D - Stud`Ant STAPS

La puissance musculaire :
Puissance = Force x Vitesse
P = W/t = Fd/t = F x V
Avec W/t en J.s-1
Et F x V en Watt (N.m.s-1)
La puissance c’est la variation d’énergie par unité de temps. Celle-ci peut être positive
(accélération) ou négative (freinage).
Le muscle squelettique :
-
Tissu vasculaire
Tissu nerveux
Tissu conjonctif : aréolaire et tendineux :
Ils ont un rôle d’architecture et de transmission des forces.
- Tissu musculaire
Les supports musculaires :
-
On est capable d’augmenter de 15% notre nombre de fibre musculaire grâce à la musculation
(Hypertrophie). Or à l’origine, le nombre de fibre est fixé dès la naissance, en effet elles sont
incapables de se multiplier.
- Le sarcolemme est excitable, on observe donc une polarité transmembranaire (capacité à
transmettre un message électrique), de plus on observe des replis sur lui-même du sarcolemme que
l’on appelle des invaginations qui elles permettent la continuité de l’ordre de contraction musculaire.
- Exercice d’endurance (marathon et natation) : ils augmentent les moyens mis en œuvre pour
l’augmentation de la consommation d’oxygène : ils permettent le développement de la puissance
aérobie. (Fibre I)
- Chez l’homme : 1 myosine est entourée par 6 actines : plus il y a de ponts plus il y a une
création de Force importante.
- L’activité ATPasique est plus élevée chez les fibres musculaires de type II que chez les fibres
musculaires de type I. Cette activité est contenue dans la tête de la myosine, c’est donc elle qui
détermine le type de la fibre musculaire.
- La création du pont Actine/Myosine permet la mise en route de l’activité ATPasique : la
création d’énergie est utilisée par la myosine pour réaliser une flexion du filament vers le centre du
sarcomère (de 50 à 90°). Cette opération est répétée des centaines de fois, et au fur et à mesure les
sarcomères se raccourcissent : une force mécanique est alors créée et transmise par les tissus
conjonctifs.
Le travail de la puissance musculaire se fait donc également par un travail de coordination intra et
inter musculaire.
- La vitesse de la glycolyse est supérieure à la vitesse du cycle de Krebs. La création d’acide
pyruvique est instable. Ce dernier est alors stabilisé en étant transformé en acide lactique.
Quelque soit le type de fibre, il va y avoir une création de lactate, celui-ci est fortement énergique.
L’acide lactique est un produit dont l’énergie n’a été que partiellement extraite, ce sont les ions H+
qui posent problème car ils annulent l’activité enzymatique et empêchent donc la création d’énergie.
L’architecture musculaire : Impact sur la puissance :
-
Les muscles fusiformes parallèles :
Ils développent de la force sur une plus grande amplitude mais développent une force moins
importante.
Ils développent un niveau de force plus faible pour une vitesse plus importante.
-
Les muscles pennés :
Ils développent plus de force mais sur une amplitude plus faible : les fibres sont placées en série : le
muscle est donc moins déformable.
Ils développent un niveau de force plus important pour une vitesse plus faible.
On peut transformer la nature des fibres musculaires mais en aucun cas on ne peut modifier
leur architecture.
Conclusion :
La puissance musculaire dépend de trois aspects :
-
Typologie musculaire (type et nombre de Fibres musculaires).
Niveau de coordination dans la mise en jeu des muscles pour un mouvement donné.
Architecture des muscles.
Lorsque l’on veut mesurer la puissance développée par un muscle, il faut déterminer la relation
Force-Vitesse :
-
Soit on connait la vitesse et on cherche la force correspondante.
Soit on connait la charge et on mesure les variations de vitesse du mouvement.
Pour pouvoir évaluer la puissance d’un individu, on a besoin de plusieurs valeurs sur différents
mouvements :
-
Prise sur Développé Couché
Prise sur un tirage
Prise sur un ½ Squat
Il y a différentes méthodes pour développer la Puissance :
- Efforts dynamiques autour de 50% de 1RM (stato-dynamique)
- Contrastes de charge (cycle, séance, série (60-40% avec 3 et 6 répétitions, idem 70-30%))
- Pyramide descendante : de 90% à 10% :
Exemple sur le quadriceps : Presse Oblique : 3 séries, gain à partir d’une dizaine de jours.
90% - 5Reps (3 seul et 2 avec aide)  Vitesse max pour tous les mouvements
70% - 5Reps
50% - 5Reps
30% - 5Reps
5 sauts groupés
Puissance
Force
Force
MAX
2
Force-Vitesse : Explosivité
Puissance
ZONE DE TRAVAIL DE LA
PUISSANCE (40 à 60%)
3
1
Repousser la courbe dans
le sens de la diagonale
1 – Structuration (endurance de force)  Volume, charge à 70%
2 – Force MAX pour l’impact nerveux : Coordination
3 – Puissance
4 – Pliométrie
4
Vitesse MAX
Vélocité
Vitesse
Méthodes de musculation.
Planification et intérêt
dans la pratique sportive
JP Doutreloux
Les groupes musculaires
La force
Force
-maximale
dynamique
lancer
traction
poussée
-vitesse
-endurance
statique
soutien
traction
pression
F de sprint
F de saut
F de tir
F de lancer
F de traction
F de frappe
F de poussée
Les méthodes
isométriques de
développement de la
force
Les méthodes
excentriques de
développement de la
force
Bibliographie
• Entraînement de la force,
H et M Letzelter, Vigot
• Les méthodes modernes de
musculation,
Tome I et II, G Cometti,
Université de Bourgogne
• L’entraînement de la force,
HR Kunz et al., Masson
EVALUATION DE L’APTITUDE PHYSIQUE ANAEROBIE
Intérêts et Limites des tests de terrain et de laboratoire
Quand on fait un exercice physique, on sollicite un métabolisme aérobie et un métabolisme
anaérobie. Suivant l’intensité de l’exercice, on touchera plus à un métabolisme qu’à un autre.
C’est pourquoi il est imporant pour un sportif d’évaluer son aptitude physique aérobie et anérobie ?
Cette évaluation se fait soit en labo, soit sur le terrain.
+ insérer schéma « transferts d’NRG chimique à mécanique »
Pour resynthétiser l’ATP dans l’organisme, il existe 3 métabolismes :
- Système ATP-Phosphocréatine
- Système glycolytique
- Système oxydatif
> dégradation oxy des glucides
> dégradation oxy des lipides
Système ATP-Phosphocréatine
Dans le muscle, les réserves d’ATP sont faibles donc vite épuisé
Dans le muscle, il existe aussi un autre substrat qui est la phosphocréatine
En présence de l’ADP, la PCr donne de l’ATP et de la créatine
Mais c’est un facteur limité car les réserves sont faibles
Système glycolytique
Substrats utilisés : 2 glucides :
- Glycogène : (=forme de stockage) dans le foi
- Glucose : (=apport du milieu sanguin)
Le glycogène est utilisé par une voie appelée la glycogénolyse
Le glucose est utilisé par une voie appelée la glycolyse
Insérer schéma
Le glucose se transforme en G6P (glucose 6 Phosophate)
 Consommation d’1 ATP
Une enzyme importante PFK (phosphofructokinase) permet de transformer la G6P en F1-6diP
(fructose 1-6disphosphate)
 Consommation d’1 ATP
Une molécule de glucose se transforme en 2 acides pyruvique
 Production de 4 ATP
>> donc la glycolyse produit :
- 2 ATP
- 2 NADH + H+
- 2 Ac pyruvique
+ Insérer schéma glycolyse-glycogénolyse
Récapitulatif :
Il va utiliser soit du glucose soit du glycogène + 2 NAD+
Il va produire 2 acides pyruvique + 2NADH, H+
Glycogène > acide pyruvique 3 ATP
Glucose > acide pyruvique 2 ATP
+ insérer schéma récap glycolyse et
Dans le processus de glycolyse et glycogénolyse, la phosphofructokinase (PFK) est le site majeur de la
régulation. Elle intervient dans la transformation de la G6P en F1-6diP
¤ Devenir du système glycolitique ?
 il y a régénération de NAD+ et production d’acide lactique
L’acide pyruvique ajoutée à une co-enzyme NADH + H+ se transforme en acide lactique + NAD+
Donc 2 acides pyruvique produisent 2 acides lactiques via la LDHm
¤ Acide lactique ou lactate ?
Glucose
2 acides
Glycogène
lactiques
Au pH du muscle (de 7,05 à 6,1)
 acide lactique
lactate + H+
 Donc 2 Ac lact
2 lactate + H+
Autrement dit, dans les conditions normales, l’acide lactique se transforme instantanément en un ion
H+ + du lactate
Dans l’organisme, il n’y a très peu d’acide lactique mais principalement des ions lactate
¤ Devenir du lactate ?
Il se trouve au niveau du muscle strié squelettique
Il est considéré comme un vrai substrat énergétique
 On parle de navette du lactate (Brooks 1998)
 Il produit 17 ATP
 En effet, le lactate peut :
> sortir du muscle et passer dans le compartiment sanguin pour :
- aller au cœur (grand consommateur de lactate)
- aller dans les fibres oxydatives (Fibres lentes, de type I)
> au sein du muscle, le lactate peut passer des fibres glycolytiques (Fibres rapides, de type II)
au fibres oxydatives
Fibres glycolytiques
LDHm
Acide pyruvique + NADH+ H+
acide lactique + NAD+
LDHh
Fibres oxydatives
>> Donc il n’est pas une limite à la poursuite de l’effort, n’est pas à l’origine des crampes, etc..
+ insérer schéma
¤ Devenir de l’ion H+ ?
si H+ augmente alors il y a une diminution du pH musculaire et sanguin
>> Donc c’est l’ion H+ qui est responsable de la limite de la poursuite de l’effort, des crampes, etc..
Acidose
Effets délétères sur le muscle
Système oxydatif
¤ Dégradation oxydative des glucides :
- Cycle de Kbebs
- Phosphorylations oxydatives
Bilan :
Glucose
CO2
38 ATP
Glycogène
CO2
¤ Dégradation oxydatives des lipides:
- Β oxydation
- Cycle de Kbebs
- Phosphorylations oxydatives
Bilan :
Acides gras C16
39 ATP
129 ATP
Contributions énergétiques
Chaque source se caractérise par :
- Son délai d’apport optimum d’énergie
- Sa puissance métabolique = quantité maxi d’énergie par unité de temps
- Sa capacité = % de la puissance énergétique maximale sur la durée la plus longue possible
Système ATP-Phosphocréatine
- Puissance très importante
- Capacité faible
- Temps pour atteindre le pic de puissance :
- Capacité : env 8s ?
Système glycolytique
- Puissance élevée
- Capacité moyenne
- Temps pour atteindre le pic de puissance : env 6s
- Capacité : env 90-120s
Système oxydatif
- Puissance faible
- Capacité très importante
- Temps pour atteindre le pic de puissance : env 180s
- Pic de puissance : env 3-5min
- Capacité : pendant des heures (quasi-illimité)
>> Il n’y a pas d’intervention unique d’une filière énergétique dans l’apport total de l’énergie
MAIS une contribution relative de chaque filière énergétique au processus métabolique d’une APS en
fonction de:
- Intensité de l’exercice
- Durée de l’exercice
- Répétition de l’exercice
Détermination de l’aptitude anaérobie
Définition : c’est l’aptitude de l’organisme à produire de l’énergie par les voies anaérobies afin de
réaliser un travail musculaire
¤ En laboratoire
 Mesure de la puissance et/ou de la capacité
- 1/ épreuve charge/vitesse
- 2/ Wingate test
1/ épreuve charge/vitesse
Utilisation d’une bicyclette à poids (Jauge de contrainte / Codeur incrémentale)
Paramètre :
Incrémentation des charges de 2kg puis de 1kg
Paliers de 6 secondes
Entre chaque palier récupération passive de 5min
Départ du sprint en position arrêté et pédalage assis
 Répétition de sprints maximaux de 6s avec augmentation de la charge et une récup passive
de 5min
Résultats :
> Relation linéaire entre la force et la vitesse
> Détermination de 2 indices :
● V0 (tour.min.-1)
= intersection de la droite de régression avec l’axe des vitesses
= vitesse max correspondant à une force de freinage nulle = vélocité
● F0 (kg)
= intersection de la droite de régression avec l’axe de la force
= force max pour une vitesse « nulle »
> Relation hyperbolique entre la puissance et la vitesse
> Détermination de 2 indices :
● Pmax anaérobie
= (0,5 Fo) x (0,5 Vo)
= (Fo/2) x 5Vo/2)
= 0,25
> Variation entre les spécialités sportives
- Spécialistes force et vitesse 20-25 W.kg-1
- Spécialistes d’endurance 15 W.kg-1
- Spécialistes sports collectifs 17-18 W.kg-1
> Variation entre les sexes
Femme < hommes (environ 10%)
2/ Wingate Test (Ayalon 1974)
Utilisation d’une bicyclette à poids (Jauge de contrainte / Codeur incrémentale)
Paramètre :
Pédalage à vitesse maximale durant 30s
Soit force de freinage constante appliqué :
- 75g/kg chez l’enfant
- 86g/kg chez la femme
- 95g/kg chez l’homme
Soit individualisation de la force de freinage appliquée :
- Force correspondant à la charge appliquée lors de Pmax dans l’épreuve force/vitesse
Résultats :
> Détermination des indices :
● puissance pic (Ppic)
● puissance moyenne (Pmoy)= moyenne de ttes les puissances obtenues pdt les 30s
Egalement appelé capacité anaérobie même si ce terme est pas approprié car le métabolisme
aérobie y participe pour 1/3
● index de fatigue (IF) = aptitude à soutenir un fort % de Ppic pendant 30s
IF (%) = [(Ppic – Pmin) / Ppic] x 100
● corrélation positive entre l’index de fatigue du Wingate test et le degré d’hypertrophie des fibres
musculaires de type rapide
D’ailleurs, certains s’intéressent à cet indice de fatigue pour l’évaluation indirecte de la typologie
musculaire
Inconvénients :
- Difficile d’optimiser la force de freinage
- Durée 30s donc intervention non négligeable du métabolisme aérobie (13 à 28%)
¤ Sur le terrain
 Mesure de la puissance moyenne
- 1/ test de détente verticale
- 2/ test de Margaria
1/ test de détente verticale
Simple et reproductible
Permet le suivi de l’amélioration de la puissance anaérobie pour les sports de vitesse et de force
 Mesure de la différence de hauteur d’un repère corporel lors d’un saut sans élan
Repères corporels :
- Main bras tendu (test de sargent)
- Ceinture (test d’Abalakov)
- Tete (test de Wandevalle)
Position de départ variable : débout / légère flexion
Résultats :
● puissance P (Watt) = 2,21 x masse x 9,81 x √(Détente)
2/ Test de Margaria (Margaria 1966)
Elan 2 m
Montée d’un escalier 2 par 2 à vitesse maximale
Mesure de la vitesse au moyen de cellule photoélectriques (4° ET 8°)
Résultats :
W = masse x 9,81 x h / t
Inconvénients :
- Très peu utilisé actuellement
- Difficulté de réalisations pour certain
- Vitesse maxi
- Poser le pied sur une marche déterminée
RESULTATS PUISSANCE ANAEROBIE (stats)
Plate forme
Margaria
Détente verticale
Force vitesse
sédentaire
110
17
13
10
fondeur
130
19
15
14
sprinteur
140
21
16
17
Corrélation positive entre la puissance maxi sur bicyclette ergométrique et le pic de puissance lors de
la détente verticale
Intérêts et limites des tests de labo
Evaluation précises et reproductibles
Ne reproduit pas toujours les conditions de l’activité physique habituelle
Coût élevé
Interprétation de certains paramètres difficile
Environnement médical habilité
Intérêts et limites des tests de terrain
Peu de matériel
Possibilité de tester plusieurs sportifs à la fois
Médecin pas nécessaire
Bonne reproductibilité et prédiction de l’aptitude anaérobie
CONCLUSION :
L’intérêt de ces tests pour le suivi et l’évaluation des athlètes
Anaérobie :
- Labo : épreuve force/vitesse
- Terrain : détente verticale +++
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