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UNIVERSITÉ DE NANTES
U.F.R. DES SCIENCES ET TECHNIQUES DES ACTIVITÉS PHYSIQUES ET SPORTIVES
ADAPTATIONS NERVEUSES DU SYSTÈME
NEUROMUSCULAIRE À L’EXERCICE ISOTONIQUE
VERSUS ISOCINETIQUE
THÈSE DE DOCTORAT
École Doctorale CHIMIE-BIOLOGIE
Discipline : Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives
Spécialité : Physiologie / Biomécanique
présentée
et soutenue publiquement par
REMAUD Anthony
le 21 juin 2007, devant le jury ci-dessous
Président M. GUIHENEUC Pierre, Professeur Émérite des Universités, Université de Nantes
Rapporteurs M. PORTERO Pierre, Professeur des Universités, Université de Paris XII
M. MARTIN Alain, Maître de Conférences – HDR, Université de Bourgogne
Examinateurs M. FALEMPIN Maurice, Professeur des Universités, Université de Lille 1
Directeur de thèse M. CORNU Christophe, Maître de Conférences – HDR, Université de Nantes
Co-directeur M. GUÉVEL Arnaud, Maître de Conférences – HDR, Université de Nantes

Remerciements
Les travaux de recherche conduits dans le cadre de cette thèse ont été réalisés au
laboratoire « Motricité, Interactions, Performance » (J.E. 2438) de l’U.F.R. des
Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives de l’Université de
Nantes.
Aussi, je tiens à remercier l’ensemble des personnes qui m’ont aidé, de près ou de
loin, à réaliser ce travail de doctorat.
Mes premiers remerciements vont à Christophe CORNU et Arnaud
GUÉVEL, qui ont initié ce projet et m’ont encadré durant ces années de thèse. Merci
pour la confiance que vous m’avez témoignée et le soutien que vous m’avez apporté,
l’un et l’autre, tout au long de ce travail doctoral. La complémentarité de vos critiques
et de vos conseils m’a permis d’enrichir mes connaissances et de développer mes
compétences tant sur le plan scientifique que personnel.
Je remercie également le professeur Pierre PORTERO et Monsieur Alain
MARTIN qui me font l’honneur d’être rapporteur de ce travail de thèse, ainsi que le
professeur Maurice FALEMPIN et le professeur émérite Pierre GUIHENEUC, pour
avoir accepté de participer à ce jury de thèse.
J’exprime ma sincère reconnaissance au professeur Jacques PRIOUX, pour
m’avoir accueilli au sein du laboratoire lors de mon stage de recherche de DEA, et
pour avoir ensuite accepté de diriger ma première année de thèse.
Je tiens aussi à remercier l’Association Française contre les Myopathies
(AFM) qui a soutenu financièrement une partie de mon travail de recherche.
Un grand merci à tous les membres du laboratoire « Motricité, Interactions,
Performance » (Thibault, Marina, Jacques, Véronique, François et Carole) pour
leur soutien, leurs précieux conseils et leurs critiques constructives lors des
séminaires. Je garderai tout particulièrement en mémoire les moments conviviaux
passés sur l’eau au S.N.O. et à Hoëdic, ou bien encore notre mémorable partie de
basket.
Mes pensées vont également vers tous mes collègues de bureau, anciens et
actuels, avec qui j’ai pu notamment partager des connaissances, échanger des
expériences et confronter mes méthodes de travail. Un merci tout particulier à toi,
Seb, sur qui j’ai tout le temps pu compter depuis mon année de maîtrise. Un grand
merci aussi à Alex et Antoine pour leur aide, leurs critiques et leur bonne humeur.
Bonne continuation à Lydie, Alexandre, Gaël, et Jérôme.

J’exprime ma profonde gratitude à l’ensemble du personnel enseignant,
administratif et technique de l’UFR STAPS, et tout particulièrement à Claudine
BACOU et Laurence PETTINOTTI. Merci pour votre soutien et vos conseils avisés,
notamment concernant les démarches administratives. Grâce à toi Laurence, je
pense maintenant savoir comment envoyer un fax à l’étranger ! Merci aussi aux deux
Philippe pour leur aide technique.
J’adresse également mes sincères remerciements au Directeur de l’UFR STAPS et
aux différents enseignants de cet établissement avec lesquels j’ai pu travailler ou
échanger. Gérard, merci pour ton soutien et ta bonne humeur.
Enfin, un grand merci à tous les sujets volontaires qui ont participé à mes
différentes expérimentations et qui ont notamment eu le « courage » de se laisser
raser certaines zones de la cuisse. Ne vous inquiétez pas, ça repousse !
A mes parents, ma sœur, ma famille,
A tous mes amis… de Vendée et d’ailleurs…

Ce travail a donné lieu aux publications et
communications suivantes
Publications
- Remaud A., Guével A., Cornu C. (2007) Co-activation et inhibition musculaire :
influences sur la régulation du couple de force développé et les adaptations induites par
un entraînement en force (Revue générale). Neurophysiologie Clinique / Clinical
Neurophysiology, 37, 1-14 [Annexe 1]
- Remaud A., Cornu C., Guével A. (2005) Methodological approach for the
comparison between dynamic contractions: influences on the neuromuscular system.
Journal of Athletic Training, 40, 281-287 [Annexe 2]
- Remaud A., Cornu C., Guével A. Agonist muscle activity and antagonist muscle co-
activity levels during standardized isotonic and isokinetic knee extensions. (Soumis le
16 mars 2007 à l’European Journal of Applied Physiology)
Communications
3 communications dans des congrès internationaux avec actes :
- Remaud A., Guével A., Cornu C. (2006) Agonist muscle activation and antagonist
muscle co-activation levels during standardized isotonic and isokinetic knee
extensions. 11th Annual Congress of the European College of Sports Science, Lausanne
(communication orale)
- Remaud A., Guével A., Cornu C. (2005) Effet du mode de contraction sur les
niveaux d’activation et de co-activation musculaires au cours de mouvements
standardisés d’extension du genou : mode isotonique vs. mode isocinétique. 11ème
Congrès International de l’ACAPS, Paris (communication affichée)
- Remaud A., Cornu C., Guével A. (2004) Responses of the neuromuscular system to
isotonic and isokinetic contractions. 29ème Congrès de la Société de Biomécanique,
Paris (communication affichée)
1 communication dans un congrès régional avec actes :
- Remaud A., Nordez A., Yquel R., Verbecke X., Cornu C. (2005) Effets de deux
méthodes de développement de la force sur les capacités de production de force de
rameurs de haut-niveau. 1er Colloque Sport et Recherche en Pays De la Loire, Nantes
(communication orale)
1 communication sans actes :
- Remaud A., Guével A., Cornu C. (2005) Effet du mode de contraction sur les
niveaux d’activation et de co-activation musculaires lors de mouvements d’extension
du genou. Forum des Doctorants de l’École Doctorale de Chimie-Biologie de
l’Université de Nantes (communication orale)

Table des matières
Liste des principales abréviations ............................................................................... 1
Introduction générale ................................................................................................... 3
Chapitre 1 - Stratégies nerveuses de régulation du couple de force ........................ 8
1.1. Structures physiologiques impliquées ......................................................................... 9
1.1.1. Les récepteurs musculaires ................................................................................................... 9
1.1.2. Les récepteurs articulaires .................................................................................................. 13
1.2. Principales voies réflexes spinales.............................................................................. 15
1.2.1. Le réflexe d’étirement ou réflexe myotatique..................................................................... 15
1.2.2. Le réflexe myotatique inverse ............................................................................................ 16
1.2.3. Le réflexe d’inhibition réciproque...................................................................................... 17
1.3. Co-activation des muscles antagonistes..................................................................... 17
1.3.1. Rôle de la co-activation ...................................................................................................... 18
1.3.2. Mécanismes neurophysiologiques ...................................................................................... 18
1.3.3. Facteurs influençant le degré de co-activation ................................................................... 21
1.4. Inhibition de l’activation des muscles agonistes....................................................... 25
1.4.1. Rôle de l’inhibition du niveau d’activation ........................................................................ 26
1.4.2. Mécanismes neurophysiologiques ...................................................................................... 26
1.4.3. Facteurs influençant le degré d’inhibition du niveau d’activation...................................... 27
Chapitre 2 - Adaptations nerveuses induites par un entraînement en force ........ 31
2.1. Augmentation du niveau d’activation des agonistes ................................................ 33
2.1.1. Évolution du nombre d’unités motrices recrutées .............................................................. 34
2.1.2. Évolution de la fréquence de décharge des unités motrices ............................................... 35
2.1.3. Évolution du niveau de synchronisation des décharges des unités motrices...................... 37
2.2. Évolution du niveau de co-activation des antagonistes............................................ 39
Chapitre 3 - Comparaison des modalités isotonique et isocinétique...................... 43
3.1. La modalité isotonique (IT)........................................................................................ 44
3.2. La modalité isocinétique (IK)..................................................................................... 46
3.3. Effets des modes d’entraînement IT et IK sur le système neuromusculaire ......... 48
3.3.1. Effets d’un entraînement IT................................................................................................ 48
3.3.2. Effets d’un entraînement IK ............................................................................................... 53
3.4. Effets comparés des modes d’entraînement IT vs. IK ............................................. 61
3.4.1. Supériorité du mode IK par rapport au mode IT ................................................................ 61
3.4.2. Supériorité du mode IT par rapport au mode IK ................................................................ 64