Force et Sports d’ Endurance Philippe Fattori - Fédération Française de Triathlon Plan de l’exposé • Quelques définitions • De quels sports d’endurance parle-t-on ? • Préalable essentiel : analyse de la tâche et de la logique interne de l’activité • Rappels sur les mécanismes principaux de développement de la force • Comment développer l’Endurance de Force ? • Aller plus loin dans l’Endurance de Force • Exemple de la natation • Etude de cas : la course à pied de 1/2 fond • Quelles applications pour le triathlon ? Définition Capacité à maintenir un niveau de force et/ou de puissance dans la durée Les qualités de force-endurance: paramètres permettant au sportif d'obtenir un rendement élevé (force moyenne, somme des impulsions musculaires ou somme de travail) au cours d'exercices provoquant la fatigue, exercices pour lesquels la force spécifique représente un facteur essentiel." (Malho 1996) De quels sports d’endurance parle -t-on ? • L’objectif étant d’améliorer l’endurance de force dans l’activité spécifique, l’analyse de l’activité et de la tâche est essentielle. Afin de de limiter l’analyse nous avons considéré de manière générale les sports avec les caractéristiques suivantes : • Durée du temps d’effort moyen (1 à 10 min ) à long (> 10 min). • Continuité de l’effort par opposition aux sports intermittents • Activité cyclique • Objectif: se déplacer le plus rapidement possible quelque soit le mode de locomotion (avec matériel ou non) • Approche de 2 exemples concrets: natation, triathlon • Une étude de cas : la course à pied demi-fond (INSEP) Logique Interne de l’activité et analyse de la tâche L’activité peut-être différenciée et analysée dans le rapport que l’athlète entretient avec : • les autres • le milieu • les règles • le matériel • son propre corps Analyse de la tâche: • durée totale • cadence • structure cycle: dynamique, cinétique • phase propulsive, phase retour • rapport intensités & durée contractions Modèle théorique utilisé: Edgerton et al. (1976) FORCE Vitesse Durée Courbes de fatigue Modèle théorique utilisé: Edgerton et al. (1976) FORCE Endurance de force maximale Force maximale Puissance maximale Endurance de puissance maximale Endurance de force vitesse Durée La force à vitesse maximale Vitesse Courbes de fatigue Les procédés Les procédés de classiques de l ’endurance de force Générale Spécifique (référence : fitness) (référence : la discipline sportive) Les procédés classiques d ’endurance de force générale (Tanaka et al. , 1998) Principes de base : - charge : légère (30% à 40 % de 1RM) - nombre de répétitions : élevé ou quasi-maximal (épuisement) à chaque série - vitesse de mobilisation de la charge : faible « séries brûlantes » « séries compensées » « séries agonistes » en circuit Les procédés classiques de l ’endurance de force spécifique Principes de base : reproduire dans les exercices de musculation les paramètres d ’intensité, de durée et de cadence spécifique de la compétition. - résistance : autour de la résistance de compétition - nombre de répétitions et/ou la durée : choisis en fonction des durées d ’efforts de la compétition - vitesse de mobilisation de la charge : cadence de compétition « séries brûlantes » « séries agonistes » en circuit « séries antagonistes » en circuit Procédés efficaces pour améliorer l ’endurance de force (Tanaka et al. 1998) Mais … inconvénient(s) !! - ils nécessitent une quantité de travail très importante : ils représentent donc une source de fatigue supplémentaire ...et risque(s) !! - une prise de poids éventuelle (liée à l ’hypertrophie musculaire) Les procédés classiques... ... de développement de l’endurance de force sont mal adaptés à un grand de nombre de sports exigeant, en priorité, une quantité importante d ’entraînement dans la discipline Les procédés Les procédés d ’endurance de force : Quel intérêt ? A quelles conditions ? Le choix des exercices Le dosage du travail Choix des exercices : intérêt des exercices de musculation (1) Les exercices contre-résistance permettent de réaliser un travail d ’endurance musculaire « locale » globaux segmentaires Le travail musculaire peut être définit comme local, régional ou général selon l ’importance des masses musculaires engagées pendant l ’effort (Monod et Scherrer) articulaires Choix des exercices : intérêt des exercices de musculation (3) Les exercices contre-résistance permettent de réaliser un travail d ’endurance musculaire locale « spécifique » Analyse de la tâche Le choix des exercices devra être ciblé sur les chaînes musculaires spécifiquement impliquées dans la discipline (exercices segmentaires ou articulaires) focalisé sur le ou les maillons faibles des chaînes musculaires spécifiques (exercices articulaires). Le dosage du travail Les exercices contre-résistance permettent : de faire travailler le système neuro-musculaire à des niveaux de force (donc de recrutement des fibres musculaires) supérieurs à ceux obtenus dans la pratique, dans la durée. Le dosage du travail (1) Dosage de l ’intensité du travail Intensité = charge x vitesse de mobilisation de la charge Considérations physiologiques Notion d’unité motrice : Unité motrice = unité fonctionnelle du muscle Fibres musculaires Motoneurone Nombre variable Topographie aléatoire Toutes de même type UM Lentes Fibres Type I UM Rapides-Résistantes Fibres Type IIa UM Rapides-Fatigables Fibres Type IIb Considérations physiologiques Le recrutement des Unités Motrices : le principe de la taille (Henneman, 1957,1965,1974) Intensité Travail contre résistance R-F R-R Intensité spécifique L Recrutement des UM Type I Type IIa Type IIb Au niveau du muscle (coupe transversale) Dosage du travail : l ’intensité (1) Règles : faire travailler dans la durée, sur des intensités supérieures à celles mises en jeu dans la pratique : - par la charge (80% de 1RM), - par la charge et par la vitesse (60% de 1RM à V. Max.) - par la vitesse (charges < à 40% de 1RM à V. Max.) Dosage du travail : l ’intensité (1) But: modifier les capacités métaboliques des fibres musculaires non directement recrutées dans la pratique spécifique du sport, plutôt que d ’hypertrophier celles déjà entraînées par ailleurs dans la pratique spécifique. Type de fibres Lentes : I Rapides : IIa Rapides : IIb Le dosage du travail : la quantité de travail (2) Dosage de la durée de l ’effort et/ou du nombre de répétitions But : mettre le système musculaire en situation de fatigue Manifestation de la fatigue lors d ’efforts anisométriques répétés: Cadence maintenue Diminution de l ’amplitude Amplitude maintenue Diminution de la vitesse EPUISEMENT (arrêt de l ’exercice) Quelle programmation ? • Controverses dans la littérature • Entraînement simultané ou alterné de l’endurance et de la force Généralités : Endurance vs Force Entraînement simultané vs entraînement alterné de l ’endurance et de la force Chez les athlètes entraînés l ’entraînement simultané de la force et de l ’endurance atténue les gains de force (Hickson, 1980; Dudley, Djamil, 1985; Hunter et al., 1987; Kraemer et al., 1995) Conclusion : l ’organisme ne peut s ’adapter de façon maximale à la fois à ces deux formes de stimuli si ils sont appliqués en même temps Généralités : Endurance vs Force Adaptation physiologiques : Tanaka H., Swensen T. (1998) Impact of resistance training on endurance performance. Sport Medecine (25) pp. 191-200 Entraînement de la force : - stimule l ’hypertrophie musculaire - diminue la densité mitochondriale - réduit, ou ne change pas, la capillarisation Entraînement de l ’ endurance - peut provoquer une diminution de a la taille des fibres musculaires - accroît la densité mitochondriale et capillaire Aller plus loin dans les différentes composantes de la Force • L’utilisation variée des différents modes de contraction (isométrique , excentrique, concentrique , pliométrique) permet d’améliorer le gain de force exercée dans des situations plus variées. • Un entraînement orienté sur les contractions concentriques permet une augmentation de la compliance (capacité d’emmagasiner de l’Energie élastique potentielle. • Un entraînement orienté sur les contractions excentriques avec charge permet une augmentation de la raideur (ou stiffness: capacité à restituer l’Energie élastique). • Un entraînement orienté sur les contractions pliométriques permet une augmentation de la raideur et également de la compliance. Aller plus loin dans les différentes composantes de la Force • Les recherches sur la « force vitesse - endurance » et sur la «force vitesse » ont montré que des performances significatives dans ces deux domaines dépendent nettement de la force maximale et du niveau d’activation du système nerveux central (4). • L’entraînement en force-vitesse, force- puissance et force maximale peuvent être introduits dans l’entraînement des athlètes d’endurance sans effet néfaste sur les capacités aérobies. • L’entraînement en aérobie peut faire obstacle au développement de la force mais pas l’inverse. • Si l’entraînement en aérobie suit l’entraînement de force prévoyez une séance à intensité et volume modéré. • Si l’entraînement en force suit l’entraînement en aérobie,prévoyez le plus de délais possible. Un exemple: la natation Analyse de l’entraîneur du Pôle France natation de l’INSEP JL Rey • 22s < Temps d’effort < 15min • 20 à 600 répétitions par épreuve • 30 < fréquence 200 à 1500m < 40 rpm • Corps propulseur et projectile • Aspect technique ++: se propulser & réduire résistances à l’avancement • Force endurance spécifique dépend de: • force maximale force propulsion (sur 1 mvt à intensité max) • force endurance aérobie • Muscles essentiels à la propulsion: rétropulsion de l’épaule, associée à rotation interne, flexion coude, puis extension coude • Spécificité des exercices de musculation (Quièvre et Miller) • spécifique: nage ( avec ou sans matériel) • semi-spécifique: swim-bench (nagero) ou élastique • orienté: rotation , rétropulsion épaule, extension coude.. (3 à 4 critères) • généraux: fixation coude et épaule, exercie de prévention blessures • transfert des qualités de force dans l’activité : problème ++ Les différents moyens de préparation Dans l’eau: Musculation hors de l’eau: 14 exercices, 4 types de séances 1. Remise en condition, préparation W force et force-endurance Prévention et orienté ++: 7x7 ou 5x10 à 50% de 1RM 2. Force maximale:12 exos 6 - 8 à 75-80% + 4- 6 à 85 - 90% + 3 à 95% + 1 - 2 à 100% 5. Force explosive: vitesse maximale déplacement charge (12 exos) 12 - 15 à 70% + 8 - 10 à 80% + 6 à 85% 6. Force endurance: 14 exos 30 à 40 à 40 à 60%; 30rpm; sous forme de circuit x3 Orientation possible: nb de répétitions (>400m), charge (sprinters), vitesse (phase principale geste), ou fréquence (40 à 50 rpm) Etude de cas : le renforcement musculaire du coureur de 1/2 fond L’ENDURANCE DE FORCE Mrs B. GAJER, C. MILLER, J. QUIEVRE, INSEP BUTS RECHERCHES Eviter une prise de masse musculaire excessive et une augmentation du poids de corps défavorable à la performance Améliorer les qualités musculaires des groupes musculaires mis en jeu dans la course de 1/2 fond ANALYSE DE L’ACTIVITE MUSCULAIRE SPECIFIQUE 1er Temps: repèrer les muscles mis en jeu Leur type de contraction et contraintes mécaniques Leurs amplitudes et vitesses de contraction La qualité musculaire de base = Objectif de développement Exercices spécifiques 2e Temps: Analyse des incidences de la fatigue sur la course Facteurs mécaniques touchés par la fatigue Fréquence et intensité des différentes actions musculaires Description des actions musculaires de la foulée PHASE d’APPUI MUSCLES HANCHE GENOU CHEVILLE PIED EXTENSEURS Fessiers Ischios EXTENSEURS Quadriceps EXTENSEURS Jumeaux Soléaire FLECHISSEURS TYPES DE CONTRACTION CONCENTRIQUE STATODYNAMIQUE PLIOMETRIQUE PLIOMETRIQUE PHASE de RETOUR MUSCLES FLECHISSEURS Psoas EXTENSEURS Fessiers (Ischios) FLECHISSEURS Ischios EXTENSEURS Quadriceps FLECHISSEURS Jambier Ant. TYPES DE CONTRACTION CONCENTRIQUE EXC - CONC CONC-EXC CONC CONCENTRIQUE CONCENTRIQUE 3,8 7,8 3,7 7,6 3,6 7,4 7,2 3,5 7 3,4 6,8 3,3 m/s Fréquence foul/sec Evolution de la foulée au cours du 800M 6,6 3,2 6,4 3,1 6,2 3 6 1 2 Vitesse Tours de piste 2,25 7,8 2,2 7,6 2,15 7,4 2,1 7,2 2,05 7 2 6,8 1,95 6,6 1,9 6,4 1,85 6,2 1,8 m/s Amplitude m Fréquenc e 6 1 2 Tours de piste Vitesse Amplitude Evolution sur l’appui du vecteur «réaction du sol» GROUPES MUSCULAIRES TEMPS DE TRAVAIL INTENSITE TEMPS DE REPOS Quadriceps 25% +++ 75 % Jumeaux 40 % ++ 60 % Fessiers 50 % ++ 50 % Ischios-jambiers 75 % ++ 25 % Adducteurs 60 % + 40 % Psoas 20 % + 80 % Jambier ant. 75 % - 25 % 1/2 FOND: Exple du renforcement des extenseurs de la hanche Exercices articulaires: Exercices segmentaires: Les fentes Les rebonds Exercices globaux: PROGRAMMATION S - 19 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 TYPE DE CYCLE REPRISE DEVPT DEVPT DEVPT DEVPT PRECOMPET. FORME DE TRAVAIL GENERAL GENERAL GENERAL ORIENTE SPECIF. SPECIF. DUREE 3 sem 3 sem 3 sem 3 sem 4 sem 3 sem OBJECTIF Dominant PUISSANCE SSMAX PUISSANCE MAX. FORCE MAX EXPLOSIVITE EXPLOSIVITE EXPLOSIVITE Phase 1 Phase 2 Exos Préparatoires END. FORCE 1 END. FORCE 2 Exos D’entretien OBJECTIF Secondaire FORCE PUISS. Programmation 1500m: période de développement 20% 10% 5% 5% Renforcement Musc Aérobie Vitesse Vitesse Spécifique 60% VMA Renforcement musculaire: 20% 6 séances comprenant 1 exercice d’Endurance de force CYCLE: REPRISE Objectifs du cycle: Remise en condition des différents groupes musculaires et éventuellement hypertrophie Procédés: 5 x 8 rep. à 60% R=2’ ou 4 à 5 x 12 rep. à 50% R=2’ Valeurs exprimées en % de 1 Répétition Maximale CYCLE: « PUISSANCE FORCE » Objectifs du cycle: Associer vitesse d’exécution et résistance permettant de se situer dans la zone autour de la puissance maximales + préparer les charges lourdes Procédés: (5x60%-4x70%-6x50%) x2 r=1’ R=3’ ou 5 x 6x70% vers 6x75% R=2’ Valeurs exprimées en % de 1 Répétition Maximale CYCLE: « FORCE MAXIMALE» Objectifs du cycle: Susciter des tensions maximales avec des charges maximales ou quasi-maximales Procédés: Concentrique: 3x4 à 85% vers 3x3 à 90% R=4’ 1x98% + 2x95% + 3x 90% R=5’ Isométrie max.: 3 à 5 x 3 à 6 sec R=4’ Hybride: 5 x 5” iso max + 2x (2x95 %) + 4x120% excentrique CYCLE: « EXPLOSIVITE » Phase 1 Objectifs du cycle: Produire des fronts de montée de force maximaux (avec effet de contraste = pré-recrutement maximal sur charges lourdes) Procédés: Contraste lourd-léger: 3x (2x80%-4x40%) r=10” R=3’ vers 4x (2x90%-5x30%) et /ou Contraste lourd-pliométrie: 4 x (2x80%- 6 haies pieds joints) r=10” R=3’ CYCLE: « EXPLOSIVITE » Phase 2 Objectifs du cycle: Produire des fronts de montée de force maximaux à partir de différents niveaux de tension Procédés Concentrique force vitesse: 4x (6x30%) R=3’ et / ou Stato-dynamique: 4x (6x50% arrêt 3 sec en bas) R=3’ et / ou Pliométrie: 4 x (6 à 10 rebonds) CYCLE: PRE-COMPETITION Objectifs du cycle: Entretien des différentes qualités musculaires développées Procédés: 1à2x (1x90%-4x60%-6x40%) R=3’ ou 1à2x (1x90%- 4x50% stato- 6 haies) L’exemple du triathlon • La musculation: une place et des pratiques très différentes • Musculation du : Nageur + Cycliste + Coureur ? • Logique interne particulière • Une histoire et des recherches récentes • Charge d’entraînement importante • Des compromis nécessaires • Profil de l’athlète ++ • Modèle du 1/2 fond semble le mieux adapté - régimes contraction variés - dernière discipline décisive - pré fatigue - pesanteur - poids de l’athlète • Circuits de renforcement musculaire orienté Càp à minima • Importance du gainage • Une piste: le renforcement musculaire spécifique dans l’eau