la force maximale volontaire

LA FORCE
MAXIMALE
VOLONTAIRE
INTRODUCTION



Une force est produite par des
muscles.
Mais, d’autres facteurs interviennent
dans la production d’une force :
1. poids du sujet
2. forces de frottements
La force maximale volontaire (FMV)
va permettre d’étudier ces facteurs.
FORCE MAXIMALE D’UNE
CHAINE FOCALE FERMEE


Qu’est-ce que la force maximale?
Elle correspond à la tension tétanique :
c’est la force produite au sommet de la
courbe tension-longueur.
tension
longueur
Force maximale volontaire
analytique :


C’est la force maximale que peut
produire un seul groupe de
muscles pendant un effort
isométrique de quelques secondes.
On la nomme FMVA
Force maximale volontaire
synthétique


C’est la force maximale que peuvent
maintenir plusieurs groupes de
muscles pendant quelques secondes
On la nomme FMVS

On regroupera sous le terme de
FMV (force maximale volontaire)
l’ensemble FMVS et FMVA
Les chaînes corporelles
Chaîne focale :
Partie du corps qui développe l’effort
externe

Chaîne posturale :
Reste du corps qui rend l’effort possible

Les chaînes focales
Chaîne focale fermée :
Les deux extrémité de la chaîne sont
fixes

Chaîne focale semi-fermée :
Seule l’extrémité distale est fixée



Les facteurs musculo-squelettiques de
la FMV sont étudiés à partir de la
chaîne focale fermée.
Les facteurs biomécaniques à partir
de la chaîne focale semi-fermée.
Comment mesurer la FMV
d’une chaîne bi-articulée
fermée?

A partir des moments musculaires
nets.
Moments musculaires nets

Exemple :
Moments musculaires nets
F
RO1
Fm1
O, O1
O2
P2
P1
Moments musculaires nets
F
Fm2
P2
R02
Moments musculaires nets



Il faut appliquer le théorème du moment
d’inertie aux 2 chaînes : Σ M = I α
Or I est nulle
Donc : Σ M = 0
Moments par rapport à l’épaule (O1) :
F
RO1
Fm1
O, O1
O2
P2
P1
Σ MO1(Fm1) + MO1(P1) + MO1(P2) = 0
Moments par rapport au coude (O2) :
F
Fm2
P2
R02
Σ MO2(Fm2) + MO2(P2) + MO2(F) = 0
En additionnant les deux équations :
Σ MO1(Fm1) + MO1(P1) + MO1(P2) +
Σ MO2(Fm2) + MO2(P2) + MO2(F) = 0

Moments musculaires nets
En isolant les forces musculaires :
ΣMO1(Fm1) + ΣMO2(Fm2) = MmnO1 + MmnO2


Σ (Fm1.d1) + Σ (Fm2.d2) = MmnO1 +
MmnO2
On fait ici un effort maximal, donc
FMVS = Mmn/épaule + Mmn/coude + cste

Effets de la géométrie
musculo-articulaire sur la
FMVS

1.
2.
3.
La FMV va dépendre :
De la nature de l’effort
De la position des segments du membre
focale
De la position des articulations
adjacentes
1. Nature de l’effort
Deux facteurs entre en compte :
- Relation tension/longueur du muscle
- Variation des bras de levier musculaires en
fonction de l’angle articulaire
2. Position relative des
segments


Pour un même type d’effort la
position des segments entre eux va
faire varier la FMV.
Les facteurs entrant en compte dans
ce changement sont les mêmes que
précédemment.
3. Position des segments
adjacents



La position des articulations adjacentes
entre aussi en compte dans la FMV.
Ceci s’explique car les muscles ont des
insertions proximales et distales.
Donc la FMV dépend de la position de
toutes les articulations du membres actifs
même celles ne participant pas à l’effort.
Facteurs influençant la FMV


Facteurs biologiques comme l’âge, le
sexe, la latéralité
Facteurs physiologiques :
entraînement, désentraînement,
fatigue, usure
Facteurs influençant la FMV

-
-
Ces variations de FMV sont dues à :
Une modification de la proportion des
différents type de fibres
De la densité des réseaux capillaires
dans les muscles
Temps de maintien
maximale d’une force



C’est le temps limite
Il est fonction de l’intensité de la
force
Temps limite théoriquement infini
si l’intensité de la force est
inférieure à 15-20% de la FMVS.
FORCE MAXIMALE D’UNE
CHAINE FOCALE SEMIFERMEE

Pour étudier les facteurs biomécaniques de la FMV nous utilisons
une chaîne focale semi-fermée.
Influences de la position
corporelle

Nous allons étudier un effort de poussée
horizontale.
z
F
cg
Rn
P
I
Rt
x
Influences de la position
corporelle

1ère loi de Newton : Σ F = 0

F+R+P=0

En projetant sur les axes :
Fx - Rx = 0
-P + Rn = 0
Influences de la position
corporelle






Loi des moments cinétiques : Mo (F) + Mo
(R) + Mo (P) = 0
En projetant sur les axes :
F.h = 0
Rn . Xi – P . Xcg = 0
Donc : F.h = Rn . Xi – P . Xcg
Or Rn = P
Donc : P(Xi – Xcg) = F.h
Soit : F = P.d / h
Conclusion sur la position
des segments

La FMV va donc être proportionnelle à la
distance horizontale entre le centre de
pression et le cg,
proportionnelle au poids du sujet,
et inversement proportionnelle à la
hauteur à laquelle la poussée est
effectuée.
Effets des forces de
réactions extérieures



Un effort n’est possible que si il existe
une force de réaction s’opposant à la
force produite.
La limite d’adhérence se caractérise
par le coefficient de frottement μ.
Rt = μ Rn
Effets des forces de
réactions extérieures


Adhérence au niveau des appuis
podaux :
Il faut une adhérence maximale entre
les appuis et le sol pour effectuer un
effort max.
Effets des forces de
réactions extérieures


Adhérence au niveau de la prise de
mains
Plus le coefficiant de frottement sera
faible, plus la FMVS devra être
importante.
CONCLUSION

-
-
-
La FMVS va dépendre :
De la force musculaire du sujet
Du poids du sujet
De sa position initiale
De la position de ses segments corporels
De la distance entre le centre de pression
et le centre de gravité du sujet
Du coefficient de frottement au niveau des
appuis
CONCLUSION
« J’ai bien pitonné pour
vendre ma salade! »