Facteurs mécaniques de la performance en sprint sur 100 m

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Science & Sports 18 (2003) 161–163
www.elsevier.com/locate/scispo
Communication brève
Facteurs mécaniques de la performance en sprint
sur 100 m chez des athlètes entraînés
Mechanical factors of 100 m sprint performance in trained athletes
J.-B. Morin *, A. Belli
Laboratoire de physiologie - Groupe PPEH, GIP Exercice, centre hospitalier universitaire (CHU)
St-Jean-Bonnefonds pavillon 12, 42055 Saint-Étienne cedex 2, France
Reçu le 23 mars 2002 ; accepté le 10 novembre 2002
Résumé
Objectifs. – Étudier les paramètres mécaniques musculaires en lien avec la performance dans les différentes zones du 100 m chez des
athlètes entraînés.
Synthèse des faits. – La force, vitesse et puissance musculaire de 10 sprinters ainsi que leur raideur musculotendineuse, ont été corrélées
à leurs performances en sprint sur 100 m. Les vitesses et forces maximales, la hauteur en saut sans élan et la puissance musculaire des athlètes
étaient significativement corrélées (p < 0,05) respectivement aux vitesses moyennes à 20, 40 et 60 m et au délai d’atteinte de vitesse maximale.
Aucun paramètre mécanique musculaire évalué n’était lié à la performance à vitesse maximale et en fin de course.
Conclusions. – La puissance musculaire (et ses composantes de force et de vitesse) est déterminante pour la performance en phase
d’accélération, les facteurs clés de la suite de la course restant inexpliqués.
© 2003 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés.
Abstract
Aims. – Study mechanical muscular parameters linked with performance in the different parts of a 100 m intrained athletes.
Methods and results. – Force, velocity and muscular power of ten sprinters as well as their stiffness were correlated to their performances
on a 100 m sprint. Maximal forces and velocities, jump height and muscular power of athletes were significantly correlated (p < 0,05)
respectively with mean 20, 40 and 60 m velocities and with the time to reach maximal velocity. No other mechanical muscular parameter
assessed was linked with performance in the maximal velocity phase or in the end of the 100 m.
Conclusions. – Muscular power (and its components of force and velocity), is a determining factor of the performance in the acceleration
phase. Key factors explaining performance in the following phases remaining unexplained.
© 2003 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. All rights reserved.
Mots clés : Sprint ; Puissance mécanique musculaire ; Cycloergomètre ; Raideur musculotendineuse
Keywords: Sprint running; Mechanical muscular power; Cycle ergometer; Stiffness
1. Introduction
L’évolution de la vitesse de course au cours du 100 m
montre 3 phases caractéristiques [4] d’accélération initiale (0
à 30–60 m), de course à vitesse maximale approximative* Auteur correspondant.
Adresse e-mail : [email protected] (J.-B. Morin).
© 2003 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés.
DOI: 10.1016/S0765-1597(03)00113-8
ment constante et de décélération. D’un point de vue mécanique, les études précédentes ont montré que la performance
correspond lors de ces 3 phases à l’expression de la puissance
mécanique et la production de force des membres inférieurs
[4], ainsi que la raideur musculotendineuse des membres
inférieurs [2], mais de façon globale ou avec des sujets non
spécialistes de sprint et sur des distances inférieures à 100 m
[2]. Nous avons donc étudié les liens entre les qualités méca-
162
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Tableau 1
Valeurs des paramètres mesurés et calculés (moyenne ± écart–type) et matrice de corrélations liant paramètres mécaniques et performances en sprint. * : p <
0,05.
–1
Vmax (m s )
Fmax (N)
Pmoymax (W kg–1)
Vopt (m s–1)
hSJ (cm)
PRJ (W kg–1)
Moyenne ±
écart–type
19,4 ± 1,8
180,6 ± 24,3
15,4 ± 1,3
13,1 ± 1
45,5 ± 3,9
53,4 ± 2,6
V10
(m s–1)
V20
(m s–1)
V40
(m s–1)
V60
(m s–1)
t 90vcmax
(s)
t vcmax
(s)
4,56 ± 0,26
5,93 ± 0,18
7,26 ± 0,23
7,9 ± 0,23
3,21 ± 0,43
6,5 ± 1,22
0,04
0,21
–0,62
–0,73*
0,09
–0.68*
–0,26
–0,25
–0,69*
–0,61
–0,15
–0,39
0,53
0,58
0,45
0,17
0,66*
0,11
*
0,67
0,66*
0,5
0,22
0,66*
0,11
niques musculaires de force, vitesse, puissance et raideur de
sprinters entraînés et leurs performances dans les 3 phases du
100 m évaluées de façon précise à l’aide d’un radar.
2. Méthodes
Dix sprinters masculins (âge : 21 ± 3 ans ; taille : 177 ±
6 cm ; masse : 72 ± 7 kg ; record au 100 m : 11,3 ± 0,3 s) ont
réalisé 2 sprints de 12 s contre des forces de friction de 0,4 et
0,6 N kg–1 sur une bicyclette ergométrique non-isocinétique
Monark 818 E modifiée, permettant de mesurer la force
(Fmax en N), la vitesse (Vmax en m s–1) et la puissance
(Pmoymax en W kg–1) maximales moyennées par coup de
pédale ainsi que la vitesse optimale (Vopt en m s–1) correspondante [1]. Le maintien de puissance produite en fin d’effort a été exprimé par un indice DP en pourcentage de la
valeur moyenne des 3 coups de pédales ayant donné lieu à la
valeur maximale de puissance.
Des tests de Squat Jump (SJ) et de Repeated Jumps (RJ)
(sauts maximaux durant 15 s) réalisés sur tapis Ergojump®
ont permis respectivement d’évaluer la hauteur maximale
atteinte (hSJ en cm) ainsi que la puissance maximale (PRJ en
W kg–1) et la raideur (K en N m–1 kg–1) des membres
inférieurs [3]. Deux indices de maintien de raideur (DK) et de
puissance (DPRJ) en fin de sauts répétés ont été calculés
comme les pourcentages de raideur et puissance du saut
maximal maintenus lors des 2 derniers sauts.
Les vitesses moyennes tous les 20 m (en m s–1), vCmax
(vitesse maximale de course des sujets en m s–1) et t vCmax
(temps d’atteinte de vCmax en secondes) des athlètes ont été
mesurés au cours du 100 m grâce à un radar Stalker ATS
système™ (Radar Sales, Mineapolis, États-Unis) [2]. La
vitesse maximale de course étant parfois atteinte après quelques secondes de « plateau » à des vitesses proches, le temps
d’atteinte d’une vitesse correspondant à 90 % de vCmax, t 90
vCmax a été enfin déterminé. Des corrélations ont été établies
entre les variables mécaniques et les performances mesurées
et calculées lors des tests de sprint sur 100 m avec un seuil de
significativité fixé à p = 0,05.
0,6
0,63*
0,39
0,15
0,69*
0,18
*
0,63
0,64*
0,32
0,12
0,68*
0,14
3. Résultats
Le Tableau 1 montre les valeurs des principaux paramètres mécaniques et leur coefficient de corrélation avec les
paramètres de performance sur 100 m. Seuls les résultats
significatifs de cette étude figurent dans ce tableau.
4. Discussion
4.1. Phase d’accélération
Les relations significatives entre Fmax mesurée sur bicyclette ergométrique ou la hauteur atteinte en saut sans élan et
les vitesses moyennes à 20, 40 et 60 m confirment l’importance de la force maximale lors de l’accélération en sprint. La
relation entre Vmax et les vitesses moyennes à 20 et 60 m
souligne l’influence de la vitesse maximale que peut développer un sujet sur sa performance dans cette phase du sprint.
Ces 2 qualités musculaires sont les composantes de la puissance mécanique musculaire. Cette étude montre le lien
significatif entre Pmoymax et t vCmax. Ainsi la force est une
qualité déterminante de la phase initiale du sprint, mais la
vitesse gestuelle de mobilisation des membres inférieurs l’est
également. Ces 2 qualités sont regroupées dans l’expression
de puissance mécanique qui est liée significativement à l’explosivité et à l’accélération (délai d’atteinte de vitesse maximale) en sprint en course à pied.
4.2. Phase de course à vitesse maximale
Aucun des paramètres mécaniques évalués n’a montré de
relation significative avec les paramètres de performance
dans cette zone du sprint. Une relation entre la raideur musculotendineuse et la vitesse maximale de course était attendue au vu des études de Chelly et Denis [2] ou de Mero et al.
[4]. Cette absence de lien significatif peut être due à l’homogénéité de cette population, la raideur pouvant être un facteur
déterminant de la performance à vitesse maximale en sprint
pour des populations hétérogènes ou non spécialistes de
sprint sans présenter le même pouvoir de discrimination au
sein d’une population de sprinters de niveau homogène.
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4.3. Phase de décélération
[2]
Aucun facteur mécanique mesuré n’était lié significativement à la performance dans cette zone de course, une explication de la décélération en fin de 100 m par l’intervention de
facteurs mécaniques nécessitant de nouvelles études.
Chelly SM, Denis C. Leg power and hopping stiffness: relationship
with sprint running performance. Med Sci Sports Exerc 2001;33(2):
326–33.
[3]
Dalleau G. Influence du contrôle de la raideur musculotendineuse lors
de la locomotion, Apport de nouvelles méthodes de mesure [Thèse].
Lyon: Université Claude-Bernard, Lyon I; 1998.
[4]
Mero A, Komi PV, Gregor RJ. Biomechanics of sprint running. Sports
Med 1992;13(6):376–92.
Références
[1]
Arsac LM, Belli A, Lacour JR. Muscle function during brief maximal
exercise: accurate measurements on a friction-loaded cycle ergometer.
Eur J Appl Physiol 1996;74:100–6.
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