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Capteurs de force Force maximale volontaire Force maximale volontaire (FMV) Adapté d’après Sahaly et coll. 2003 La force maximale volontaire (FMV ou en anglais MVC, maximal voluntary contraction ) d’un groupe musculaire correspond à la valeur maximale de la force que peut produire ce groupe lors d’un effort maximal. Cette force peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique contre la résistance d’un capteur de force.

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Page 1: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Capteurs de force

Force maximale volontaire

Force maximale volontaire (FMV)

Adapté d’après Sahaly et coll. 2003

La force maximale volontaire (FMV ou en ang la is MVC, max ima l vo lun ta ry contraction) d’un groupe musculaire correspond à la valeur maximale de la force que peut produire ce groupe lors d’un effort maximal.

Cette force peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique contre la résistance d’un capteur de force.

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Capteurs de force

Force maximale volontaire < force maximale

Force maximale volontaire (FMV)

La force maximale volontaire d’un groupe musculaire est inférieure à la valeur maximale de la force que peut produire ce même groupe s’il était tétanisé par une stimulation électrique maximale à fréquence élevée.

Cette différence de force est généralement étudié par l’enregistrement de la force au cours d’un contraction maximale volontaire avec stimulation électrique surajoutée.

Stimulateur

Stim.

Force maximale

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Force maximale volontaire et “1 RM”

La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique contre la résistance d’un capteur de force.

En pratique, elle peut être estimée par la mesure de la charge maximale qu’un sujet est capable de soulever une seule fois (1 RM, c’est-à-dire une répétition au maximum).

Une charge correspondant à 3 RM n’est pas la charge qui est égale à 300% de 1 RM mais celle qu’il est possible de soulever au maximum 3 fois (entre 90 et 95 % de la charge correspondant à 1 RM).

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Capteurs de force

Force dite “explosive”Dans de nombreuse activités sportives, la vitesse de production de force est aussi importante que la valeur maximale de la force.

Le caractère explosif de cette force est souvent évaluée en mesurant la

(Maximal Rate of Force Development ; ).

pente maximale

MRFD

Pente maximale Force maximale volontaire (FMV)

Adapté d’après Sahaly et coll. 2003

Page 5: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 6: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombres de répétitions ;

facteurs physiologiques● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 7: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Les myofibrilles sont constituées de la répétitions de structures protéiques appelées sarcomères, “enchaînées” les unes aux autres.

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Les sarcomères sont disposés parallèlement, les uns à coté des autres, en ligne transversaledonnant l’aspect strié des fibres.

Les sarcomères sont disposés aussi, en série, les uns derrière l e s a u t r e s , e n l i g n e s longitudinales, constituant des myof ib r i l l es a l lan t d ’une extrémité à l’autre de la fibre.

Axe transversalA

xe longitudinal

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membranebasale

NoyauxMyofibrilles

Membranesarcoplasmique

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Les dimensions des différents composants du sarcomère sont conservées au cours de l’évolution des vertébrés, de la grenouille à l’éléphant en passant par l’homme.

Ces mêmes dimensions de la de la du

.

ne dépendent pascroissance, maturation,

niveau d’entraînement

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Filament finStrie Z

Filament épais

Sarcomère( 1,6 à 2,5 µm selon l’état de contraction)

1 µm

0,2 µm

1,6 µm

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Les variations des dimensions musculaires (volumes, longueurs, diamètres des muscles) avec la la

et l’

croissance, maturation pubertaire, entraînement physique ne sont pas le résultat d’une augmentation des dimensions du sarcomère.

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Ces modifications de la morphologie musculaire sont

- des

sarcomères pour l’accroisssement du muscle.

l’expression d’une multiplication des sarcomères :

en série

en parallèle en diamètre

sarcomères pour l’accroissement en longueur,

- des

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Sarcomères en série

Sarcomères en parallèle

Un faisceau de myofibrilles est constitué de sarcomères en série et en parallèle

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La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 16: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

2,0 m

1,5 m

1,0 m

0,5 m

Effets de la taillesimilitude géométrique

2,0 m

1,5 m

1,0 m

0,5 m

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1 m

1 m1 m

1,5 m

1,5 m

1,5 m

2S = 2,25 m

3V = 3,37 m

3V = 1m

2S = 1m

Effets de la taille sur les et les surfaces volumes

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x 2,25

Surface Section transversale

Force musculaireF = 2,25 F2 1

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L a f o r c e m u s c u l a i r e F e s t proportionnelle au carré de la taille :

2F = k x L 3

La musculaire est donc

2 3= k x L / L =

force rapportée à la masse corporelle inversement proportionnelle à la taille :

F k / L - 1F = k x L

Page 20: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

h

H

La valeur des bras de levier des forces musculaires et des forces extérieures dépend de la taille.

Page 21: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

h1

H1

h2H2

P1P2

F1 F2

H x P2 2 = h . F2 2 H . P1 1 = h . F1 1

= F . h1 1(P1 H1/ P2 = F . h2 2( / H2 ) )

= k.F1P1 P2 = k.F 2

La charge soulevée, proportionnelle à la force musculaire, est donc fonction de la taille au carré.

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L a f o r c e m u s c u l a i r e F e s t proportionnelle au carré de la taille :

2F = k x L 3

La force musculaire est proportionnelle à la masse corporelle à la puissance 2/3

1 / 3 2F = k x (k x M ) 3 22 / 3F = k x M 4

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Masse corporelle (kg)10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Force musculaire(% sujet moyen 72 kg)

0

20

40

60

80

100

120

140

F = k1.M

F = k2.M 2/3

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L’ d e s résultat de musculaire doit tenir compte que la force est proportionnelle au carré de la taille et non

i n t e r p r é ta t i o n mesure de force

pas à la masse corporelle.

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h1 H1h2 H2

P1P2

F1 F2

H .P2 2 = h .F2 2 H .P1 1 = h x F1 1

H.P = h. F = = 2 (k .taille).(k .taille )1 23 k .taille3= k .masse4=

Les moments de force sont proportionnels à la masse corporelle. Par conséquent, les moments de force rapportés à la masse corporelle sont indépendants de la taille.

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A qualités musculaires identiques, les résultats des de force sont

lorsqu’ils sont

mesures de moment indépendants de

la taille r a p p o r t é s a u p o i d s corporel.

Page 27: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

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Muscles pénnésMuscles pénnés

Plume(pen en anglais)

Empennaged’une flèche

Disposition des fibresd’un muscle penné

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Chez l’homme, de nombreux muscles squelettiques ne sont pas constitués de fibres disposées parallèlement à leur grand axe.

L’ de nombreux muscles est par rapport à leur grand axe.

La disposition des fibres de nombreux muscles ressemble à la

. Ces muscles sont dénommés “ ”.

orientation des fibresinclinée

structure d’une plumemuscles pennés

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N fibres

n fibres

généralement 2N cos a > n par conséquent 2 N x F x cos a > n x F

R

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n fibres

a

a = angle de pennation

insertions tendineuses proximales

insertions tendineusesdistales

Le muscle penné (à gauche) a le même volume et la même largeur d’insertion proximale que le muscle à fibres parallèles (à droite).

N fi

bres

N fibres

Page 32: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

R

F1 F2F1 F x cos a1 F2 F x cos a2

F1 F2

R

R

R = 2 Fx cos a

R = (F + ) x cos a1 F2

Page 33: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

R

Résultante des forces de l’ensemble des fibres

Résultante des forces de 2 fibres pennée

Chaque paire de fibrescontribue à la force totale

RR

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Intérêts et limites de la pennation des muscles

La pennation des muscles squelettiques s'accompagne d'un augmentation de leur force maximale.

Tous les muscles ne sont pas penné car la pennation s'accompagne aussi d'une diminution de leur capacité de raccourcissement et par conséquent de leur vitesse maximale.

Par contre, la pennation d'un muscle n'a pas d'effet sur sa puissance maximale (Puissance = Force.Vitesse).

Les muscles bi-articulaires (biceps femoris, semi-tendinosus, semi-membranosus, gastrocnemii...) sont généralement pénnés.

Page 35: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

N fibres

n fibres

Raccourcissement

Raccourcissement

Pour un même pourcentage de raccourcissement de ses fibres, le raccourcissement du muscle pénné est moindre car ses fibres sont généralement plus courtes.

Page 36: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 37: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

FT

FN

md

O

Le moment (M ) de la force F par O

rapport au centre de rotation O est égal au produit vectoriel de la composante normale F et de la N

distance d

M = F *dNO

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F

m

h

O

Le moment (M ) de la force F par O

rapport au centre de rotation O est égal au produit vectoriel de F et du bras de levier h :

M = F*hO

Page 39: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

FT

FN

m

hFN

m

O

d

O

= F *dNM = F*hO

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FT

F

mO h

FT

FN

mO

d

Lorsque le muscle s’insère à angle droit, les vecteurs F et F sont égaux, les vecteurs h et d sont égaux et N

la valeur de F est nulle. T

Un cas particulier :

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La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● tâgeempérature musculaire.

Page 42: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Effet de l’angle articulaire

les composantes F et FT N

le bras de levier (h)

la longueur du muscle

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FT

F

mO h

Effet de l’angle articulaire sur les composantes F et FT N

le bras de levier (h)

le moment de force MO

FN

m

h

O

Page 44: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

FT

FN

mO

d

FT

FN

md

O

Effet de l’angle articulaire sur les composantes F et FT N

le bras de levier (h)

le moment de force MO

Page 45: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

de la relation

à la relation

Force-Longueur

Moment-Angle articulaire

Page 46: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

De la théorie des filaments glissants à la

Relation Force-Longueur des sarcomères

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La formation des ponts actine-myosine peut être mise en évidence à fort agrandissement sur des coupes très fines après traitement par du glycérol. (le glycérol dissout les membranes lipidiques)

Page 48: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Filament fin

Filament épais

Ponts actine-myosine

Page 49: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

D’après la théorie des filaments glissants, la produite par une fibre musculaire

du

La production de force dépend donc de l’importance du

forcedépend nombre de ponts actine-myosine.

recouvrement des filaments fins et épais.

Page 50: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Théorie des filaments glissantsLe nombre de ponts “actine-myosine” (en rouge)(c’est à dire la force produite par un sarcomère)

est proportionnel au recouvrement des filaments fins et épais

Page 51: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Ceci a été démontré par Gordon et coll en 1966 qui les valeurs de

mesurée sur une et le des filaments

fins et épais en microscopie optique.

ont confrontéforce fibre musculaire unique recouvrement

observé simultanément

Page 52: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% max)

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

d’après Gordon et coll 1966

La force diminue avec l’élongation du sarcomère car le recouvrement des filaments fins et épais diminue.

Page 53: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% max)

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

d’après Gordon et coll 1966

Un plateau de force est observé car le nombre de ponts actine-myosine est constant (la région centrale des filaments épais est dénudé).

Page 54: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% max)

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

d’après Gordon et coll 1966

Une diminution de force est observée car une partie des fi laments fins se chevauchent et le nombre de ponts actine-myosine baisse.

Page 55: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% max)

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

d’après Gordon et coll 1966

Une diminution de force est observée car les filament épais butent sur les stries Z.

Page 56: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% max)

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

d’après Gordon et coll 1966

Zonefonctionnelle

Page 57: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Relation Force-Longueurdu muscle isolé

Page 58: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La relation force-longueur de la fibre isolée trouve son expression dans la

.

A la force produite par les sarcomères, il convient d’ la force due à la

du muscle (tissu collagène, membranes cellulaires...).

relation force-longueur du muscle entier

ajouter mise en tension des structures visco-élastiques

Page 59: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force-longueur du muscle est égale à la de :

- la relation force-longueur (é léments v iscoélast iques en parallèle avec les sarcomères) ;

- la relation force-longueur exprimant la force produite par les

relation totale somme

passive

active

ponts actine-myosine.

Page 60: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% max)

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

force totale

force active

force passive Zonefonctionnelle

longueur d'équilibre

longueur de repos

100500

100

80

60

40

20

0

150% longueur de repos

0 3 µ2 µ1 µ longueur

force totale

force active

force passive

longueur de repos

Page 61: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Moment (% max)

100

80

60

40

20

00 180°120°60°

Angle articulaire

La relation angle-moment est l’expression des effets de l’angle articulaire sur la et la grandeur des .

longueur du muscle bras de levier

Page 62: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● température musculaire.

Page 63: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

RelationForce-Vitesse

du muscle isolé

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Capteur de force

Muscle

Butée

Levier

Poids

Ergomètre utilisé pour l'étude d'un muscle isolé

Stimulateur

Page 65: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La forceest mesurée

Le muscle seraccourcit

Poids

Stimulation du muscle

La vitesse du déplacementest mesurée

Page 66: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

PoidsStimulateur

Il est possible de faire varier la valeur des poids que le muscle soulève.

Page 67: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

PoidsStimulateur

En faisant varier les poids, il est possible de déterminer une relation entre la force et la vitesse de raccourcissement.

Page 68: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 1000

20

40

60

80

100

Force

Vitesse

Page 69: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 1000

20

40

60

80

100

Force

Vitesse

= force à vitesse nulleF 0= force maximale isométrique

Page 70: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Effets de la température

La température musculaire a des effets très marqués sur la vitesse de raccourcissement musculaire : une augmentation de la température musculaire s’accompagne d’une augmentation importante de la vitesse maximale de contraction.

Par contre, les effets de la température musculaire sur la force maximale isométrique sont nettement moins marqués. Les effets de la température sur la force produite au cours d’un exercice devraient donc être d’autant plus net que la vitesse de contraction est élevée.

Par son effet sur la vitesse de contraction, une élévation de température augmente la puissance.

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RelationForce-Vitesse

avec allongementmusculaire

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Stimulateur

Si le poids est supérieur à la force maximale isométrique le muscle s’allonge au lieu de se raccourcir.

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Stimulateur

En faisant varier les poids, il est possible de déterminer une relation entre la force et la vitesse d’allongement.

Page 74: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 100

Vitesse

- 20- 40- 60

Force

ConcentriqueExcentriqueAllongement Raccourcissement

travail defreinage

travailmoteur

Page 75: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d’un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

- facteurs anatomiques- surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;- taille des sujets ;- architecture musculaire ;- bras de levier ;- conditions de réalisation de l’exercice - angles articulaires (relation force-longueur) ;- vitesse des mouvements ;- durée des exercices et nombre de répétitions ;- facteurs physiologiques - propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et fibres rapides) ;- recrutement spatial et temporel ;- recrutement des muscles agonistes et antagonistes ;- âge et genre.

Page 76: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 100% Force maximale

8

12

16

20

24

4

Nombre de répétitions possibles

LutteursZatsiorsky et coll. 1968

Sujetsmoyens

0

Page 77: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 100% Force maximale

20

60

80

100Nombre de répétitions possibles

Haltérophiles

Lutteurs

Adapté d’après Zatsiorsky et coll. 1968

40

0

Page 78: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 100

10

1

0

2

3

4

5

6

7

8

9

Forcecritique

% Force maximale

Relation entre % force maximale isométrique et temps de maintien de cette force

Adapté d’après des données de Monod et Scherrer 1957

Approximativement, le temps de maintien de 50 % de la force maximale correspond à environ une minute.

L’asymptote de cette courbe correspond à une force, appelée , qu’il est possible de maintenir indéfiniment.

force critique

Temps de maintien(min)

Page 79: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0 20 40 60 80 100

% Force maximale

10

15

20

25

30

5

Temps de maintien(min)

0

1,0 0,50,8 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 travail / repos

temps de maintien pour différents rapports

travail/repos

Adapté d’après Pottier et coll; 1969

Exercices isométriques continus et intermittents

Page 80: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

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Propriétés contractiles des fibres musculaires

Il existe de très nettes différences de vitesse de contraction entre les fibres lentes et les fibres rapides (ordre de grandeur de 1 à 3).

Par contre, les différences de contrainte maximale (force par unité de surface de section transversale) sont probablement nettement moins marquées.

La contrainte maximale des muscles rapides n’est probablement que légèrement supérieure (+ 10 à 20 % ?) à celle des muscles lents.

Page 82: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,80,6

1,0

0

Force (F/F )0

3,0

2,0

4,0

- 0,00,4

Vitesse de raccourcissementdes sarcomères (µm/s)

0,2 1,0

Muscle rapide

Muscle lent

F0

V0

Page 83: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Vitesse

0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2

Force

fibre rapide

f. lente

0

40

60

80

100

20

Comparaison des relations vitesse-forced’une fibre musculaire et d’une fibrelente rapide

Page 84: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 85: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Facteurs physiologiques

Recrutement spatial et temporel

Il est probable que des sujets non entraînés ne sont pas capables de recruter l’ensemble de leurs unités motrices et de les tétaniser.

Les améliorations très rapides observées les premières semaines d’un programme d’entraînement sont probablement l’expression d’une amélioration :

● du recrutement spatial (recrutement de l’ensemble des unités motrices) ;

● du recrutement temporel (tétanisation optimale de l’ensemble des unités motrices).

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La que peut produire un dépend principalement de deux facteurs :

- la activant les f ibres musculaires (

) ;

- participant à la production de force, c’est à dire le nombre d’ ( ).

force muscle

fréquence des influxrecrutement

temporel

le nombre de fibres musculaires

unités motricesrecrutement spatial

Page 87: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,2 0,30,1

temps de latence

temps de contraction

temps de demi-relaxation

temps (s)

Stimulation

00

10

20

30

40

Force (% max)

La secousse musculaire est la réponse mécanique à une excitation.

Secousse musculaire

Page 88: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,2 0,30,1temps (s)

Muscle lent

Muscle rapide

0

10

20

30

40

0

Secousse musculaireForce (% max)

La secousse musculaire des muscles rapides est plus brève que celle des muscle lents.

Page 89: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,6 0,90,30temps (s)

100

80

60

40

20

0

Force (% max)

0temps (s)

Quand le muscle est à nouveau stimulé avant que la force ne soit retournée au zéro, la valeur du deuxième pic de force est supérieure à celle de la secousse.

Stimulations

Page 90: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,6 0,90,30temps (s)

100

80

60

40

20

0

Force (% max)

Le même phénomène est observé si une troisème stimulation est réalisée.

Page 91: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,6 0,90,30temps (s)

100

80

60

40

20

0

Force (% max)

Le même phénomène est observé si une quatrième stimulation puis une cinquième sont effectuées.

Page 92: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,6 0,90,30temps (s)

100

80

60

40

20

0

Force (% max)Cependant, à partir d’un certain nombre de stimulations, la force n’augmente plus et se stabilise à un pseudo plateau autours du quel elle oscille..

Page 93: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,4 0,60,20temps (s)

25 Hz

15 Hz

25 Hz

40 Hz100

80

60

40

20

0

Tétanos fusionnéForce (% max)

A partir d’une fréquence appelée fréquence de tétanisation, on observe un plateau de force. Au delà de cette fréquence, la valeur du plateau n’augmente plus.

Page 94: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,4 0,60,20temps (s)

50 Hz

30 Hz

80 Hz100

80

60

40

20

0

Force (% max) Tétanos fusionné

La fréquence de tétanisation d’un muscle est d’autant plus élevée que sa secousse musculaire est brève et que sa vitesse de contraction est élevée.

Page 95: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

L’ permet de faire varier la force

produite par u

augmentation de la fréquence des influx

fibreunité motrice muscle entier

4 à 5 fois

ne musculaire (une ou un ) d’une

valeur faible (secousse musculaire) à une valeur plus élevée (tétanos parfait)..

Page 96: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

020 40 60 80 1000

80

60

40

20

0

100

% force maximale

relation entre la fréquence de stimulation et la valeur du “plateau” de force moyennes et écarts types des résultats de 13 unités motrices différentes s t imu lées séparément (d ’après Macefield 1996).

Page 97: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

L’effet de la fréquence des stimulations sur la production de force est probablement l’expression de la relation entre la

et l’ des concentration cytoplasmique en calcium activation protéines contractiles.

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Lors de l’arrivée d’un potentiel d’action, la dépolarisation du réticulum sarcoplasmique s’accompagne d’une ouverture de leurs canaux calciques.

Le calcium sort du réticulum en suivant son gradient de concentration et la concentration cytoplasmique en calcium augmente.

très brève

Page 99: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,2 0,30,1temps (s)

Stimulation

00

10

20

Secousse musculaireForce (% max)

dépolarisation membranaire

Calcium cytosolique

Ouverture et des canaux calciquesfermeture

repompage du calcium dans le réticulum

Page 100: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Les molécules de troponine n’ont cependant pas le temps d’être saturées en calcium car les

La production d’une force maximale est le résultat de la création d’un maximum de ponts actine- myosine.

pompes à calcium font rentrer cet ion dans le réticulum.

Page 101: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,2 0,30,1temps (s)

Stimulation

00

10

20

Force (% max)

dépolarisation membranaire

Calcium cytosolique

Ouverture et des canaux calciquesfermeture

Page 102: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La production d’une force maximale nécessite une saturation de la troponine en calcium et par conséquent des concentrations calciques élevées dans le cytoplasme.

Cec i nécess i te une f réquence d’ouverture des canaux calciques suffisamment élevée pour que les pompes calciques n’aient pas le temps de faire rentrer cet ion dans le réticulum.

Page 103: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Capteur de ForceVastus lateralis

Biceps femoris Soleus

Force dite “explosive”

Force maximale volontaire (FMV)

Adapté d’après Sahaly et coll. 2003

La est d’que :

! le muscle est composé de fibres rapides ;

! la compliance du tendon est moindre (raideur plus élevée) ;

!

montée de force autant plus rapide

l ’ac t iva t ion muscula i re est importante dès le début de l’exercice.

Pente maximale

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Recrutement temporel « supra-maximal »

Lors d’exercices à vitesses angulaires très élevées, la brièveté de la contraction ne permet pas toujours de produire une contraction maximale sans un entraînement spécifique.

Une augmentation très importante de la fréquence de décharge des unités motrices (fréquences très supérieures à leurs fréquences de tétanisation) en début de contraction permettrait d’atteindre plus tôt un niveau de contraction maximale grâce à une augmentation très rapide de la concentration de calcium dans le cytosol.

Page 105: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,4 0,60,20temps (s)

40 Hz

100

80

60

40

20

0

Force (% max)

La stimulation d’une unité motrice à une à la

n ’ a u g m e n t e p a s significativement la valeur de la force maximale.

Mais la (fixation plus rapide du calcium sur la troponine par accèlération de sa sortie du réticulum ?).

fréquence supérieure fréquence de t é t a n i s a t i o n

montée de force est plus rapide

80 Hz

Page 106: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Enregistrement intra-musculaire de potentiels d’action

d’une unité motrice de l’adducteur du pouce innervée par un rameau aberrant du nerf médian .

au cours d’une contraction volontaire maximale.

Enregistrement

Adapté d’après Merton

Fréquence très élevée (100 Hz) au début de la contraction

1 s

Page 107: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Que le muscle produise une musculaire un plus ou moins parfait, l’

.

Il est possible de mettre en évidence, en excitant un muscle par une stimulation électrique d’intensité croissante (stimulation du nerf moteur ou stimulation directe du muscle).

secousseou tétanos

amplitude de la force dépend du nombre de fibres recrutées

ce fait

Page 108: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

A faible intensité, seules les fibres les plus excitables et traversées par les quantités de courant les plus fortes.

En augmentant l’intensité du courant, on recrute des fibres moins excitables ou des fibres recevant moins de courant car plus éloignées de l’électrode de stimulation. Plus la stimulation électrique est intense, plus le nombre de fibres recrutées est élevé et plus la production de force est importante.

sont recrutées,

Page 109: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0,2 0,30,1temps (s)

0

20

40

60

80

0

Force (% secousse maximale)

100

Réponse à une stimulation é lectr ique d ' in tensi té croissante.

Page 110: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Force (% tétanos max)

0,4 0,60,20temps (s)

100

80

60

40

20

0

Réponse à une stimulation électriqued'intensité croissante, à une fréquence suffisamment élevée pour tétaniser les différents types d’unités motrices.

Page 111: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Les différentes

Ceci peut être mis en évidence au cours d’une contraction isométrique avec montée de force progressive (rampe).

Pour chaque unité motrice il existe un niveau de force, appelé , au delà du quel l’unité motrice est recrutée.

unités motrices sont recrutées en fonction du niveau d’activation musculaire.

seuil

Page 112: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

2 31temps (s)

00

10

Force

Unité motrice 1

Unité motrice 2

Unité motrice 3

S1

S2

S3

Recrutement de différentes unités motrices au cours d'une montée de force isométrique

Page 113: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

En général, l’ des différentes unités motrices est f o n c t i o n d e

qui les

ordre de recrutement

l a t a i l l e d e s motoneurones (loi de la taille de Henneman).

innervent

Page 114: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

- l motoneurones de petites taillesfibres musculaires lentes

seuils les plus bas ;

-

- -

es innervant les detype I ont les

à l’opposé, innervant les

ont des

innervant les fibres rapides de type IIa ont des seuils intermédiaires.

les motoeneurones de très grandes tailles fibres les plus rapides de type IIb seuils élevés ;

les motoneurones de tailles moyennes

Page 115: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Le selon la est du recrutement par

du nerf ou du point moteur :

- dans les situations physiologiques obeÏssant à la loi de la taille, ce sont les unités motrices lentes de type I qui sont recrutées les premières et les fibres rapides de type IIb les dernières ;

- , une stimulation électrique recrute en premier les fibres de grosses tailles, c’est-à-dire les fibres rapides (types IIb puis IIa).

recrutement loi de la tailleinverse stimulation électrique

statistiquement

Page 116: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Si un muscle possède N unités motrices, le spatial permet en théorie une

que celle du recrutement temporel (1 à 5), allant :

- d’une faible force où seules quelques unités motrices sont recrutées ;

- à une force élevée, maximale, où la totalité des N unités sont recrutées.

recrutementgradation de la force beaucoup plus large (1 à N)

Page 117: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La gradation de la force combine recrutement spatial et temporel :

- une correspond au recrutement de

à ;

- une où la sont recrutées et

faible forcequelques unités

motrices faibles fréquences

force maximale totalité des unités motrices tétanisées.

Page 118: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 119: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Facteurs physiologiques

Recrutement des muscles agonistes et antagonistes

Le moment maximal exercé au niveau d’une articulation est la somme algébrique des moments exercés non seulement par les muscles agonistes mais aussi des muscles antagonistes.

Il existe en effet une co-activation des muscles antagonistes dont il faut retrancher les moments de ceux exercés par les muscles agonistes.

Les améliorations très rapides observées les premières semaines d’un programme d’entraînement sont probablement aussi le résultat d’une amélioration du recrutement des muscles agonistes et d’une optimisation du recrutement des muscles antagonistes qui peut diminuer après un programme d’entraînement.

Page 120: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

La force maximale que peut produire un sujet au cours d'un exercice musculaire donné dépend de nombreux facteurs :

facteurs anatomiques● surface de section musculaire (nombre de myofibrilles) ;● taille des sujets ;● architecture musculaire ;● bras de levier

conditions de réalisation de l'exercice● angles articulaires (relation force-longueur)● vitesse des mouvements ;● durée des exercices et nombre de répétitions ;

facteurs physiologiques

● propriétés contractiles des muscles (fibres lentes et rapides) ;● recrutement spatial et temporel ;● recrutement des muscles agonistes et antagonistes● âge et genre.

Page 121: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Performances des enfants dans des

exercices réalisés contre le poids corporel En théorie, les performances des enfants devraient être meilleures que celles des adultes lorsqu’ils doivent déplacer leur corps verticalement, contre la force de pesanteur. Dans la réalité, les performances des enfants dans ces exercices sont inférieures à celles des adultes.

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Age (années)

Force maximale(% du maximum chez l'homme adulte)

0 10 20 30 40 50 60 70

100

80

60

40

20

0

Hommes

Evolution de la force maximale

avec l'âged'après Hollmann et Hettinger

Page 123: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

0

50

100

20 40 60 80

Age (années)

60708090

010203040

Surface de section transversale du quadriceps% de la valeur à 30 ans

d’après Lexell et coll. 1988

Page 124: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

12 13 14 15 16 17 180

5

10

Nombre de tractions à la barre (chin-up)

Age (années)

Résultats attendus car les enfants sont de petite taille.

Le poids est proportionnel au cube de la taille mais la taille est proportionnelle au carré de la taille.Les sujets de petite taille sont donc avantagés pour déplacer leur masse corporelle contre la force de pesanteur.

Page 125: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Facile ! Quand on est petit...

En théorie oui ! Mais pas pourles enfants...

Page 126: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

12 13 14 15 16 17 180

5

10

Résultats observéspar Schiötz en 1929

Nombre de tractions à la barre

Age (années)

Résultats attendus car les enfants sont de petite taille.

Conclusion : Les enfants ne sont pas des adultes en miniatures.

Page 127: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

12 13 14 15 16 17 180

5

10

1967

1929Nombre de tractions à la barre

Age (années)

Effet de la sédentarité sur la force musculaire ?

Effet d’une surcharge pondérale ?

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7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Age(années)

Force de serrage manuel (gauche et droit)rapportée à la masse corporelle

Résultats attendus car les enfants sont de petite taille.

,

Page 129: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Age(années)

Garçons

Force de serrage manuel (gauche et droit)rapportée à la masse corporelle

Adapté d’après Blimkie 1989

Résultats observéspar Blimkie

Résultats attendus car les enfants sont de petite taille.

Conclusion : Les enfants ne sont pas des adultes miniatures.

0

10

5

, N/kg

15

Page 130: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

6 8 10 12 14 16 180

20

40

Masse musculaire (kg)

Age (années)

30

10

Garçons

Page 131: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Age (années)0 10 12 14 16 20

Fibres musculaires(diamètre en m)

0

10

20

30

40

50

60

2 4 6 8 18 24

70

Page 132: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Type de fibres

Naissance

1 an

6 ans

30 ans

I

40

60

59

60

IIa

30

30

21

20

IIb

10

10

20

20

IIc

20

0

0

0

Distribution des différents types de fibres musculaires en % du nombre total (d’après les données de Gollnick 1973, Bell 1980, Colling-Saltin 1980 ).

Page 133: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

10

8

6

4

2

00 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

Pic de Croissance

Age (ans)

11 12 13 14 15 1610 9 17 18 G

Age lors du pic de croissance de la variable étudiée

Stadespubertaires(Tanner)

P1-G2P1-G1 P2 P3 P4 P5

Garçons

Force Memb. Sup.

Détente verticale

Poids

Force Memb. Inf.

Plis cutanés (bras)

Tapping test

Suspension bras fléchis

Navette sprint

Muscle Memb. Sup.

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Croissance = processus quantitatif

Maturation = processus qualitatif

Les effets de la croissance et de la maturation (en particulier pubertaire) sur les performances peuvent s’additionner ou se contrebalancer.

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0

50

100

20 40 60 80

Age (années)

60708090

010203040

Surface de section transversale du quadriceps% de la valeur à 30 ans

d’après Lexell et coll. 1988

1,01,21,4

0,20,40,60,8

0

Rapport des surfaces occupées par les fibres II et I (II / I)

section transversale du quadricepsd’après Aoyagi et Shephard 1992

fibres II / fibres I

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Age (années)

Force maximale(% du maximum chez l'homme adulte)

0 10 20 30 40 50 60 70

100

80

60

40

20

0

Hommes

Femmes

Evolution de la force maximaleavec l'âge

d'après Hollmann et Hettinger

Page 137: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

6 8 10 12 14 16 180

20

40

Masse musculaire (kg)

Age (années)

30

10

Garçons

Filles

Page 138: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Age

(années)17 18

100

80

60

40

20

0

Force de serrage manuel (gauche et droit)100 x rapport Filles / Garçons %

Adapté d’après Blimkie 1989

Page 139: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

10

8

6

4

2

00 +1 +2 +3 +4 +5-1- 2- 3-4-5

Croissance staturale (cm / an)

Pic de Croissance

Age (ans)

11 12 13 14 15 1610 17 18

Age lors du pic de croissance de la variable étudiéeP1 P4

Filles

Stadespubertaires(Tanner)

19

Force Memb. Sup.

Tapping test

Suspension bras fléchis

Muscle Memb. Sup.

Détente verticale

Poids

Force Memb. Inf.

Plis cutanés (bras)

Navette sprint

P2 P3 P5

1ères Règles

Page 140: Force maximale volontaire - sorbonne-universite...Force maximale volontaire et “1 RM” La force maximale volontaire peut être enregistrée au cours d’un exercice isométrique

Hommes

Femmes

Fibres I Fibres IIA Fibres IIB

Valeurs moyennes et écarts-types des surfacesde section transversale des différents types defibres musculaires chez les hommes et lesfemmes adultes (d’après Glenmark et coll. 1992)