3.2.3 Contraction : Théorie des filaments glissants

!
11
• Force par surface :
N.B. : PCSA = physiological
cross-sectional area : est la
surface de la section transversale
perpendiculaire aux fibres
musculaires.
ACSA = anatomical cross-sectional area : l’aire de section
transversale du muscle (est la ligne horizontale dans les
trois fig. de l’image à droite).
=> PCSA augmente proportionnellement avec l’angle de
pennation et avec la longueur du muscle. Dans le muscle penné, le PCSA est tjs plus large que
ACSA, mais dans le muscle fusiforme il coïncide avec ACSA.!
• Magnitude de la force :
- Augmentation de l’angle entre la direction de tension de la fibre musculaire et l’attache
tendineuse => diminution de la tension transmise au tendon!!
- L’organisation des fibres musculaires en pennation confère des avantages particuliers :
• Une augmentation du nombre de fibres musculaires dans un volume fixe du muscle
• La proportion plus élevée de fibres par unité du volume!musculaire augmente la production
de force en comparaison avec une organisation parallèle (fusiforme) du même volume.
- Raccourcissement de la fibre est proportionnelle à sa longueur (nb de sarcomère en série)
- Muscles penniformes sont en générale plus petits (cf. deltoïde) : sarcomère en //, moins en série. A
cause d'une plus faible longueur du muscle, l'amplitude de raccourcissement est plus faible.
3.2.3 Contraction :
Théorie des filaments
glissants
• Le cycle de contraction musculaire
(Théorie des filaments glissants) :!
Phase de repos :
- Le site de liaison actine-myosine
est masqué par la tropomyosine
- L’actine et la myosine sont
découplées
- Le calcium est dans les sacs
latéraux (RS).!
!!
3.2.2 Morphologie musculaire
La force maximale développée par le
muscle est proportionnelle au
nombre de sarcomères situés en
parallèle et, par conséquent, à la
surface de section physiologique
(SSP), c'est-à-dire à la surface de
toutes les fibres sectionnées
perpendiculairement à leur direction.
Pennée
Surface de section physiologique (SSP) :
!"
Pennée
3.2.2 Morphologie musculaire
Surface de section physiologique (SSP):
l
t
sin
V= Volume musculaire
t= épaisseur du muscle
3) Et 2) dans 1)
V
m
sin
t
l
sin t
V
SSP
mais 2)
3)
4)
t
l
= angle de pennation
Narici, j Electro & Kinesio, 1999
!#
3.2.2 Morphologie musculaire
$%&'(&
$%&'(&
)*+$,&-%.%&$/%.0%+.'%12.
3(*&$+.'4,$$,-5%.'%.0,.6*7/%.
81+-10,*/%
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*&#)0#&%,&
9(/-%
':;%0(33:%
9(/-%
':;%0(33:%
La relation entre la force produite au tendon et la force
musculaire est :
Magnitude de la force transmise au tendon dans l’organisation
du muscle en faisceau :
FT= FM.cos 
où FTest la force au tendon et FMest la force développée au
muscle lors d’une contraction.
5)
FM
FT
cos
T
M
F
F
!<
3.2.2 Morphologie musculaire
t
V
F
SSP
F
T
M
sin
cos
Force par surface :
5) / 4)
sincos 
V
tF
T
sincos2
2
V
tF
T
)2sin(
2
V
tF
T
sincos2)2sin( 
6)
SSPt
FV
Fm
T
2
)2sin(
!=
3.2.2 Morphologie musculaire
Augmentation de l’angle entre la direction de tension de la
fibre musculaire et l’attache tendineuse => diminution de la
tension transmise au tendon
L’organisation des fibres musculaires en pennation confère des
avantages particuliers :
Une augmentation du nombre de fibres musculaires dans
un volume fixe du muscle
La proportion plus élevée de fibres par unité du volume
musculaire augmente la production de force en
comparaison avec une organisation parallèle du même
volume.
Raccourcissement de la fibre est proportionnelle à sa longueur
(nb de sarcomère en série)
Muscle penniformes sont en générale plus petits. A cause
d'une plus faible longueur du muscle, l'amplitude de
raccourcissement est plus faible
Magnitude de la force :
!>
1. Système respiratoire
Plan général du cours
2. Système cardio-vasculaire
3. Système musculaire
3.2 Rappel anatomique et physiologique
?@A@[email protected](/35(0(C*%.81+-10,*/%
?@A@[email protected]$/1-$1/%.81+-10,*/%
?@A@[email protected](&$/,-$*(&.G.H5:(/*%.'%+.6*0,8%&$+.C0*++,&$+
3.2.5. Distribution des fibres musculaires
3.2.6. Plasticité musculaire
3.3.1. Relation Force-Longueur et Force-Vitesse
!"
Le cycle de contraction musculaire (Théorie des Filaments
glissants):
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!#
Phase de repos:
•Le site de liaison actine-
myosine est masqué par la
tropomyosine
• L'actine et la myosine sont
découplées
•Le Ca
2+ est dans les sacs
latéraux
3.2.3. Théorie des filaments glissants
ADP
Pi
!$
Première phase : Couplage excitation-contraction
•Arrivée de l'influx nerveux
•Le Ca
2+ est relâché des sacs
latéraux
•Le Ca
2+ se lie à la troponine
• Changement de structure
tridimensionnelle de la
tropomyosine
•Libération des sites de liaison
actine myosine
•Formation du complexe acto-
myosine
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!%
Deuxième phase : contraction
•Pivotement de la tête de
myosine facilité par la
libération du Pi
•L'actine glisse sur la
myosine : le muscle se
contracte
•La tension est développée
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!&
Troisième phase :
•Accentuation de la
rotation des têtes, par
libération de l'ADP
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!!
Quatrième phase : relâchement
3.2.3. Théorie des filaments glissants
•Arrivée d'un nouvel ATP
•Dissociation de l'acto-
myosine
•Hydrolyse de lATP en
ADP + Pi fournit lénergie
pour redresser les têtes de
myosine
•Si le Ca
2+ est toujours
présent, le processus
recommence.

!
12
Phase 1 : couplage excitation-contraction!
! Formation des ponts d’union. La myosine énergisée se lie
au myofilament d’actine, formant des ponts d’union
- Arrivée de l'influx nerveux
- Le Ca2+ est relâché des sacs latéraux (RS)
- Le Ca2+ se lie à la troponine
- Chgt de structure tridimensionnelle de la tropomyosine…
… qui provoque la libération des sites de liaison actine myosine
- Myosine lie à l’actine : formation du complexe acto-myosine.
Phase 2 : contraction!
! Phase active (de propulsion). L’ADP et le Pi sont libérés et la tête de myosine pivote et se
replie, prenant une forme de basse énergie, permettant au filament d’actine de glisser vers la
ligne M.
- Pivotement (ruotare) de la tête de myosine facilité par la
libération du Pi
- L'actine glisse sur la myosine : le muscle se contracte
- La tension est développée
Phase 3 :
! Détachement des têtes de myosine. Après la liaison de
l’ATP à la myosine, la liaison de la myosine à l’actine
devient plus lâche et la tête de myosine se détache (le pont
d’union se brise (rompe), cf. Phase 4).
- Accentuation de la rotation des têtes, par libération de l’ADP!
Phase 4 : relâchement
! Mise sous tension de la tête de myosine (reprend phase 3). Pdt l’hydrolyse de l’ATP en ADP et
en Pi, la tête de myosine reprend la forme riche en énergie (sous tension), qu’elle avait avant la
phase de propulsion.
- Arrivée d'un nouvel ATP
- Dissociation de l'acto-myosine
- Hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi fournit l’E pour redresser
les têtes de myosine (lorsque l’ATP arrive à la tête de
myosine, celle-ci dissocie avec l’actine => l’E de l’ATP est
stockée dans la tête de myosine => ATP devient ADP + Pi et
ça permet à nouveau le lien myosine-actine)
- Si le Ca2+ est toujours présent, le processus recommence
=> N.B. : Dans ce processus, l’E de l’ATP est utilisée surtout pour le déplacement de la myosine
(des têtes) sur l’actine : pour tirer (contraction musculaire), mais aussi pour permettre de
!"
Le cycle de contraction musculaire (Théorie des Filaments
glissants):
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!#
Phase de repos:
•Le site de liaison actine-
myosine est masqué par la
tropomyosine
• L'actine et la myosine sont
découplées
•Le Ca
2+ est dans les sacs
latéraux
3.2.3. Théorie des filaments glissants
ADP
Pi
!$
Première phase : Couplage excitation-contraction
•Arrivée de l'influx nerveux
•Le Ca
2+ est relâché des sacs
latéraux
•Le Ca
2+ se lie à la troponine
• Changement de structure
tridimensionnelle de la
tropomyosine
•Libération des sites de liaison
actine myosine
•Formation du complexe acto-
myosine
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!%
Deuxième phase : contraction
•Pivotement de la tête de
myosine facilité par la
libération du Pi
•L'actine glisse sur la
myosine : le muscle se
contracte
•La tension est développée
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!&
Troisième phase :
•Accentuation de la
rotation des têtes, par
libération de l'ADP
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!!
Quatrième phase : relâchement
3.2.3. Théorie des filaments glissants
•Arrivée d'un nouvel ATP
•Dissociation de l'acto-
myosine
•Hydrolyse de lATP en
ADP + Pi fournit lénergie
pour redresser les têtes de
myosine
•Si le Ca
2+ est toujours
présent, le processus
recommence.
!"
Le cycle de contraction musculaire (Théorie des Filaments
glissants):
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!#
Phase de repos:
•Le site de liaison actine-
myosine est masqué par la
tropomyosine
• L'actine et la myosine sont
découplées
•Le Ca
2+ est dans les sacs
latéraux
3.2.3. Théorie des filaments glissants
ADP
Pi
!$
Première phase : Couplage excitation-contraction
•Arrivée de l'influx nerveux
•Le Ca
2+ est relâché des sacs
latéraux
•Le Ca
2+ se lie à la troponine
• Changement de structure
tridimensionnelle de la
tropomyosine
•Libération des sites de liaison
actine myosine
•Formation du complexe acto-
myosine
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!%
Deuxième phase : contraction
•Pivotement de la tête de
myosine facilité par la
libération du Pi
•L'actine glisse sur la
myosine : le muscle se
contracte
•La tension est développée
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!&
Troisième phase :
•Accentuation de la
rotation des têtes, par
libération de l'ADP
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!!
Quatrième phase : relâchement
3.2.3. Théorie des filaments glissants
•Arrivée d'un nouvel ATP
•Dissociation de l'acto-
myosine
•Hydrolyse de lATP en
ADP + Pi fournit lénergie
pour redresser les têtes de
myosine
•Si le Ca
2+ est toujours
présent, le processus
recommence.
!"
Le cycle de contraction musculaire (Théorie des Filaments
glissants):
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!#
Phase de repos:
•Le site de liaison actine-
myosine est masqué par la
tropomyosine
• L'actine et la myosine sont
découplées
•Le Ca
2+ est dans les sacs
latéraux
3.2.3. Théorie des filaments glissants
ADP
Pi
!$
Première phase : Couplage excitation-contraction
•Arrivée de l'influx nerveux
•Le Ca
2+ est relâché des sacs
latéraux
•Le Ca
2+ se lie à la troponine
• Changement de structure
tridimensionnelle de la
tropomyosine
•Libération des sites de liaison
actine myosine
•Formation du complexe acto-
myosine
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!%
Deuxième phase : contraction
•Pivotement de la tête de
myosine facilité par la
libération du Pi
•L'actine glisse sur la
myosine : le muscle se
contracte
•La tension est développée
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!&
Troisième phase :
•Accentuation de la
rotation des têtes, par
libération de l'ADP
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!!
Quatrième phase : relâchement
3.2.3. Théorie des filaments glissants
•Arrivée d'un nouvel ATP
•Dissociation de l'acto-
myosine
•Hydrolyse de lATP en
ADP + Pi fournit lénergie
pour redresser les têtes de
myosine
•Si le Ca
2+ est toujours
présent, le processus
recommence.
!"
Le cycle de contraction musculaire (Théorie des Filaments
glissants):
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!#
Phase de repos:
•Le site de liaison actine-
myosine est masqué par la
tropomyosine
• L'actine et la myosine sont
découplées
•Le Ca
2+ est dans les sacs
latéraux
3.2.3. Théorie des filaments glissants
ADP
Pi
!$
Première phase : Couplage excitation-contraction
•Arrivée de l'influx nerveux
•Le Ca
2+ est relâché des sacs
latéraux
•Le Ca
2+ se lie à la troponine
• Changement de structure
tridimensionnelle de la
tropomyosine
•Libération des sites de liaison
actine myosine
•Formation du complexe acto-
myosine
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!%
Deuxième phase : contraction
•Pivotement de la tête de
myosine facilité par la
libération du Pi
•L'actine glisse sur la
myosine : le muscle se
contracte
•La tension est développée
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!&
Troisième phase :
•Accentuation de la
rotation des têtes, par
libération de l'ADP
3.2.3. Théorie des filaments glissants
!!
Quatrième phase : relâchement
3.2.3. Théorie des filaments glissants
•Arrivée d'un nouvel ATP
•Dissociation de l'acto-
myosine
•Hydrolyse de lATP en
ADP + Pi fournit lénergie
pour redresser les têtes de
myosine
•Si le Ca
2+ est toujours
présent, le processus
recommence.

!
13
rééquilibrer les concentrations du LIC en
Na+ et K+ (pour permettre un nouveau
passage du PA (l’E sert pour l’ouverture des
canaux K+ et Na+ : ainsi Na+ sort de la
cellule et K+ entre, à travers le sarcoplasme
et les tubules T)) et pour permettre au Ca2+
d’entrer à nouveau dans le RS (cf. la fig. à
côté, qui ne fait pas partie du cours de
physiologie de l’exercice).!
• Unité Motrice (UM) :
! Une unité motrice est composée d’un motoneurone et de toutes les fibres musculaires qu’il
innerve : il s’agit d’un neurone somatomoteur et des fibres qu’il innerve ; quand ce neurone
envoie un PA, toutes les fibres de l’UM se contractent. Un neurone innerve des fibres multiples,
mais chaque fibre n’est innervée que par un seul neurone. Toutes les fibres d’une UM sont du
même type. Donc, dans l’UM on peut retrouver un motoneurone avec plusieurs fibres, mais pas
une fibre avec plusieurs motoneurones, car chaque fibre à son propre motoneurone. N.B. : le
nombre des fibres par UM varie : mvts fins (œil, main) : quelques fibres / UM ; mvts ‘grossiers’
(jambes) : x 102-103 fibres / UM.
! N.B. : l’UM est pas à confondre avec la plaque motrice : elle se trouve dans la jonction
neuromusculaire, soit l’endroit où le muscle (en ce cas le sarcolemme) est en contact avec
l’axone du nerf (à noter : la plaque motrice possède des plis (pieghe) jonctionnels
postsynaptiques (dans le sarcolemme), qui font augmenter la surface de la plaque et donc aussi le
nombre des récepteurs synaptiques sur le sarcolemme). Elle est donc une sorte de synapse.
3.2.4 Relation Force (ou tension) -Longueur et Force-Vitesse
• Relation force-longueur (sarcomère) :
Plus le muscle s’étire ou contracte, en
s’éloignant de la longueur optimale de
référence, plus la force produite par le
muscle-même sera inférieure. Pourquoi ?
Car si le muscle est trop étiré, il y aura un
nombre trop petit de ponts d’union entre
les têtes de myosine et les filaments
d’actine. Au contraire, si le muscle est trop
contracté, il n’y a pas assez d’espace
disponible pour le glissement des deux
filaments.!
1.05
!μm!
1.05!μm!
zone
fonctionnelle

!
14
La zone fonctionnelle, soit le mmt où la superposition des deux filaments est optimale, est autour le
80-120% (qui correspond à 1,65-2,25 µm de la longueur du sarcomère), en particulier 100-120%
(soit, 2,05-2,25 µm), de la longueur de repos du sarcomère.
! N.B. : Chaque articulation a un angle optimal d’application de la force : p.ex., pour le biceps,
qui agit au niveau du coude, cet angle ~ 100° (entre bras et avant-bras).
• Relation force-longueur isométrique :
- Fp = force développée lors d’un étirement passif.
- Au-delà de 150% le sarcomère subit des lésions.
- Au-delà de 170% le muscle n’arrive plus à
produire de la force.
- Le muscle désinséré (désinsertion musculaire =
rupture du point d'attache entre os et muscle : le
muscle est arraché (strappato) de son insertion
osseuse) prend une longueur inférieure appelée
longueur d’équilibre.
! Force passive = la résistance qui propose le muscle à l’étirement (elle augmente à la fin du
travail excentrique) ; p.ex., le travail final de descente, lorsqu’on travail les biceps.
• Effet de l’entraînement à un angle articulaire constant
sur la courbe force-longueur (fig. côté) :
[N.B. : Torque = mmt d’une force.
Elbow angle = l’angle du coude.
C = Sujet contrôle : pas faites des entraînements.]
• Relation force-vitesse sur un muscle isolé et in vivo5 :
- Que la contraction soit isotonique6 (crée de la force et
déplace une charge, grâce au raccourcissement dynamique du
muscle; en d’autres termes : contraction dans laquelle le
muscle se raccourcit, mais où la tension proportionnelle à la charge reste presque constante) ou
isocinétique7, il s’agit d’associer les différentes valeurs de F et de V mesurées à l’état d'équilibre!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
5 Processus biologique observé/étudié dans un organisme vivant, par opposition à in vitro.
6 Il y a quatre types de contraction musculaire : isotonique concentrique (le muscle se raccourcit), isotonique
excentrique (le muscle s’allonge), isométrique (génère de la force sans mvt) et pliométrie (nécessite un effort
dynamique, qui est obtenu par combinaison successive d’une contraction excentrique suivie immédiatement d’une
concentrique. Le muscle est d’abord étiré, il résiste, puis se raccourcit).
7 Dans une contraction isocinétique (iso : constant ; cinétique : mvt), le système neuromusculaire peut travailler à une
vitesse constante lors de chaque phase du mvt, contre une résistance prédéterminée. Cette contraction s’effectue à
vitesse constante. Le muscle soutient un état de contraction max dans toute l’amplitude testée. L’entraînement
isocinétique est réalisé sur des machines qui permettent de garder la vitesse d’exécution du mvt constante, quelle que
soit la force appliquée. Ce type de contraction dépend!que de la volonté de l’exécutant, lequel contrôle son effort en
cherchant la constance dans le mvt. Souvent utilisée en rééducation: la charge varie en fonction de la faiblesse (dans une
position ou un angle déterminés), mais avec conservation de la vitesse initiale [anisocinétique = mvt avec accélération].
!"
3.3.1. Relation Force-Longueur
Relation force-longueur d'un sarcomère : Maximum
Chaque articulation a un angle optimal d'application de la force
Pour le biceps qui agit au niveau du coude, cet angle est ~100 
!#
Tension maxi à
approx. 125 %
de la longueur
d’équilibre
Relation force-longueur
isométrique:
3.3.1. Relation Force-Longueur
Le muscle désinséré prend une longueur
inférieure appelée longueur d'équilibre
Fp = Force
développée lors
d'un étirement
passif
Au-delà de
150%, le
sarcolemme
subit des lésions
> 170%, plus de
force développée
!$
Torque (N.m)
Elbow Angle (Degrees)
Effet de l’entraînement à un angle articulaire constant sur la
courbe force-longueur:
3.3.1. Relation Force-Longueur
!%
Que la contraction soit isotonique ou isocinétique, il s’agit
d’associer les différentes valeurs de F et de V mesurées à l’état
d'équilibre
La force que peut développer un muscle dépend de sa vitesse
de contraction et inversement, sa vitesse de contraction dépend
de la charge appliquée
(Gasser et Hill, 1924)
Cette relation entre force et vitesse
de contraction est de type
hyperbolique pour le muscle isolé
(Fenn et Marsh, 1935)
Relation force-vitesse, muscle isolé et in vivo:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!!
Relation force-vitesse sur muscle isolé et in vivo:
F0= Force à vitesse nulle
= Force maximal isométrique
V0= Vitesse à charge nulle
= Vitesse maximale
Vitesse calculée par extrapolation
3.3.1. Relation Force-Vitesse
C= concavité
de la courbe
!&
Types d’entraînement
Relations couple-vitesse des extenseurs du genou chez un
athlète entraîné en puissance (DS) et un athlète entraîné en
endurance (SW)
(d’après Taylor et coll., 1991)
Différence liée à:
-la surface de section du muscle
-la typologie
-au recrutement (coordination)
Variabilité de la relation F-V:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Tension max ~
125% longueur
d’équilibre
!"
3.3.1. Relation Force-Longueur
Relation force-longueur d'un sarcomère : Maximum
Chaque articulation a un angle optimal d'application de la force
Pour le biceps qui agit au niveau du coude, cet angle est ~100 
!#
Tension maxi à
approx. 125 %
de la longueur
d’équilibre
Relation force-longueur
isométrique:
3.3.1. Relation Force-Longueur
Le muscle désinséré prend une longueur
inférieure appelée longueur d'équilibre
Fp = Force
développée lors
d'un étirement
passif
Au-delà de
150%, le
sarcolemme
subit des lésions
> 170%, plus de
force développée
!$
Torque (N.m)
Elbow Angle (Degrees)
Effet de l’entraînement à un angle articulaire constant sur la
courbe force-longueur:
3.3.1. Relation Force-Longueur
!%
Que la contraction soit isotonique ou isocinétique, il s’agit
d’associer les différentes valeurs de F et de V mesurées à l’état
d'équilibre
La force que peut développer un muscle dépend de sa vitesse
de contraction et inversement, sa vitesse de contraction dépend
de la charge appliquée
(Gasser et Hill, 1924)
Cette relation entre force et vitesse
de contraction est de type
hyperbolique pour le muscle isolé
(Fenn et Marsh, 1935)
Relation force-vitesse, muscle isolé et in vivo:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!!
Relation force-vitesse sur muscle isolé et in vivo:
F0= Force à vitesse nulle
= Force maximal isométrique
V0= Vitesse à charge nulle
= Vitesse maximale
Vitesse calculée par extrapolation
3.3.1. Relation Force-Vitesse
C= concavité
de la courbe
!&
Types d’entraînement
Relations couple-vitesse des extenseurs du genou chez un
athlète entraîné en puissance (DS) et un athlète entraîné en
endurance (SW)
(d’après Taylor et coll., 1991)
Différence liée à:
-la surface de section du muscle
-la typologie
-au recrutement (coordination)
Variabilité de la relation F-V:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
α = très
petit
α = 80°
α = 120°

!
15
- La force que peut développer un muscle
dépend de sa vitesse de contraction et
inversement, sa vitesse de contraction dépend de
la charge appliquée (Gasser et Hill, 1924)
- Cette relation entre force et vitesse de
contraction est de type hyperbolique pour le
muscle isolé (Fenn et Marsh, 1935)!!
!
• Variabilité de la relation F-V :
! Types d’entraînement :!
Relations couple8-vitesse (cf. C-V dans le graphique) des extenseurs du genou chez un athlète
entraîné en puissance (DS) et un athlète entraîné en endurance (SW) :!
Les différence entre les deux athlètes sont liées à :
- la surface de section du muscle
- la typologie du muscle
- au recrutement (coordination) des fibres musculaires
• La puissance :
- Le raccourcissement d’un muscle produit un travail (W = F * d * cos(ϑ) [N.m = J])
- Le travail par unité de temps représente la puissance (P = W / t [J/s = W])
- Plus la vitesse de raccourcissement est rapide, plus la puissance sera grande pour une même
force.
- Comme la Puissance maximale est obtenue généralement par une force et une vitesse moyennes,
toutes les fibres d’un muscle vont contribuer à son élaboration
- Puissance maximale: paramètre considéré comme plus représentatif de la mécanique du muscle,
plutôt que la Vitesse max
• Relation Force-Puissance :
• Force et vitesse à Pmax :
Dans les deux graphique à gauche, la courbe
prend en compte la relation puissance-F/v et
l’hyperbole la relation F-v.
Ce qu’on peut constater est que la Pmax est
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
8 La couple (en ce cas, est à entendre comme force) est la force angulaire qui exerce un objet : c’est l'effort immédiat
que cet objet est capable de produire pour une vitesse donnée. En fait, elle est l'effort en rotation appliqué à un axe.
!"
3.3.1. Relation Force-Longueur
Relation force-longueur d'un sarcomère : Maximum
Chaque articulation a un angle optimal d'application de la force
Pour le biceps qui agit au niveau du coude, cet angle est ~100 
!#
Tension maxi à
approx. 125 %
de la longueur
d’équilibre
Relation force-longueur
isométrique:
3.3.1. Relation Force-Longueur
Le muscle désinséré prend une longueur
inférieure appelée longueur d'équilibre
Fp = Force
développée lors
d'un étirement
passif
Au-delà de
150%, le
sarcolemme
subit des lésions
> 170%, plus de
force développée
!$
Torq ue (N.m)
Elbow Angle (Degrees)
Effet de l’entraînement à un angle articulaire constant sur la
courbe force-longueur:
3.3.1. Relation Force-Longueur
!%
Que la contraction soit isotonique ou isocinétique, il s’agit
d’associer les différentes valeurs de F et de V mesurées à l’état
d'équilibre
La force que peut développer un muscle dépend de sa vitesse
de contraction et inversement, sa vitesse de contraction dépend
de la charge appliquée
(Gasser et Hill, 1924)
Cette relation entre force et vitesse
de contraction est de type
hyperbolique pour le muscle isolé
(Fenn et Marsh, 1935)
Relation force-vitesse, muscle isolé et in vivo:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!!
Relation force-vitesse sur muscle isolé et in vivo:
F0= Force à vitesse nulle
= Force maximal isométrique
V0= Vitesse à charge nulle
= Vitesse maximale
Vitesse calculée par extrapolation
3.3.1. Relation Force-Vitesse
C= concavité
de la courbe
!&
Types d’entraînement
Relations couple-vitesse des extenseurs du genou chez un
athlète entraîné en puissance (DS) et un athlète entraîné en
endurance (SW)
(d’après Taylor et coll., 1991)
Différence liée à:
-la surface de section du muscle
-la typologie
-au recrutement (coordination)
Variabilité de la relation F-V:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!"
3.3.1. Relation Force-Longueur
Relation force-longueur d'un sarcomère : Maximum
Chaque articulation a un angle optimal d'application de la force
Pour le biceps qui agit au niveau du coude, cet angle est ~100 
!#
Tension maxi à
approx. 125 %
de la longueur
d’équilibre
Relation force-longueur
isométrique:
3.3.1. Relation Force-Longueur
Le muscle désinséré prend une longueur
inférieure appelée longueur d'équilibre
Fp = Force
développée lors
d'un étirement
passif
Au-delà de
150%, le
sarcolemme
subit des lésions
> 170%, plus de
force développée
!$
Torque (N.m)
Elbow Angle (Degrees)
Effet de l’entraînement à un angle articulaire constant sur la
courbe force-longueur:
3.3.1. Relation Force-Longueur
!%
Que la contraction soit isotonique ou isocinétique, il s’agit
d’associer les différentes valeurs de F et de V mesurées à l’état
d'équilibre
La force que peut développer un muscle dépend de sa vitesse
de contraction et inversement, sa vitesse de contraction dépend
de la charge appliquée
(Gasser et Hill, 1924)
Cette relation entre force et vitesse
de contraction est de type
hyperbolique pour le muscle isolé
(Fenn et Marsh, 1935)
Relation force-vitesse, muscle isolé et in vivo:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!!
Relation force-vitesse sur muscle isolé et in vivo:
F0= Force à vitesse nulle
= Force maximal isométrique
V0= Vitesse à charge nulle
= Vitesse maximale
Vitesse calculée par extrapolation
3.3.1. Relation Force-Vitesse
C= concavité
de la courbe
!&
Types d’entraînement
Relations couple-vitesse des extenseurs du genou chez un
athlète entraîné en puissance (DS) et un athlète entraîné en
endurance (SW)
(d’après Taylor et coll., 1991)
Différence liée à:
-la surface de section du muscle
-la typologie
-au recrutement (coordination)
Variabilité de la relation F-V:
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!
!
!
!"
In vivo – exercices pluri-articulaires:
Test de sprint en course à pied
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!#
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Le raccourcissement d’un muscle produit un travail
Le travail par unité de temps représente la puissance
Plus la vitesse de raccourcissement est rapide, plus la
puissance sera grande pour une même force.
Comme la Puissance maximale est obtenue
généralement par une force et une vitesse
moyennes, toutes les fibres d’un muscle vont
contribuer à son élaboration
Puissance maximale: paramètre considéré comme
plus représentatif de la mécanique du muscle que
Vitesse max
La puissance:
$%
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Relation Force-Puissance:
$&
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Force et vitesse à Pmax :
Pmax à ~1/3 de Fmax
Force (g)
P = FV
F à Pmax
Force (g)
Vitesse de raccourcissement (cm.s-1)
0 1 2 3 4 5 6
10
20
30
Puissance (g.cm.s-1)
10
30
50
20
40
60
70
80
P = FV
V à Pmax
Pmax à ~1/3 de Vmax
$'
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Force et vitesse à Pmax :
Pmax à ~0.5 de Fmax
Pmax à ~0.5 de Vmax
Lorsque le
mouvement intéresse
plusieurs articulations
et plusieurs muscles,
la relation n'est plus
hyperbolique mais
linéaire.
$(
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Duchateau and Hainaut, 1984
Type d’entraînements:
!"
In vivo – exercices pluri-articulaires:
Test de sprint en cour se à pi ed
3.3.1. Relation Force-Vitesse
!#
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Le raccourcissement d’un muscle produit un travail
Le travail par unité de temps représente la puissance
Plus la vitesse de raccourcissement est rapide, plus la
puissance sera grande pour une même force.
Comme la Puissance maximale est obtenue
généralement par une force et une vitesse
moyennes, toutes les fibres d’un muscle vont
contribuer à son élaboration
Puissance maximale: paramètre considéré comme
plus représentatif de la mécanique du muscle que
Vitesse max
La puissance:
$%
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Relation Force-Puissance:
$&
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Force et vitesse à Pmax :
Pmax à ~1/3 de Fmax
Force (g)
P = FV
F à Pmax
Force (g)
Vitesse de raccourcissement (cm.s-1)
0 1 2 3 4 5 6
10
20
30
Puissance (g.cm.s-1)
10
30
50
20
40
60
70
80
P = FV
V à Pmax
Pmax à ~1/3 de Vmax
$'
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Force et vitesse à Pmax :
Pmax à ~0.5 de Fmax
Pmax à ~0.5 de Vmax
Lorsque le
mouvement intéresse
plusieurs articulations
et plusieurs muscles,
la relation n'est plus
hyperbolique mais
linéaire.
$(
3.3.1. Relation Force-Vitesse
Duchateau and Hainaut, 1984
Type d’entraînements: