THÈSE de Doctorat - Université du Maine

Année 2010
- THÈSE de Doctorat -
Pour l’obtention du grade de
Docteur de l’Université du Maine
Faculté des Sciences et Techniques
Spécialité : Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives
Présentée par
Mickaël RIPAMONTI
Détermination des relations moment-vitesse et
puissance-vitesse des muscles du tronc.
Application à l’évaluation isocinétique
de patients lombalgiques chroniques
Soutenue publiquement le 16 juin 2010
JURY
Rapporteurs :
Pr. Michel REVEL – PU-PH Hôpital Cochin, Paris cedex 14
Pr. Jean-René LACOUR – PU-PH Université Claude Bernard, Lyon 1
Examinateurs :
Pr. Jean-Pierre MARIOT – PU Université du Maine, Le Mans
Dr. Christophe HAUTIER – MCU-HDR Université Claude Bernard, Lyon 1
Co-directeur de thèse :
Dr. Abderrahmane RAHMANI – MCU Université du Maine, Le Mans
Directeur de thèse :
Dr. Denis COLIN – HDR Centre de l’Arche, Saint-Saturnin

Détermination des relations moment-vitesse et puissance-vitesse des muscles du tronc.
Application à l’évaluation isocinétique de patients lombalgiques chroniques
RIPAMONTI Mickaël
Directeur de thèse : Docteur Denis COLIN, HDR, Centre de Rééducation et de Réadaptation Fonctionnelle de
l’ARCHE
Co-directeur : Abderrahmane RAHMANI, Maître de Conférences, Laboratoire Motricité, Interactions,
Performance, EA 4334, Université du Maine
Ce travail de thèse visait à caractériser les capacités musculaires du tronc à partir de contractions isocinétiques et
à étudier l’intérêt d’une telle évaluation dans le cadre d’un programme de restauration fonctionnelle du rachis
(RFR) proposé au Centre de l’Arche chez des patients lombalgiques chroniques.
La première étude de ce travail de thèse avait pour objectif de proposer un protocole d’évaluation isocinétique
des muscles fléchisseurs et extenseurs du tronc pour décrire les relations moment-vitesse et puissance-vitesse de
ces deux groupes musculaires. Cette étude, réalisée avec des sujets sains, a montré que les relations moment-
vitesse et puissance-vitesse de ces groupes musculaires sont respectivement linéaires et polynomiales du second
ordre en accord avec celles obtenues dans la littérature pour d’autres articulations. Cette étude a également
démontré la nécessité d’évaluer les deux groupes musculaires sur deux sessions différentes afin d’éviter
l’apparition de la fatigue et/ou une éventuelle diminution de la motivation chez les sujets.
Dans la deuxième étude, ce protocole a ensuite été appliqué à des sujets lombalgiques chroniques. Le but était
de voir si la lombalgie avait une influence sur la forme de ces relations et si les paramètres mécaniques
extrapolés (le moment maximal isométrique M0, la vitesse de contraction à vide V0, la puissance maximale Pmax
et la vitesse optimale Vopt) avaient un intérêt dans le cadre de l’évaluation des patients lombalgiques. Les
résultats ont montré que les relations restaient identiques à celles des sujets sains, et que Pmax est le seul
paramètre significativement différent entre les deux populations pour les deux groupes musculaires, alors que la
comparaison des ratios fléchisseurs/extenseurs ne présentaient aucune différence significative entre les deux
populations. Cette étude offre la perspective de proposer un travail de renforcement musculaire plutôt orienté sur
la force pour les muscles extenseurs du tronc et sur la vitesse pour les muscles fléchisseurs du tronc.
La troisième étude de ce travail a examiné l’intérêt de la détermination des relations moment-vitesse et
puissance-vitesse dans le protocole d’évaluation du centre de l’Arche. Les résultats aux évaluations classiques
(évaluations isométriques de Ito et Sorensen ; iso-inertielle de soulever de charge et de la répétition maximale) et
isocinétiques ont montré une amélioration significative des capacités physiques des patients entre l’entrée et la
sortie du programme RFR, trois semaines plus tard. Cette amélioration est principalement due à une meilleure
activation motrice et à une familiarisation des patients aux évaluations. Bien que le programme RFR montre une
efficacité dans la prise en charge des muscles fléchisseurs, il ne permet pas de compenser la perte de force des
muscles extenseurs à la fin du programme.
En conclusion, ce travail de thèse a permis 1. d’établir des relations moment-vitesse et puissance-vitesse pour les
muscles du tronc dans des conditions isocinétiques ; 2. de montrer que la puissance maximale était un paramètre
intéressant lors de l’évaluation des patients lombalgiques (influencé par une diminution importante de la force
maximale pour les extenseurs et une diminution de la vitesse maximale pour les fléchisseurs) ; 3. de démontrer
l’intérêt d’une évaluation isocinétique en complément des évaluations habituellement réalisées dans les
programmes de restauration fonctionnelle du rachis du centre de l’Arche.
Mots clés : Moment-Vitesse ; Puissance-Vitesse ; Lombalgie ; Isocinétique ; Restauration Fonctionnelle du
Rachis
LABORATOIRE MOTRICITE, INTERACTIONS, PERFORMANCE – EA 4334 – LE MANS

Torque-velocity and power-velocity of trunk muscles. Isokinetic measurements in
chronic low back pain patients
RIPAMONTI Mickaël
Directeur de thèse : Docteur Denis COLIN, HDR, Centre de Rééducation et de Réadaptation Fonctionnelle de
l’ARCHE
Co-directeur : Abderrahmane RAHMANI, Maître de Conférences, Laboratoire Motricité, Interactions,
Performance, EA 4334, Université du Maine
The purpose of this work was to determine the trunk muscular abilities from isokinetic measurements and to
study the interest of introducing this kind of evaluation in the exercise therapy program of the Centre de l’Arche.
The first study focused on describing the torque-velocity and power-velocity relationships of both trunk flexor
and extensor muscles during isokinetic measurements. Nine healthy subjects performed several trunk flexion and
extension at 6 preset velocities. Results showed that the torque-velocity and power-velocity relationships were
linear and parabolic, respectively. These results also showed that the trunk flexor and extensor muscles should be
evaluated on two separate days to avoid fatigue.
The second study was realized to show whether the low back pain can influence the torque-velocity and power-
velocity relationships and/or the mechanical parameters values extrapolated from these relationships (i.e. the
isometric maximal moment M0, the maximal velocity V0, the maximal power Pmax and the optimal velocity Vopt).
The results showed that i) the torque- and power-velocity relationships obtained with low back pain patients
were similar to those described for healthy subjects; ii) the only parameter which demonstrates a significant
difference between healthy and low back pain subjects was the maximal power whatever the considered
muscular group. Comparison of each maximal moment produced at each velocity and the flexor/extensor ratio of
low back pain patients were not significantly different from healthy subjects. This introduces the perspective of
proposing a training program focusing on trunk extensor strength on the one hand and on trunk flexor velocity
on the other hand.
The purpose of the third study was to determine the interest of including the torque- and power-velocity
relationships evaluation in the low back patients protocol proposed in the centre de l’Arche. The results of usual
tests performed in the centre de l’Arche showed a significantly improvement between the inclusion and the
release (three weeks later) of the low back patients during isometric (Ito and Sorensen tests), isoinertial (lifting,
1-RM), and isokinetic measurements. These results were mainly due to an increase of the muscular activation
and also to the familiarization to the tests. Even if the training program showed an improvement of the flexors
muscles, the trunk extensor muscle strength of low back pain patients remained significantly different at the
release time.
To conclude, this work allowed 1. establishing torque- and power-velocity relationships for trunk muscles under
isokinetic conditions; 2. determining that maximal power as an interesting parameter of the disease, with an
important decrease of the maximal torque for extensor muscles on the one hand, and a decrease of maximal
velocity for flexor muscles on the other hand; 3. demonstrating the interest of isokinetic measurements to the
exercise therapy program realized in the centre de l’Arche.
Keywords: Torque-Velocity relationships; Power- Velocity relationships; Low back pain; Isokinetic; Exercise
therapy
LABORATOIRE MOTRICITE, INTERACTIONS, PERFORMANCE – EA 4334 – LE MANS