomètre de pression (MicroFET 2),
Table, Coussin coin, sangles
c) Q-AAP et consentement :
Avant l’échauffement, le sujet devra répondre au Q-AAP et remplir un document de consentement
lui indiquant les différents risques rencontrés lors de cette étude.
2.2.2.2 Modalités du protocole :
a) Encouragements :
Selon McNair, at al. (1996), des encouragements verbaux légèrement plus forts que le volume
d’une discussion augmente la performance musculaire. Ainsi durant le test, l’examinateur
encouragera le sujet selon des encouragements standardisés « Allez, tu peux encore tenir »
divulgués toutes les 20 secondes après le déclenchement du chronomètre.
b) Échauffement :
Les sujets réalisent un échauffement dont l’objectif est d’augmenter la température musculaire
dans le but d’éviter la survenue de blessure et d’obtenir une contraction musculaire maximale. En
effet d’après Bishop (2003) une augmentation de la température musculaire peut être obtenue en
3 à 5 minutes.
Cet échauffement se compose de :
- 3 minutes sur cycloergomètre
- 10 squats
c) Phase de repos :
Une période de 3 minutes de récupération semble recommandée et suffisante à T0 entre la
réalisation des mesures dynamométriques et la réalisation du test de chaise afin de maintenir une
force maximale (Ratamess et al. 2007; De Salles et al. 2009).
2.2.2.3 Installation du sujet
a) Test de chaise :
Le patient est assis contre le mur, les pieds à plat positionnés à largeur d’épaule. Les genoux et
les hanches décrivent un angle de 90°. Les épaules sont plaquées contre le mur et les bras pendent
vers le bas de chaque côté du tronc. Ces modalités ont été décrites dans la thèse de Nolan (2011).
23
b) Mesures dynamométriques :
Le patient est en position assise avec les jambes suspendues dans le vide au bord d’une table. Les
genoux décrivent un angle de 90° de flexion. Un petit coussin de type « coin » est placé contre la
face postérieure de la cuisse afin de minimiser l’inconfort et de placer l’articulation coxo-fémorale
à un angle de 90° de flexion. Une sangle est utilisée pour stabiliser les cuisses sur la table. Une
sangle est positionnée 5 cm au-dessus de la malléole latérale. Une mousse sera positionnée entre
la ceinture et le tibia. Le dynamomètre est placé en arrière d’un des pieds de la table. La sangle
entoure la mousse et le dynamomètre. De telle manière que lorsque le patient va chercher à étendre
son genou, le dynamomètre sera comprimé contre le pied de la table. Selon Hansen, at al. (2015)
cette installation permet d’améliorer le confort pour le sujet. Elle est de plus corrélée avec le gold
standard qu’est l’isocinétisme.
La position des sujets est disponible en annexe.
2.2.2.4 Passation des mesures
Test de chaise : Tout d’abord l’examinateur va réaliser une description ainsi qu’une
démonstration de la position au sujet. Le sujet va ensuite réaliser un bref essai de la position afin
de se familiariser avec. Durant cet essai, l’examinateur va réaliser une mesure de l’angle de genou
droit avec un goniomètre qui doit être de 90°. Pour cela il se basera sur les repères anatomiques
suivants : centre du dynamomètre placé sur le condyle latéral du genou, la pointe de la branche
fixe placée sur le grand trochanter et la branche mobile placée sur la malléole latérale. Si la flexion
du genou n’est pas de 90°, l’examinateur la corrigera. Il marquera ensuite la position du talon
droit au sol avec un marqueur. Le sujet va ensuite se reposer environ 30 secondes afin d’éliminer
la fatigue accumulée lors de l’essai de la position. Les instructions communiquées au sujet seront
de fixer un point et de ne pas parler afin de rester concentré sur un point extérieur. En effet il a
été montré que de se focaliser sur un point externe au lieu que sur ses sensations permettaient de
lutter plus longtemps contre la fatigue (Lohse & Sherwood 2011). Il va être ensuite invité à se
repositionner en prenant compte de la marque au sol, en la positionnant bien à l’arrière de son
talon droit. L’examinateur réalise un bref contrôle de l’angle du genou droit puis déclenche le
chronomètre. Le critère d’arrêt du test est la perte d’horizontalité des cuisses. L’examinateur
donnera un premier avertissement au sujet afin de lui permettre de se repositionner. Au deuxième
avertissement, l’examinateur arrêtera le chronomètre et indiquera au sujet que le test est fini. La
performance ne sera pas communiquée au sujet afin de ne pas biaiser la deuxième mesure. Les
deux mesures seront réalisées selon les mêmes modalités.
Mesures dynamométriques de la force des muscles extenseurs du genou : Cette modalité est
adaptée de celle décrite par Bachasson, et al. (2014).
Les mesures sont réalisées sur le membre inférieur dominant du sujet. Les deux premières mesures
sont exclues (poursuite de l’échauffement, évaluation de la stabilité de la chaîne de mesure,
familiarisation du patient) puis cinq mesures sont la plupart du temps suffisantes pour obtenir
trois valeurs variant de moins de 10 %. Le temps de contraction est de 4 s minimum et 6 s
maximum avec un temps de récupération de 30—60 s entre chaque essai. La consigne donnée au
sujet est la suivante : « Le but de ce test est de mesurer votre force maximale. Le mouvement
demandé est une extension de la jambe par rapport à la cuisse. Vous devez fournir la plus grande
force possible, c’est très important. Je vous indiquerai par un décompte le moment ou vous devrez
24
pousser puis je vous encouragerai pendant plusieurs secondes. Ensuite seulement vous pourrez
relâcher. Pendant le test, je vous demande de ne pas vous redresser. Nous répéterons plusieurs
fois cet exercice. Il s’agit d’un test maximal ». Les encouragements doivent être formulés très
vigoureusement avec la même intensité pendant tous les essais : « Allez, allez, allez, allez, etc. ».
Suite à la réalisation de ces mesures, nous réaliserons une moyenne des trois valeurs variant de
moins de 10%. Cette valeur sera nommée « Mmax ».
Toujours selon Bachasson, et al. (2014), certaines causes d’erreurs sont fréquentes. En effet
« outre la motivation des sujets, certaines conditions de réalisation peuvent engendrer une grande
variabilité de la mesure voir des valeurs aberrantes. Les causes d’erreurs les plus fréquentes sont
les suivantes :
• s’assurer que la chaîne de mesure est bien stable, que la sangle reste bien horizontale et que la
jambe du patient est bien alignée avec le pied de la table d’examen/bureau ;
• réexpliquer au patient que c’est un effort maximal qui lui est demandé ;
• vérifier et corriger les compensations les plus courantes : rotation du tronc, rotation latérale de
la hanche homo-latérale, extension du genou controlatéral, extension du rachis, redressement,
soulèvement des fesses ;
• il est demandé au patient de maintenir une légère cyphose. Cependant, cette dernière ne doit pas
être accompagnée d’une flexion du tronc qui a pour conséquence le déplacement en avant du
centre de gravité facilitant le redressement. Le patient a ainsi tendance à se relever pendant la
mesure. Il faut donc expliquer au patient qu’il ne doit pas se pencher en avant. ».
Analyse statistique
Le traitement statistique a été réalisé sur Anastats pour les tests de normalité, et sur BiostaTGV
pour les tests de corrélation. Au préalable de la réalisation des différentes corrélations entre les
données obtenues, il est nécessaire d’étudier la normalité de la distribution des valeurs. En effet
les statistiques permettant l’analyse des indices de corrélation ne sont pas les mêmes en fonction
de la normalité ou non de l’échantillon. Pour cela nous utilisons le test statistique de Shapiro-
Wilk. Nous réalisons ensuite la corrélation entre les performances au test de chaise (C1, C2) et la
valeur Mmax, la corrélation entre C1 et C2, ainsi que la corrélation entre les performances au test
de chaise et les données anthropométriques des sujets (Taille, Poids). Ainsi lorsque les
échantillons suivent une distribution normale, nous utilisons le test statistique de Pearson. Lorsque
les échantillons ne suivent pas une distribution normale, nous utilisons le test statistique de
Spearman. Ces tests nous fourniront un indice de corrélation r. Plus cet indice tend vers 1 ou -1,
plus la corrélation entre les deux variables est forte. Plus cet indice tend vers 0, plus la corrélation
est faible. Nous considérons les résultats statistiquement significatifs lorsque la probabilité
statistique est inférieure à 5% (p<0,05).
25
2.3 Résultats
Caractéristiques de la population étudiée
Age Poids (kg) Taille (cm) APS
(h/semaine)
Sexe (F/H)
Moyenne 20,2 64,8 174 4,9 5 / 12
SD 1,1 9,0 8,0 2,3 /
Max 22 85 189 8 /
Min 18 45 157 0 /
Tableau 2 : Caractéristiques de la population étudiée
SD : Ecart-type ; Max : Maximum ; Min : Minimum
La population est composée de 17 sujets (5 femmes et 12 hommes), tous étudiants de l’IFPEK.
Analyse statistique des données obtenues
Les données suivantes ont été analysées en intention de traiter : Taille du sujet, poids du sujet,
C1, C2, Mmax.
Nous avons donc réalisé une analyse statistique des valeurs obtenues avec les différents sujets.
Pour cela nous avons réalisé des boites à moustache qui permettent de regrouper les données
essentielles sur les différentes données (Médiane, Ecart-type, Borne inférieure, Borne supérieure
…).
26
Normalité des échantillons
L’analyse de la taille des sujets a révélé une p-value de 0,98785. Cela indique que cet échantillon
suit une loi normale. L’analyse du poids des sujets a révélé une p-value de 0,71827. Cela indique
que l’échantillon suit une loi normale. L’analyse de C1 a révélé une p-value de 0,14390. Cela
indique cet échantillon suit une loi normale. L’analyse de C2 a révélé une p-value de 0,00104.
Cela indique que cet échantillon ne suit pas une loi normale. L’analyse de Mmax a révélé une p-
value de 0,81663. Cela indique que cet échantillon suit une loi normale.
Corrélation entre la performance au test de chaise et la force maximale
isométrique des muscles extenseurs de genou
L’étude de la corrélation entre Mmax et C1 avec le test statistique de Pearson a révélé un indice
r de -0,3046 avec un intervalle de confiance de 95% [-0,685 ; 0,2062]. La valeur p est de 0,23451.
Nous utilisons un graphique en nuage de points pour représenter la corrélation.
Figure 7 : Nuage de points C1-Mmax
L’étude de la corrélation entre Mmax et C2 avec le test statistique de Spearman a révélé un indice
de r de -0,3031. La valeur p est de 0,23702.
Figure 8 : Nuage de points C2-Mmax
Fiabilité intra-examinateur du test de chaise
Lors de l’étude de corrélation entre C1 et C2, le test statistique de Spearman a révélé un indice r
de 0,7009 avec p<0,01.
y = -1,1118x + 891,94R² = 0,0928
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
50 100 150 200 250 300
MM
AX
(N
)
C1 (S)
y = -1,0998x + 891,74R² = 0,1373
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 100 200 300 400
MM
AX
(N
)
C2 (S)
27
Corrélation entre la performance au test de chaise et le poids/la taille des
sujets
L’étude de la corrélation entre C1 et le poids de sujets, via le test statistique de Pearson, a révélé
un indice r de -0,2154 avec un intervalle de confiance de 95% de [-0,6307 ;0,2959]. La valeur p
est de 0,40639.
L’étude de la corrélation entre C1 et la taille des sujets, via le test statistique de Pearson, a révélé
un indice r de -0,3049 avec un intervalle de confiance de 95% de [-0,6852 ;0,2059]. La valeur p
est de 0,23398.
L’étude de la corrélation entre C2 et le poids des sujets, via le test statistique de Spearman a révélé
un indice r de -0,3055. La valeur p est de 0,23314.
L’étude de la corrélation entre C2 et la taille des sujets, via le test statistique de Spearman, a révélé
un indice r de -0,3579. La valeur p est de 0,15835.
2.4 Discussion
Analyse des résultats
2.4.1.1 Corrélation entre la performance au test de chaise et la force
maximale isométrique des muscles extenseurs de genou
Les tests statistiques ont mis en évidence un indice r de -0,3046 entre C1 et les mesures
dynamométriques et de -0,3031 entre C2 et les mesures dynamométriques. Les valeurs p associées
à ces corrélations sont respectivement de 0,23451 et de 0,23702. Ces résultats ne sont donc pas
statistiquement significatifs. Néanmoins nous pouvons remarquer une faible corrélation négative.
Cela irait dans le sens de l’affirmation suivante : « Plus la force maximale isométrique des
muscles extenseurs de genou est importante, plus les performances au test de chaise sont faibles ».
Néanmoins nous ne pouvons confirmer cette hypothèse en rapport avec la non significativité des
résultats. Cela s’explique en grande partie par une population trop faible. Toutefois cette
corrélation inversée pourrait s’expliquer par la distribution des types de fibres qui peut varier entre
les différents sujets. En effet selon Inbar et al. (1981), il semblerait que, pour des sujets entrainés,
il existe une corrélation moyenne (r=0,52) entre le pourcentage de fibres de type II dans le
Quadriceps et la force maximale isométrique de ce dernier. Ainsi plus les sujets présentent un
pourcentage élevé de fibre « rapides », plus la force maximale isométrique produite est
importante. En outre selon Bosco, et al. (1983), plus le pourcentage de fibres de type II est élevé
dans le quadriceps, plus le déclin de la force au cours du temps est important. Ainsi plus les sujets
présentent un pourcentage élevé de fibres « rapides », plus ils sont rapidement en difficulté sur le
test de chaise. Donc cela justifierait le fait que les sujets présentent une force maximale
isométrique élevée, plus leurs performances au test de chaise seraient faibles. Ainsi pour pouvoir
vérifier cette hypothèse, il faudrait pouvoir réaliser une biopsie musculaire durant une prochaine
étude. Bien que cela aussi, soit à modérer, du fait que ces études soient anciennes. Et qu’elles se
basent uniquement sur le pourcentage de type de fibres, et ne soient pas associées aux nombres
totaux de fibres, à leurs distributions et à leurs tailles.
28
Pour explorer cette corrélation et pouvoir en déduire des applications, il faudrait réaliser une étude
comparant la moyenne de 3 performances au test de chaise avec la force maximale des muscles
extenseurs de genou déterminée par un dynamomètre isocinétique. De plus il faudrait une
population beaucoup plus élevée avec une plus grande disparité dans les âges des sujets, pour
ainsi pouvoir extrapoler les résultats.
En raison du manque de puissance de notre étude nous ne pouvons donc pas confirmer ni réfuter
l’hypothèse suivante : « La performance au test de chaise est en lien avec la force maximale
isométrique des muscles extenseurs de genou ».
2.4.1.2 Fiabilité intra-examinateur du test de chaise
Le test de Spearman entre les séries de données de C1 et C2 a révélé un indice r de 0,7009. Cela
va donc dans le sens d’une fiabilité intra-examinateur modérée à bonne pour le test de chaise. Ce
résultat est statistiquement significatif avec un indice P<0,01. Néanmoins nous pouvons
remarquer des écarts importants de valeurs pour le même sujet entre C1 et C2 avec également la
présence de valeurs extrêmes. Ces différences pourraient s’expliquer par le déroulement de la
passation des mesures. En effet bien que la littérature prouve que le temps de récupération entre
la mesure dynamométrique et la performance au test de chaise à T1 est suffisante pour que le sujet
développe l’intégralité de la force durant ce test, nous ne pouvons pas confirmer que les passations
ont lieu dans les mêmes conditions. L’éventuel fatigue provoquée par les mesures
dynamométriques aurait pu diminuer la performance au test de chaise. Néanmoins nous pouvons
remarquer que les valeurs de C2 ne sont pas en général plus faibles que les valeurs de C1. Cet
effet de fatigue est donc à nuancer.
Il semble donc que la fiabilité intra-examinateur du test de chaise soit bonne à modérée.
Néanmoins le manque de puissance de l’étude et le fait que ce soit une hypothèse secondaire ne
permettent pas de conclure de manière définitive au sujet de l’hypothèse suivante : « Le test de
chaise est un outil fiable en intra-examinateur pour évaluer la force maximale isométrique des
muscles extenseurs de genou ».
2.4.1.3 Corrélation entre la performance au test de chaise et le poids/la
taille des sujets
L’indice de corrélation entre C1 et le poids des sujets est de -0,2154. Cela indique une faible
corrélation inversée. Les résultats tendent très faiblement vers l’affirmation suivante : « Plus les
sujets présentent un poids important, moins ils sont performants au test de chaise ». Néanmoins
ce résultat n’est pas significatif (p=0,40639).
L’indice de corrélation entre C1 et la taille des sujets est de -0,3049. Il existe donc une faible
corrélation entre ces deux données. Cela irait de manière très faible dans le sens de l’affirmation
suivante : « Plus les sujets présentent une taille importante, moins ils sont performants au test de
chaise ». Néanmoins ce résultat n’est pas significatif (p=0,23398).
La corrélation entre C2 et le poids et la taille des sujets est faible, respectivement r=-0,3055 et r=-
0,3579. A l’instar de C1, ces résultats tendent faiblement vers les affirmations suivantes : « Plus
les sujets présentent un poids important, moins ils sont performants au test de chaise » ; « Plus les
sujets présentent une taille importante, moins ils sont performants au test de chaise ». Néanmoins
ces résultats ne sont pas significatifs, respectivement p=0,23314 et p=0,15835.
29
En raison du manque de significativité statistique et donc du manque de puissance de l’étude nous
ne pouvons conclure au sujet de l’hypothèse suivante : « La performance au test de chaise est en
lien avec le poids et la taille du sujet ».
Validité interne
Les conditions de passation des tests n’ont pas pu être optimales. En effet les sujets ont participé
à différentes expérimentations qui ont pu modifié les mesures obtenues du fait que les deux tests
soient des efforts maximaux. De plus entre la réalisation des deux tests de chaise,
l’environnement, la fatigue du sujet du fait de ses activités scolaires ou sociales et l’hygiène de
vie n’ont pas pu être contrôlés. Ces facteurs ont donc pu influencer les données obtenues.
Le critère d’arrêt du test de chaise est la perte de l’horizontalité des cuisses du sujet. Cela est
contrôlé par la vue de l’examinateur, ce qui est subjectif et donc peut être considéré comme un
biais.
Durant cette étude l’examinateur et les sujets étaient au courant du but de l’étude, ce qui peut
constituer un biais. Néanmoins plusieurs mesures ont été entreprises afin de diminuer ce biais. En
effet les sujets n’étaient pas au courant de la première valeur obtenue au test de chaise pour ne
pas que cela influence leur deuxième test. De plus le fait qu’il y ait un intervalle de temps de 1
semaine entre les deux jours d’expérimentation a rendu impossible pour l’examinateur la capacité
de se souvenir des premiers résultats. Quant à la corrélation, il était impossible pour les sujets de
prédire une performance à réaliser au test de chaise pour aller en faveur des hypothèses de l’étude.
D’un point de vue méthodologique, il aurait été plus fiable de réaliser 3 performances au test de
chaise, puis de réaliser une moyenne de ces 3 tests pour comparer ces données aux valeurs
dynamométriques afin de réaliser la comparaison.
Pour la réalisation de la fiabilité intra-examinateur du test de chaise, il aurait été de meilleure
qualité méthodologique de réaliser 3 tests entrecoupés d’un écart temporel plus faible qu’une
semaine. En effet l’impact des facteurs extérieurs, qui sont multiples et indénombrables, aurait
été minimisé de cette manière. De plus il aurait été donc possible de réaliser un coefficient de
corrélation intraclasse qui est l’analyse statistique de référence pour établir les fiabilités intra-
examinateur.
Cohérence externe
Nous ne pouvons pas déterminer si les résultats obtenus sont en accord avec la littérature
scientifique actuelle du fait qu’il n’y a pas d’étude s’intéressant à ce sujet qui ont été publiées.
Si nous nous intéressons aux tests fonctionnels des membres inférieurs en généralité nous
pouvons remarquer qu’il existe des études s’intéressant à la corrélation entre ces tests fonctionnels
et la mesure de force des membres inférieurs. Selon Greenberger, et al. (1995), il existe une bonne
corrélation entre le « Single hop for distance » et la mesure de force de l’extension de genou en
concentrique à 240°/s sur un appareil d’isocinétisme. En effet les indices r sont de 0,782 (P<0,05)
pour le membre dominant et de 0,649 (P<0,05) pour le membre non dominant. Selon Negrete, R,
et al. (2000), il existe une corrélation avec un indice r allant de 0,546 à 0,577 (P<0,0001) entre la
mesure de force isocinétique des muscles extenseurs de genou et le « single leg vertical jump ».
30
Ces valeurs de corrélation sont plus élevées que celles que nous avons obtenues durant cette étude.
De plus nous pouvons remarquer que l’ensemble des indices r sont positifs, c’est-à-dire qu’il
existe une corrélation positive entre la performance obtenue aux différentes tests fonctionnels et
la mesure de force des muscles extenseurs de genou. Cela est à mettre en opposition aux
corrélations obtenues qui sont toutes négatives.
Concernant la fiabilité intra-examinateur il n’existe pas de littérature concernant ce sujet. Si nous
extrapolons cette mise en relief à d’autres tests, nous pouvons remarquer qu’un article publié en
2011 a étudié la fiabilité intra-examinateur du « Wall squat test ». Ce test est assimilable au test
de chaise mais est réalisé en unipodal. Cette étude a révélé un coefficient de corrélation intraclasse
de 0,88 (p=0,012). Cet indice va dans le sens d’une forte fiabilité intra-examinateur (Cleland, et
al. 2012). Ce qui est également supérieur à la fiabilité déterminée dans cette étude pour le test de
chaise.
Pertinence clinique
Il n’existe pas de résultats statistiquement significatifs permettant de déduire une application
clinique au sujet de la capacité du test de chaise à déterminer la force maximale isométrique des
muscles extenseurs de genou. De plus nous ne pouvons déduire de lien significatif entre la
performance établie au test de chaise et les données anthropométriques du test de chaise.
Néanmoins il semble que le test de chaise soit un outil qui présente une fiabilité intra-examinateur
modérée, voir bonne.
31
Conclusion
L’objectif principal de cette étude était de répondre à la question suivante :
« En quoi la performance au test de chaise est en lien avec la force maximale
isométrique des muscles extenseurs du genou ? »
Afin d’y répondre, un protocole expérimental a été mis en place. Ce dernier devait nous permettre
d’affirmer ou de rejeter les hypothèses suivantes : « La performance au test de chaise est en lien
avec la force maximale isométrique des muscles extenseurs de genou. », « Le test de chaise est
un outil fiable en intra-examinateur pour évaluer la force maximale isométrique des muscles
extenseurs de genou. », « La performance au test de chaise est en lien avec le poids et la taille du
sujet ».
Suite à l’analyse statistique des données obtenues, peu d’entre elles se sont avérées significatives.
Seule la corrélation étudiant la fiabilité intra-examinateur du test de chaise permettait de déduire
des affirmations interprétables. Néanmoins le manque de puissance de l’étude et la faible
population ne nous permettent pas d’affirmer ou d’infirmer les différentes hypothèses.
Suite à cette étude expérimentale, il serait intéressant de réaliser des études de plus grande
puissance afin de définir l’intérêt du test de chaise vis-à-vis de l’évaluation musculaire. En effet
ce test qui reste très utilisé dans la pratique courante ne dispose que de très peu de preuves
scientifiques, voir aucune. Ces études pourraient s’intéresser notamment à sa validité. Cette
dernière pourrait être déterminée par l’intermédiaire de calculs de corrélation réalisés autour de
différents protocoles d’évaluation de la fonction musculaire intégrant un dynamomètre
isocinétique. Ce dernier étant le gold standard dans ce domaine. Mais également en réalisant
certaines recherches spécifiques sur la fiabilité intra et inter-examinateur de ce test afin d’apporter
une indication définitive.
Ce travail m’a permis de mettre en œuvre, et ainsi de confirmer les connaissances en
méthodologie acquises durant notre formation à l’IFPEK. La réalisation d’une étude
expérimentale m’a permis de mieux comprendre la littérature scientifique en me confrontant à ses
difficultés liées à sa conception. Il m’a également permis d’approfondir mes compétences de
recherche et de lecture d’articles scientifiques. Cela est essentiel pour la future pratique du métier
de Masso-Kinésithérapeute afin de pouvoir se renseigner sur les découvertes récentes. Mais
également afin d’utiliser les outils de mesure et de soin qui disposent de plus de preuve et ainsi
respecter le concept d’EBP.
32
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I
Annexes Annexe A : Installation du sujet pour le test de chaise…………………………………II
Annexe B : Installation du sujet pour les mesures dynamométriques………………….III
Annexe C : Q-AAP……………………………………………………………………. IV
Annexe E : Fiche de consentement et lettre d’information…………………………….VI
Annexe D : Fiches de lecture………………………………………………………….. VIII
II
Annexe A : Installation du sujet pour le test de chaise
Vue latérale
Vue antérieure
III
Annexe B : Installation du sujet pour les mesures dynamométriques
Vue latérale
Vue du dynamomètre
IV
Annexe C : Q-AAP
V
VI
Annexe D : Fiche de consentement et lettre d’information
VII
VIII
Annexe E : Fiches de lecture
Fiche de lecture n°1
Référence :
Hansen, E. M., McCartney, C. N., Sweeney, R. S., Palimenio, M. R., & Grindstaff, T. L. (2015).
Hand-held Dynamometer Positioning Impacts Discomfort During Quadriceps Strength Testing:
A Validity and Reliability Study. International Journal of Sports Physical Therapy, 10(1), 62–8.
Auteur :
Evan Hansen est un physiothérapeute qui a obtenu son doctorat à l’université de Creighton
(Creighton University, School of Pharmacy & Health Professions, Physical Therapy). Il a
également complété une résidence orthopédique pour devenir un spécialiste certifié orthopédique.
Sujet traité :
Le sujet de cette étude est la quantification du niveau d’inconfort associé à une configuration
classique de mesure dynamométrique de la force du quadriceps par rapport à une configuration
modifiée. L’auteur a ensuite étudié la fiabilité et la validité de cette configuration modifiée pour
mesurer la force du quadriceps par rapport au gold standard de la mesure de force musculaire : le
dynamomètre isocinétique.
Résumé sélectif :
Introduction : Dans cette étude Evan Hansen a cherché à déterminer le niveau d’inconfort lors
d’une mesure de force maximale isométrique d’extension de genou durant 3 conditions différentes
de test.
Méthodes : Pour cela il a sélectionné 20 participants en bonne santé (5 hommes et 15 femmes). Il
a réalisé une mesure de la force maximale isométrique de l’extension de genou sur l’ensemble de
ces sujets à l’aide de 3 outils : dynamomètre isocinétique, une configuration standard de mesure
avec un dynamomètre portatif et une configuration modifiée de mesure avec un dynamomètre
portatif. La principale différence entre les deux configurations est le placement du dynamomètre.
Dans la configuration standard le dynamomètre est placé directement sur le tibia du sujet. Dans
la configuration modifiée, un pied de table joue le rôle d’interface entre le dynamomètre et le tibia
du sujet. Suite aux 3 mesures, l’inconfort a été quantifié à l’aide de l’échelle VAS.
Résultats : La mesure réalisée sur le dynamomètre isocinétique présente le moins d’inconfort (p<
0,01). La mesure réalisée avec la configuration modifiée avec le dynamomètre portatif présente
moins d’inconfort que la configuration standard (p=0,03).
L’auteur a observé une corrélation signifiante entre la force mesurée avec le dynamomètre
isocinétique et la force mesurée avec la configuration modifiée (r=0,93) et la configuration
standard (r=0,87). De plus la fiabilité intra-examinateur est bonne, que ce soit pour la
configuration modifiée que pour la configuration standard (ICC2,1=0,93).
Discussion : La configuration dynamométrique modifiée présente un plus grand niveau statistique
d’inconfort que le dynamomètre isocinétique. Néanmoins ce résultat n’est pas cliniquement
significatif.
IX
La configuration dynamométrique standard présente plus d’inconfort que la configuration
modifiée et que le dynamomètre isocinétique. Ces résultats sont statistiquement et cliniquement
significatifs. L’auteur montre également que les mesures de force obtenues avec des
dynamométrique portatifs sont sous estimées par rapport aux valeurs obtenus via le « gold
standard ». Cela est en accord avec des études antérieures. L’auteur conclut en disant que la
configuration dynamométrique modifiée offre moins d’inconfort que la configuration standard.
De plus cette configuration est valide et fiable par rapport au « gold standard ».
Mots clés :
Extension de genou, confort, Quadriceps, force musculaire
Pistes de lecture complémentaires :
Whiteley R, Jacobsen P, Prior S, Skazalski C, Otten R,Johnson A. Correlation of isokinetic and
novel hand-held dynamometry measures of knee flexion and extension strength testing. J Sci Med
Sport. 2012 ;15(5):444-450.
Bohannon RW, Bubela DJ, Wang Y-C, Magasi SR,Gershon RC. Adequacy of belt-stabilized
testing of knee extension strength. J Strength Cond Res. 2011 ;25(7):1963-1967.
Commentaire :
L’étude suit scrupuleusement le plan IMRAD qui apparait clairement. Le score de PEDro est de
5/11. Il est important de noter qu’il n’y pas de traitement et donc pas de groupe dans cette étude.
De plus les sujets et les examinateurs ne sont pas en aveugle. En prenant compte de ces remarques,
le score PEDro s’avère plutôt bon.
L’étude ne comporte que 20 sujets. Néanmoins les résultats observés sont statistiquement
significatifs. Les personnes de moins de 19 ans et de plus de 45 ans sont exclues. La population
de l’étude reste relativement jeune et en bonne santé. En effet l’âge moyen est de 24,7 ans et
l’ensemble des sujets ne présentent pas d’antécédent de traumatisme de la moelle spinale et de
traumatisme des membres inférieurs de moins de 6 mois. De ce fait les résultats de cette étude ne
sont pas extrapolables à l’ensemble de la population.
Le protocole est très clairement décrit. L’ensemble des modalités est explicité, hormis les
instructions données au patient qui ne sont pas détaillées. L’auteur spécifie que des
encouragements accompagnent chacune des mesures, néanmoins ces encouragements ne sont pas
décrits.
L’une des limites de cette étude est que l’auteur ne réalise que ces mesures dynamométriques à
90°, il serait intéressant d’étudier la corrélation de mesures dynamométriques selon la
configuration décrite dans l’étude avec le dynamomètre isocinétique à différentes angulations.
X
Fiche de lecture n°2
Référence :
Costill, D. L., Wilmore, J. H., & Kenney, W. L. (2013). Physiologie du sport et de l’exercice:
Adaptations physiologiques à l'exercice physique. De Boeck.
Auteur :
Wilmore Jack. H, PhD en éducation physique (Université de l’Oregon), il est professeur au
Margie Gurley Seay et le premier titulaire de la Chaire de kinésithérapie et d’éducation pour la
santé à l’université du Texas (Austin).
Costill David.L, PhD en physiologie (Université de l’Ohio), il est titulaire de la Chaire John and
Janice Fisher des sciences de l’exercice à l’Université de Ball State à Muncie (Indiana). Auteur
de très nombreuses publications, il est rédacteur en chef de l’International Journal of Sports
Medicine.
Kenney W.Larry, PhD en Physiologie, il est professeur de physiologie et de kinésiologie au
département de kinésiologie de l’université de Penn State.
Sujet traité :
L’analyse de cet ouvrage se portera sur la partie une du chapitre 1 de la première partie s’intitulant
« Structure et fonctionnement musculaire ». Dans cette partie, les auteurs proposent une
description de la structure du muscle strié de l’échelle macroscopique à l’échelle cellulaire. Puis
dans un second temps, ils abordent la physiologie de la contraction musculaire à partir des
éléments décrits précédemment.
Résumé sélectif :
Dans un premier temps, cet ouvrage aborde la description du muscle strié. Il décrit le muscle à
différentes échelles : le muscle dans sa globalité entouré du premier tissu conjonctif l’épimysium,
les faisceaux de fibres musculaires entourés du second tissu conjonctif le périmysium et enfin la
fibre musculaire entourée de l’endomysium. S’en suit la description plus précise de la fibre
musculaire qui est l’entité cellulaire du muscle.
Ces dernières sont constituées de différentes structures. Le sarcolemme qui est la membrane
plasmique de la fibre musculaire. Le sarcoplasme, qui est la partie fluide de la cellule musculaire.
Ce dernier renferme les tubules T et le réticulum sarcoplasmique qui sont des voies de passage
intracellulaires. Enfin nous avons les sarcomères. Ils sont les unités fonctionnelles fondamentales
de la myofibrille. La myofibrille que l’on retrouve dans la fibre musculaire est composée de deux
types de filaments. Les filaments fins d’actine et les filaments épais de myosine.
Dans un second temps, c’est la physiologie de la contraction musculaire qui est abordée. A
l’origine de ce phénomène, il y a les motoneurones-a qui innervent plusieurs fibres musculaires.
L’ensemble des fibres musculaires innervées par un même motoneurone est appelé « unité
motrice ».
L’évènement qui déclenche la contraction est appelé « couplage excitation-contraction ». Il est
initié par un potentiel d’action provenant du cerveau ou de la moelle épinière. Lorsque le potentiel
d’action arrive au niveau de l’axone des nerfs moteurs, il induit la libération de
XI
neurotransmetteurs. Ces derniers se fixent sur les récepteurs présents sur le sarcolemme. Cette
fixation induit la dépolarisation de la fibre musculaire qui est à l’origine du potentiel d’action
indispensable à la contraction musculaire.
Ce potentiel d’action se propage dans la cellule via les tubules transverses et le réticulum
sarcoplasmique. Il provoque la libération du Calcium (stocké dans le réticulum sarcoplasmique)
qui se lie sur les filaments fins d’actine et provoque la libération des sites actifs. Les têtes de
myosine peuvent alors se fixer sur les sites actifs libérés. A partir de ce moment, le muscle peut
se raccourcir et ainsi produire du mouvement. Ce phénomène est expliqué par la théorie des
filaments glissants. Lorsque les têtes de myosine se fixent sur les filaments d’actine, les deux
myofilaments vont glisser l’un sur l’autre. Les filaments d’actine se rapprochent ainsi du centre
du sarcomère, ce qui provoque un raccourcissement de tous les sarcomères et donc de la fibre
musculaire et donc de tout le muscle. L’énergie qui permet ce phénomène est fournie par l’ATP.
Cette dernière quand elle se fixe sur la tête de myosine est dégradée en ADP+Pi. Et c’est cette
transformation qui fournit l’énergie nécessaire à la contraction musculaire.
La contraction se poursuit tant qu’il y a du Calcium disponible dans le cytoplasme de la fibre
musculaire. Lors de l’arrêt du potentiel d’action, le calcium est re-pompé dans le réticulum
sarcoplasmique. Ainsi les sites actifs de l’actine ne sont plus libres et les têtes de myosine ne
peuvent plus s’y fixer. C’est l’arrêt de la contraction musculaire.
Mots-clés :
Muscle strié, Fibre musculaire, contraction, Théorie des filaments glissants
Pistes de lecture complémentaires :
Delamarche, P., Dufour, M., Multon, franck., Perlemuter, L., & Bilweis, C. (2002). Anatomie,
physiologie, biomécanique en STAPS. Masson.
Poortmans, J. R., & Boisseau, N. (2012). Biochimie des activités physiques et sportives. De
Boeck.
Commentaire :
Cet ouvrage s’adresse à un public scientifique. Il s’appuie sur de nombreuses études, ce qui tend
à renforcer et crédibiliser ce qu’il avance. Il présente de nombreuses ré-éditions, qui au fur et à
mesure de l’avancé s’appuie sur la littérature la plus récente. Cela assure au lecteur d’acquérir
des connaissances qui sont mises à jour. Le texte, malgré sa précision, est facile d’accès. Il est
agrémenté d’images pertinentes sur lesquels il s’appuie.