Quantification du module d`élasticité musculaire au cours de

THESE DE DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE NANTES
Spécialité : Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives (74ème section)
Quantification du module d'élasticité musculaire au cours de contractions
isométriques : une première étape vers l'estimation de la force musculaire
Présentée et soutenue publiquement par
Killian BOUILLARD
Le mercredi 19 février 2014
Sous la direction de Antoine NORDEZ et François HUG
École doctorale Cognition, Education, Interactions (ED CEI n°504)
Laboratoire Motricité Interactions Performance (EA 4334)
Devant le jury composé de :
Laurence CHÈZE Professeur des Universités Université de Lyon 1 Rapporteur
Stéphane PERREY Professeur des Universités Université de Montpellier 1 Rapporteur
Jean-Luc GENNISSON Chargé de recherche, HDR Institut Langevin, Paris Examinateur
Arnaud GUÉVEL Professeur des Universités Université de Nantes Examinateur
Antoine NORDEZ Maître de Conférences, HDR Université de Nantes Directeur
François HUG Chercheur, HDR The University of Queensland Co-directeur

Remerciements
Je remercie tous les membres du jury pour m'avoir fait l'honneur d'accepter d'évaluer ce
travail, la Pr. Laurence CHÈZE et le Pr. Stéphane PERREY en tant que rapporteurs, et le Dr.
Jean-Luc GENNISSON et le Pr. Arnaud GUÉVEL en tant qu'examinateurs.
Je souhaite remercier toutes les personnes avec qui j'ai mené ces travaux, plus
particulièrement mes directeurs de thèse Antoine NORDEZ et François HUG. J'ai bien conscience
que la réussite d'une thèse est déterminée par beaucoup d'autres choses que les seules qualités du
candidat. Parmi toutes ces choses, il y a évidemment la qualité de l'encadrement, scientifique mais
aussi humain. Je pense sincèrement que de ce côté-là j'ai été formidablement servi. Quoiqu'il se
passe par la suite, j'ai énormément appris auprès de vous. Merci !
Je remercie tous les membres du laboratoire avec qui j'ai échangé de près ou de loin durant
ces trois années et demi. Une pensée particulière à tous les doctorants (ou ex-doctorants ; je ne
vous oublie pas). Un mot ici pour Tristan, bien qu'on se soit plus vu en-dehors du laboratoire qu'en
son sein. Merci d'être qui tu es tout simplement.
En 3,5 ans, il se passe (surtout) beaucoup de choses en dehors de l'Université... Ça en fait
des gens à remercier qui n'ouvrirons jamais ce manuscrit ! Et pourtant, sans eux -presque
paradoxalement quelquefois-, rien n'aurait abouti. Dans cette grande liste -que je ne dresserai pas
par peur que la seule personne que j'oublierai vienne vérifier dans ces pages si son nom s'y trouve-,
il y aurait tout en haut celui d'Emilie et ceux de mes parents. Je ne développerai pas ici, mais vous
savez fort bien que votre amour et votre soutien, apparemment inconditionnels, sont indispensables
à mon épanouissement. Évidemment, dans cette liste, il y aurait aussi tous mes amis musiciens
qu'ils soient à Nantes ou ailleurs, ainsi que tous ces amis avec qui j'ai habité ou avec qui j'habite
aujourd'hui... Merci à vous tous d'exister !

Publications et communications associées à ce travail de thèse
Publications dans des revues scientifiques internationales à comité de lecture
Bouillard K., Nordez A., & Hug F. (2011) Estimation of Individual Muscle Force Using
Elastography. PloS ONE, 6: e29261.
Bouillard K., Nordez A., Hodges PW., Cornu C., & Hug F. (2012) Evidence of changes in load
sharing during isometric elbow flexion with ramped torque. Journal of Biomechanics, 45:
1424–1429.
Bouillard K., Hug F., Guével A., & Nordez A. (2012) Shear elastic modulus can be used to
estimate an index of individual muscle force during a submaximal isometric fatiguing
contraction. Journal of Applied Physiology, 113: 1353–1361.
Bouillard K., Jubeau M., Nordez A., & Hug F. (Sous Presse) Effect of vastus lateralis fatigue on
load sharing between quadriceps femoris muscles during isometric knee extensions. Journal
of Neurophysiology, doi : 10.1152/jn.00595.2013.
Publication dans une revue scientifique nationale à comité de lecture
Nordez A., Bouillard K., & Hug F. (2012) Analyse des sollicitations musculaires via la technique
d’élastographie « supersonic shear imaging ». Movement & Sport Sciences – Sciences &
Motricité : 39–47.
Travaux menés hors contributions explicitement incluses dans la thèse
Bouillard K., Frère J., Hug F., & Guével A. (2012) Prediction of time-to-exhaustion in the first
dorsal interosseous muscle from early changes in surface electromyography parameters.
Muscle & Nerve, 45: 835–840.
Bouillard K., Guével A., & Hug F. (2011) The electromyographic fatigue threshold is not a valid
tool to assess muscle function. Journal of Electromyography and Kinesiology 21: 229–235.
Lacourpaille L., Hug F., Bouillard K., Hogrel J-Y., & Nordez A. (2012) Supersonic shear imaging
provides a reliable measurement of resting muscle shear elastic modulus. Physiological
Measurement, 33: N19–28.
Maïsetti O., Hug F., Bouillard K., & Nordez A. (2012) Characterization of passive elastic
properties of the human medial gastrocnemius muscle belly using supersonic shear imaging.
Journal of Biomechanics. 45: 978–984.
Communications dans des congrès internationaux

Bouillard K., Nordez A., & Hug F. (2011) Can individual muscle force be estimated from
supersonic shear imaging measurements? Poster n°385 ; XXIIIème congrès de l'International
Society of Biomechanics ; Bruxelles, Belgique.
Nordez A., Bouillard K., & Hug F. (2011) Assessment of elbow flexors activity levels during
incremental isometric contractions using Supersonic Shear Imaging. Communication orale
au XXIIIème congrès de l'International Society of Biomechanics, Bruxelles, Belgique.
Hug F., Bouillard K., & Nordez A. (2012) Estimation of individual muscle force during a fatiguing
contraction using Supersonic Shear Imaging. Communication orale au XIXème congrès de
l'International Society of Electromyography and Kinesiology ; Brisbane, Australie.
Communications dans des congrès nationaux
Bouillard K., Nordez A., & Hug F. (2011) La force produite par un muscle peut-elle être estimée
grâce à la technique d'élastographie supersonic shear imaging ? Communication orale au
4ème colloque Sport & Recherche en Pays de la Loire ; La Roche sur Yon.

Liste des principales abréviations
ADM : Abductor Digiti Minimi
BA : Brachialis
BB : Biceps Brachii
BR : Brachioradialis
cf. : confer
ddl : degré de liberté
e.g., : exempli gracia (par exemple)
EMG : Électromyographie
Eq. : Équation
FDI : First Dorsal Interosseous
i.e., : id est (c'est-à-dire)
MRE : Élastographie par Résonance Magnétique
MSK : Musculo-Squelettique
MVC : Contraction Maximale Volontaire
RF : Rectus Femoris
RMS : Root Mean Square
SSI : Supersonic Shear Imaging
Tlim : Temps-limite
UM : Unité Motrice
VI : Vastus Intermedius
VL : Vastus Lateralis
VM : Vastus Medialis
VO2 : consommation d'oxygène