universite libre de bruxelles etude de la specificite de la

UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
INSTITUT DES SCIENCES DE LA MOTRICITE
LABORATOIRE DE BIOLOGIE APPLIQUEE
LABORATOIRE DES SCIENCES DE LA MOTRICITE
Unité de Recherche en Neurophysiologie Appliquée
Directeur : Professeur J. Duchateau
ETUDE DE LA SPECIFICITE DE LA COMMANDE
MOTRICE ET DE SA REGULATION PENDANT
DIFFERENTS TYPES DE CONTRACTIONS
MUSCULAIRES
Benjamin Pasquet
Dissertation présentée en vue de l'obtention du grade de Docteur en
Sciences de la Motricité
Année académique 2008-2009

UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
INSTITUT DES SCIENCES DE LA MOTRICITE
LABORATOIRE DE BIOLOGIE APPLIQUEE
LABORATOIRE DES SCIENCES DE LA MOTRICITE
Unité de Recherche en Neurophysiologie Appliquée
Directeur : Professeur J. Duchateau
ETUDE DE LA SPECIFICITE DE LA COMMANDE
MOTRICE ET DE SA REGULATION PENDANT
DIFFERENTS TYPES DE CONTRACTIONS
MUSCULAIRES
Benjamin Pasquet
Dissertation présentée en vue de l'obtention du grade de Docteur en
Sciences de la Motricité
Année académique 2008-2009

Les travaux présentés dans cette dissertation doctorale ont été réalisés
au laboratoire de Biologie Appliquée, au sein de l'Institut des Sciences de la
Motricité de l'Université Libre de Bruxelles. Nombreux sont ceux qu'il me
tient à cœur de remercier pour m'avoir aidé, soutenu ou accompagné durant
ces nombreuses années de thèse.
Je remercie en premier lieu le Professeur Karl Hainaut d'avoir eu
l'audace d'accueillir au sein de son laboratoire un jeune "Caennais" et de lui
avoir ouvert les portes de la recherche scientifique en ces terres Bruxelloises.
L'entreprise de cette thèse n'aurait pu commencer sans l'assentiment
et la confiance que le Professeur Jacques Duchateau a su m'accorder. Je le
remercie tout particulièrement pour m'avoir non seulement dirigé et orienté
tout au long de ces années de ses conseils pertinents et de son savoir, mais
surtout pour m'avoir donné goût et initié à la recherche scientifique par sa
rigueur et ses précieuses réflexions. Ses qualités scientifiques et humaines,
son encouragement et ses remarques ont largement contribué à
l'aboutissement de cette thèse.
Mes remerciements s'adressent également à toute l'équipe du
laboratoire qui m'a accompagné et soutenu sur ce long chemin truffé
d'expériences et de réflexions. Merci à Margueritte, Morgan et Stéphane pour
les bons moments partagés ensemble, leur disponibilité et leur aide précieuse
depuis mes débuts au laboratoire. Une pensée plus qu'amicale pour Chris
compagnon de bureau et de fête. Merci à Julien pour le travail accompli
ensemble depuis l'année dernière ainsi que pour ses observations critiques et
justes, sa gentillesse et ses encouragements. Un grand merci à Nathalie et
Alain pour leurs conseils avisés et l'attention qu'ils ont porté à l'avancement
de mon travail. Merci également à Séverine, Stéphanie et Olivier.
Je tiens à remercier Anne Deisser pour savoir me transmettre chaque
jour sa bonne humeur et occasionnellement pour ses compétences
dactylographiques.

Je tiens également à exprimer toute ma gratitude à Paul Demaret et
Manuel Hortmanns pour leur dévouement et leur capacité à répondre à nos
exigences techniques ainsi que pour leur sympathie et leur disponibilité.
Mes remerciements s'adressent à l'ensemble des sujets bénévoles
ayant participé aux expérimentations pour leur contribution efficace et pour
avoir reçu un bon nombre de décharges électriques au nom de la recherche
scientifique.Un clin d'œil spécial à Alex pour ses multiples participations.
Merci à Mathieu et Adou pour l'impression de ce manuscrit. Que la
force du wake soit avec vous!
Interrogé dans le cadre d’une enquête consacrée au doctorat, un
professeur témoignait: "le doctorat, c’est surtout une question de résilience,
de résistance et de survivance". Personnellement, je n’aurais pas survécu à
cette aventure si je n’avais pu compter sur la main tendue et prête à me
relever de mon entourage. Ma reconnaissance s’adresse tout spécialement :
A mes parents qui m’ont toujours encouragé dans mes choix et m'ont
transmis des valeurs humaines inestimables;
A mes frères Thomas et Johan, ma belle sœur Guylaine sans oublier
ma nièce Garance, pour tous les messages de soutien que j’ai reçu de leur
part;
A Peps, Maritchou et Michael pour leur amitié, leur irremplaçable et
inconditionnel soutien. Leurs encouragements, leurs réflexions et leur
présence, m’ont épaulé et ont eu le don de me "rebooster" dans les périodes
difficiles. Nos relations privilégiées m'enrichissent chaque jour;
Aux combattants du futur pour toutes ces heures à partager des
moments inoubliables qui n'ont eu de cesse de mettre de la couleur dans ma
vie. En avant combattant pour un futur épatant!!
Je garde un remerciement spécial emprunt d'émotion et de tendresse
pour Maud, ma compagne, pour l'amour dont tu as fait preuve en me
supportant depuis plus de deux ans! Aux merveilleux moments que nous
partageons et à ceux que nous partagerons…

TABLE DES MATIERES
I
INTRODUCTION 1
CHAPITRE I : REVUE DE LITTERATURE 6
I.1. Structure générale du muscle squelettique 6
I.2. Aspects mécaniques de la contraction 8
I.2.1. Relation tension-longueur 9
I.2.1.1. Fibre isolée 9
I.2.1.2. Muscle entier 11
I.2.2. Relation force-vitesse 15
I.2.2.1. Fibre et muscle in vitro 15
I.2.2.2. Muscle in situ 17
I.3. Commande nerveuse et activation musculaire 22
I.3.1. Mécanismes périphérique de modulation de la force 22
I.3.2. Techniques d’évaluations de l’activation nerveuse 23
I.3.2.1. Electromyographie de surface 23
I.3.2.2. Technique de la secousse surimposée 24
I.3.2.3. Réflexe de Hoffmann 24
I.3.3. Spécificité de la longueur musculaire 27
I.3.4. Régulation nerveuse spécifique et stratégie de contrôle du mouvement par le
système nerveux central 30
I.3.5. Contraction volontaire maximale et technique de la secousse surimposée 32
I.3.6. Coactivation des muscles antagonistes 34
I.3.7. Recrutement des unités motrices 36
I.3.7.1. Effets de la longueur du muscle 36
I.3.7.2. Modification de l’ordre de recrutement des unités motrices 37
I.3.7.3. Fréquence de décharge des unités motrices 41
I.3.8. Excitabilité de la voie corticospinale 42
I.3.9. Excitabilité spinale et mécanismes périphériques sous-jacents 44
I.3.9.1. Lors de sollicitations passives 44
I.3.9.2. Modulation lors de contractions volontaires 47
I.4. Fatigabilité neuromusculaire 50
I.4.1. Mécanismes sous-jacents 50
I.4.2. Fatigabilité neuromusculaire lors de sollicitations excentriques 52