UNIVERSITE VIRTUELLE EN SCIENCES DU SPORT

1. UNIVERSITE VIRTUELLE EN SCIENCES DU SPORT GENOU - FORCE -FATIGUE Pr C. Tourny- Chollet, Faculté des Sciences du Sport et de l’EP, Université de ROUEN Centre d’Etude des Transformations en APS, EA 3832

2. Evolution de la force musculaire des ischio-jambiers et du quadriceps lors d’un exercice d’endurance chez des footballeurs

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

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

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

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

7. Le genou fonctionne à la fois en chaîne fermée et en chaîne ouverte sur deux degrés de liberté de l’articulation fémoro-tibiale • Articulation bi-condylaire de faible congruence • La mobilité est principalement en flexion et en retour de flexion (extension). - En chaîne fermée 1ddl en flexion - En chaîne ouverte et en flexion seulement, on trouve des rotations médiale et latérale (ceci s'explique par une faible congruence des surfaces articulaires).

8. Cliquer pour vidéo Le système ligamentaire:Les ligaments collatéraux Empêchent l’hyper-extension et limitent les mouvements de rotation axiale

9. Cliquer pour vidéo Le système ligamentaire:Les ligaments croisés Ligament Croisé Antérieur (LCA): lors de la flexion, il empêche le fémur de glisser vers l’arrière; il s’oppose à l’hyper-extension Ligament Croisé Postérieur (LCP): il prévient le glissement du fémur vers l’avant, il évite la trop grande flexion du genou

10. Le quadriceps a pour fonction : d’étendre et de maintenir le genou en extension. de s’opposer au bâillement controlatéral de l’articulation. d’éviter les mouvements de tiroir postérieur du genou sous le poids du corps. Les ligaments actifs péri-articulaire véritable système stabilisateur L’Agoniste

11. Les ligaments actifs péri-articulaire véritable système stabilisateur L’Antagoniste • Les ischio-jambiers ont pour fonction : • de développer une activité frénatrice sur le tibia lors de l’extension (semi-membraneux) • de stabiliser le genou dans les mouvements rotatoires. • de s’opposer aux mouvements de tiroir antérieur. Il est par conséquent l’antagoniste du quadriceps

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

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

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

15. L’objectif est d’étudier l’ impact de la fatigue sur le système stabilisateur musculaire de l’articulation du genou • Analyser le déclin de force des IJ et du Q des deux jambes • Analyser l’évolution de l’équilibre musculaire antagoniste/agoniste au cours des 50 répétitions

16. Evaluation des forces des IJ et Q lors d’un test de fatigabilité sur dynamomètre isocinétique. • L’exercice isocinétique est réalisé à vitesse constante. • Pour maintenir cette vitesse, le dynamomètre régule instantanément la résistance à opposer aux forces exercéespar le sujet. • Ceci permet d’avoir une sollicitation maximale sur toute l’amplitude du mouvement.

17. Dynamomètre isocinétique de type KIN COM

18. Exemple d’un tracé de force isocinétique du quadriceps en mode concentrique sur 80° d’amplitude

19. Fiables Précises Reproductibles Les mouvements du corps humain ne sont pas isocinétiques. Les vitesses angulaires programmables, sur le dynamomètre, sont inférieures aux vitesses réelles d’exécution. Intérêts et inconvénients de l’isocinétisme Mesures : Exemple : - la vitesse maximale est programmable jusqu’à 240°. s-1 - la vitesse lors d’un tir est de 1000 °/ s-1

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

22. POPULATION 27 sujets masculins footballeurs de l ’équipe 1ére Universitaire (niveau CFA) Joueurs Ages 22,94 (± 2.58) Taille 177.44 (± 3.53) Poids 72.95 (±3.96) Expérience 14.84 (±1.97) Nbre d’heures hebdomadaires de pratique 10 (±1.12)

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

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

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

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

27. Résultats

28. Moyenne des moments de force des Q et IJ lors du test du force maximale Jambe Dominante Jambe Non Dominante Quadriceps 498.01 (± 37.87) 485.81 (± 64.71) NS Ischio-jambiers 338.65(± 51.58) 335.20 (± 63.47) NS Ratio IJ/Q 0.68 (± 0.10) 0.69 (± 0.14) NS La jambe dominante est définie comme la jambe de frappe, la jambe non dominante comme la jambe d’appui.

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

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

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

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

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

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

35. L’équilibre antagoniste IJ / agoniste Q diminue au cours du temps.

36. L’équilibre de force décroît pour la jambe dominante pour atteindre 0.46 en fin de test soit une baisse de 32%.

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

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

39. La spécialisation d’une jambe dans les actions de frappe semble être à l’origine d’une différenciation musculaire entre les deux membres lors d’un état de fatigue.

40. Interprétation des résultats • Les joueurs de haut niveau participent en moyenne à 3600 minutes de compétition (soit 15% du temps de pratique du football) et à 19800 minutes d’entraînements par saison (soit 85% du temps de pratique). • Les modifications musculo-squelettiques sont principalement dues à la charge de travail effectuée en période d’entraînement. • L’entraînement peut être divisé entre préparation athlétique et préparation technico-tactique. Si les programmes athlétiques sollicitent de façon similaire les deux membres inférieurs, il n’en est pas de même pour les exercices technico-tactiques. Lors de ces séances spécifiques, les défenseurs répètent les gestes de tacles, les sauts et duels alors que les attaquants multiplient les dribbles, les changements de direction et les frappes de balle. Tout au long de la formation du footballeur, la répétition de ce type de séance impose une charge physique divergente entre les membres dominant et non dominant.

41. La répétition d’un geste stéréotypé et la spécificité de l’entraînement occasionnent des adaptations affectant préférentiellement les muscles propulseurs (Croisier, 2000).

42. MERCI DE VOTRE ATTENTION