LA FORCE LA FORCE MAXIMALE MAXIMALE

VOLONTAIRE VOLONTAIRE

INTRODUCTIONINTRODUCTION

Une force est produite par des Une force est produite par des muscles.muscles.

Mais, d’autres facteurs interviennent Mais, d’autres facteurs interviennent dans la production d’une force : dans la production d’une force :

1.1. poids du sujetpoids du sujet2.2. forces de frottementsforces de frottements

La force maximale volontaire (FMV) La force maximale volontaire (FMV) va permettre d’étudier ces facteurs. va permettre d’étudier ces facteurs.

FORCE MAXIMALE D’UNE FORCE MAXIMALE D’UNE CHAINE FOCALE FERMEECHAINE FOCALE FERMEE

Qu’est-ce que la force maximale?Qu’est-ce que la force maximale? Elle correspond à la tension Elle correspond à la tension

tétanique : c’est la force produite au tétanique : c’est la force produite au sommet de la courbe tension-sommet de la courbe tension-longueur.longueur.

tensiontension

longueurlongueur

Force maximale Force maximale volontaire analytique :volontaire analytique :

C’est la force maximale que peut C’est la force maximale que peut produire produire un seulun seul groupe de groupe de musclesmuscles pendant un effort pendant un effort isométrique de quelques isométrique de quelques secondes.secondes.

On la nomme FMVAOn la nomme FMVA

Force maximale Force maximale volontaire synthétiquevolontaire synthétique

C’est la force maximale que C’est la force maximale que peuvent maintenir peuvent maintenir plusieurs plusieurs groupesgroupes de musclesde muscles pendant pendant quelques secondesquelques secondes

On la nomme FMVSOn la nomme FMVS

On regroupera sous le terme On regroupera sous le terme de FMV (force maximale de FMV (force maximale volontaire) l’ensemble FMVS volontaire) l’ensemble FMVS et FMVAet FMVA

Les chaînes corporellesLes chaînes corporelles

Chaîne focale :Chaîne focale :

Partie du corps qui développe Partie du corps qui développe l’effort externel’effort externe

Chaîne posturale :Chaîne posturale :

Reste du corps qui rend l’effort Reste du corps qui rend l’effort possiblepossible

Les chaînes focalesLes chaînes focales

Chaîne focale fermée :Chaîne focale fermée :

Les deux extrémité de la chaîne Les deux extrémité de la chaîne sont fixessont fixes

Chaîne focale semi-fermée :Chaîne focale semi-fermée :

Seule l’extrémité distale est fixéeSeule l’extrémité distale est fixée

Les facteurs musculo-squelettiques Les facteurs musculo-squelettiques de la FMV sont étudiés à partir de la de la FMV sont étudiés à partir de la chaîne focale fermée.chaîne focale fermée.

Les facteurs biomécaniques à partir Les facteurs biomécaniques à partir de la chaîne focale semi-fermée.de la chaîne focale semi-fermée.

Comment mesurer la Comment mesurer la FMV d’une chaîne bi-FMV d’une chaîne bi-

articulée fermée? articulée fermée?

A partir des moments A partir des moments musculaires nets.musculaires nets.

Moments musculaires Moments musculaires netsnets ExempleExemple : :

Moments musculaires netsMoments musculaires nets

F F

RRO1O1

FFm1m1

OO, , OO1 1 OO22

PP22

PP11

Moments musculaires netsMoments musculaires nets

FF

FFm2m2

PP2 2

RR0202

Moments musculaires netsMoments musculaires nets

Il faut appliquer le théorème du Il faut appliquer le théorème du moment d’inertie aux 2 chaînes : moment d’inertie aux 2 chaînes : ΣΣ M M = I = I αα

Or I est nulleOr I est nulle Donc : Donc : ΣΣ M = 0 M = 0

Moments par rapport à l’épaule Moments par rapport à l’épaule (O1) :(O1) :

F F

RRO1O1

FFm1m1

OO, , OO1 1 OO22

PP22

PP11

ΣΣ MO1(Fm1) + MO1(P1) + MO1(P2) = 0 MO1(Fm1) + MO1(P1) + MO1(P2) = 0

Moments par rapport au coude Moments par rapport au coude (O2) :(O2) :

FF

FFm2m2

PP2 2

RR0202

ΣΣ MO2(Fm2) + MO2(P2) + MO2(F) = 0 MO2(Fm2) + MO2(P2) + MO2(F) = 0

En additionnant les deux équations : En additionnant les deux équations :

ΣΣ M MO1O1(Fm1) + M(Fm1) + MO1O1(P1) + M(P1) + MO1O1(P2) + (P2) + ΣΣ M MO2O2(Fm2) + M(Fm2) + MO2O2(P2) + M(P2) + MO2O2(F) = 0(F) = 0

Moments musculaires netsMoments musculaires nets

En isolant les forces musculaires : En isolant les forces musculaires : ΣΣMMO1O1(Fm1) + (Fm1) + ΣΣMMO2O2(Fm2) = Mmn(Fm2) = MmnO1 O1 + +

MmnMmnO2O2

ΣΣ (Fm1.d1) + (Fm1.d1) + ΣΣ (Fm2.d2) = Mmn (Fm2.d2) = MmnO1 O1 + +

MmnMmnO2O2

On fait ici un effort maximal, doncOn fait ici un effort maximal, donc

FMVS = Mmn/épaule + Mmn/coude + csteFMVS = Mmn/épaule + Mmn/coude + cste

Effets de la géométrie Effets de la géométrie musculo-articulaire sur la musculo-articulaire sur la

FMVSFMVS

La FMV va dépendre :La FMV va dépendre :

1.1. De la nature de l’effortDe la nature de l’effort

2.2. De la position des segments du De la position des segments du membre focalemembre focale

3.3. De la position des articulations De la position des articulations adjacentesadjacentes

1. Nature de l’effort1. Nature de l’effort

Deux facteurs entre en compte :Deux facteurs entre en compte :- Relation tension/longueur du muscleRelation tension/longueur du muscle- Variation des bras de levier Variation des bras de levier

musculaires en fonction de l’angle musculaires en fonction de l’angle articulairearticulaire

2. Position relative des 2. Position relative des segmentssegments

Pour un même type d’effort la Pour un même type d’effort la position des segments entre eux position des segments entre eux va faire varier la FMV.va faire varier la FMV.

Les facteurs entrant en compte Les facteurs entrant en compte dans ce changement sont les dans ce changement sont les mêmes que précédemment.mêmes que précédemment.

3. Position des segments 3. Position des segments adjacentsadjacents

La position des articulations adjacentes La position des articulations adjacentes entre aussi en compte dans la FMV.entre aussi en compte dans la FMV.

Ceci s’explique car les muscles ont des Ceci s’explique car les muscles ont des insertions proximales et distales.insertions proximales et distales.

Donc la FMV dépend de la position de Donc la FMV dépend de la position de toutes les articulations du membres toutes les articulations du membres actifs même celles ne participant pas à actifs même celles ne participant pas à l’effort.l’effort.

Facteurs influençant la Facteurs influençant la FMVFMV

Facteurs biologiques comme Facteurs biologiques comme l’âge, le sexe, la latéralitél’âge, le sexe, la latéralité

Facteurs physiologiques : Facteurs physiologiques : entraînement, désentraînement, entraînement, désentraînement, fatigue, usurefatigue, usure

Facteurs influençant la Facteurs influençant la FMVFMV

Ces variations de FMV sont dues Ces variations de FMV sont dues à :à :

- Une modification de la proportion Une modification de la proportion des différents type de fibresdes différents type de fibres

- De la densité des réseaux De la densité des réseaux capillaires dans les musclescapillaires dans les muscles

Temps de maintien Temps de maintien maximale d’une forcemaximale d’une force

C’est le temps limiteC’est le temps limite Il est fonction de l’intensité de la Il est fonction de l’intensité de la

forceforce Temps limite théoriquement Temps limite théoriquement

infini si l’intensité de la force infini si l’intensité de la force est inférieure à 15-20% de la est inférieure à 15-20% de la FMVS.FMVS.

FORCE MAXIMALE D’UNE FORCE MAXIMALE D’UNE CHAINE FOCALE SEMI-CHAINE FOCALE SEMI-

FERMEEFERMEE

Pour étudier les facteurs bio-Pour étudier les facteurs bio-mécaniques de la FMV nous mécaniques de la FMV nous utilisons une chaîne focale semi-utilisons une chaîne focale semi-fermée.fermée.

Influences de la position Influences de la position corporellecorporelle

Nous allons étudier un effort de Nous allons étudier un effort de poussée horizontale.poussée horizontale.

zz

FF

cgcg

RnRn

PP

I I

Rt xRt x

Influences de la position Influences de la position corporellecorporelle

1ère loi de Newton :1ère loi de Newton : ΣΣ F = 0 F = 0

F + R + P = 0F + R + P = 0

En projetant sur les axes :En projetant sur les axes : Fx - Rx = 0Fx - Rx = 0 -P + Rn = 0-P + Rn = 0

Influences de la position Influences de la position corporellecorporelle

Loi des moments cinétiques :Loi des moments cinétiques : Mo (F) + Mo (F) + Mo (R) + Mo (P) = 0Mo (R) + Mo (P) = 0

En projetant sur les axes :En projetant sur les axes : F.h = 0F.h = 0 Rn . Xi – P . Xcg = 0 Rn . Xi – P . Xcg = 0 Donc : F.h = Rn . Xi – P . Xcg Donc : F.h = Rn . Xi – P . Xcg Or Rn = POr Rn = P Donc : P(Xi – Xcg) = F.hDonc : P(Xi – Xcg) = F.h Soit : F = P.d / hSoit : F = P.d / h

Conclusion sur la Conclusion sur la position des segmentsposition des segments

La FMV va donc être proportionnelle La FMV va donc être proportionnelle à la distance horizontale entre le à la distance horizontale entre le centre de pression et le cg,centre de pression et le cg,

proportionnelle au poids du sujet,proportionnelle au poids du sujet, et inversement proportionnelle à la et inversement proportionnelle à la

hauteur à laquelle la poussée est hauteur à laquelle la poussée est effectuée.effectuée.

Effets des forces de Effets des forces de réactions extérieuresréactions extérieures

Un effort n’est possible que si il Un effort n’est possible que si il existe une force de réaction existe une force de réaction s’opposant à la force produite.s’opposant à la force produite.

La limite d’adhérence se La limite d’adhérence se caractérise par le coefficient de caractérise par le coefficient de frottement frottement μμ..

Rt = Rt = μμ Rn Rn

Effets des forces de Effets des forces de réactions extérieuresréactions extérieures

Adhérence au niveau des appuis Adhérence au niveau des appuis podaux :podaux :

Il faut une adhérence maximale Il faut une adhérence maximale entre les appuis et le sol pour entre les appuis et le sol pour effectuer un effort max.effectuer un effort max.

Effets des forces de Effets des forces de réactions extérieuresréactions extérieures

Adhérence au niveau de la prise Adhérence au niveau de la prise de mains de mains

Plus le coefficiant de frottement Plus le coefficiant de frottement sera faible, plus la FMVS devra sera faible, plus la FMVS devra être importante.être importante.

CONCLUSIONCONCLUSION

La FMVS va dépendre :La FMVS va dépendre :- De la force musculaire du sujetDe la force musculaire du sujet- Du poids du sujetDu poids du sujet- De sa position initialeDe sa position initiale- De la position de ses segments corporelsDe la position de ses segments corporels- De la distance entre le centre de pression De la distance entre le centre de pression

et le centre de gravité du sujetet le centre de gravité du sujet- Du coefficient de frottement au niveau Du coefficient de frottement au niveau

des appuisdes appuis

CONCLUSIONCONCLUSION

« J’ai bien pitonné pour « J’ai bien pitonné pour vendre ma salade! »vendre ma salade! »