Upload
trinhhuong
View
227
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
29/08/2008
1
Centre d’Expertise de la Performance Gilles Cometti
Le muscle : générateur de force responsable de nos mouvements
Nicolas BABAULTNicolas BABAULT
nicolas.babault@u‐bourgogne.fr
http://www.u‐bourgogne.fr/EXPERTISE‐PERFORMANCE/
29/08/2008
2
Le Muscle
Le muscle : mécanismes de la contraction
29/08/2008
3
Faisceaux de fibres
Le muscle : mécanismes de la contraction
Fibres :• Lentes• Rapides
Myofibrilles
Myofilaments :• ActineActine• Myosine
Sarcomère = unité fonctionnelle du muscle
Le muscle : mécanismes de la contraction
Théorie des filaments glissants de Huxley AF (1957)
29/08/2008
4
Le muscle : autres structures
De nombreuses protéines responsables de la production de force
Le muscle : autres structures
Titine
De nombreuses protéines responsables de la production de force
Titine
29/08/2008
5
Le muscle : autres structures
Ne pas oublier le tendon !!!
Rend compte des propriétés mécaniques du muscle
Création de la force
Le muscle : modélisation
Propriétés élastiques
Modèle à trois composantes (Hill AV, 1951)
CC : Composante contractile
CEP : Composante élastique parallèle
CES : Composante élastique série
29/08/2008
6
Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
29/08/2008
7
Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
2. Excentrique
muscle tendon
Le muscle : modes d’action
muscle tendon
muscle tendon
29/08/2008
8
29/08/2008
9
Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
2. Excentrique
3. Isométrie
Le muscle : modes d’action
muscle tendon
muscle tendonmuscle tendon
29/08/2008
10
Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
2. Excentrique
3. Isométrie
(4. Pliométrie)
29/08/2008
11
29/08/2008
12
Propriétés mécaniques du muscle : la force2 modèles
Muscle isoléMuscle humain
Muscle isoléin‐situ
Mesure directe de la force Moment articulaireMesure directe de la force
Longueurmusculaire
Vitesse
Moment articulaire
Angle articulaire
Vitesse angulaire
xMF =
Propriétés mécaniques du muscle : la force
x
xv ⋅= ω
θθ
sincos2²²
⋅⋅⋅⋅⋅++⋅
=ACCB
ACCBACCBMF
θω sin⋅⋅⋅=
ACCBVθcos2²² ⋅⋅⋅++ ACCBACCB
V
dCB ⋅= 18.0 dAC ⋅= 17.1
29/08/2008
13
Propriétés mécaniques du muscle : la force
Propriétés mécaniques du muscle : la force
29/08/2008
14
Propriétés mécaniques du muscle : la force
FA.
Propriétés mécaniques du muscle : la force
t
B.
C.
Sarcomères en parallèle = augmentation de la force maximale et de la raideur du muscleSarcomères en série = augmentation de la vitesse maximale de raccourcissement du muscle, vitesse de montée en force
29/08/2008
15
Sprint et architecture musculaire
Propriétés mécaniques du muscle : la force
8.07 cm
S10 S11
FASL
θ
6.55 cm
13.83° 15.13°
F = 1000 N
971 NFt 965 N
-10% t = 250 ms
3.31 cm/sV 2.72 cm/s
Propriétés mécaniques du muscle : la force
29/08/2008
16
aucune stimulation longueur
02550stimulation• Isométrie
Propriétés mécaniques du muscle : relation force‐longueur
force(tension)
moteur
Capteur de force
Force passive(CEP)
Force totale(active + passive)
longueur
(CEP)
Force active(CC)
• Isométrie
Propriétés mécaniques du muscle : relation force‐longueur
CC : tension directement proportionnelle au nombre de ponts actine‐myosine formés (longueur des sarcomères)
29/08/2008
17
• Concentrique – Excentrique Muscle isolé : relation force vitesse (CC)
Propriétés mécaniques du muscle : relation force‐vitesse
Muscle isolé : relation force‐vitesse (CC)
Équation de la courbe : Équation de Hill
baPbVaP ).()).(( 0 +=++ 0
• Concentrique – ExcentriqueMuscle isolé : relation force vitesse (CC)
Propriétés mécaniques du muscle : relation force‐vitesse
Muscle isolé : relation force‐vitesse (CC)
Muscle humain in‐situ : relation moment‐vitesse angulaire
29/08/2008
18
Rendement : Marche – mouvement concentrique 25%
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
Course 40 à 50%Sautillement 58%
Récupère de l’énergie autre que chimique
Énergie élastique : CES
Emmagasine Restitue
Cycle étirement‐détente
Principe de mesure :
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
muscle tendon
CCmise en tension
Mesure ∆F et/ou ∆L et/ou accélération
é h d d " k l "
Perturbations à vitesses importantes
muscle tendonMéthode de "quick‐release"
Méthode de "controlled‐release"
Relation Tension‐extension
raideur
29/08/2008
19
L0∆L
L0 ∆L L0∆L
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
P0
∆P
P0
∆P
P0
∆P
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
Surface sous courbe = énergie emmagasinée
b Compliance à l'étirement
a. Compliance à F0
b. Compliance à l étirement
a b
c
c. Extensibilitéraide = extensibilité réduite
29/08/2008
20
Fibres rapides + compliantes
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
Grande capacité pour stocker énergie élastique
Fibres rapides + compliantes
F STFT
a b
cL
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
29/08/2008
21
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
∆L
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
Muscle : ↑compliance
Stocke énergie
Tendon : ↑ raideur
Restitue l'énergie
29/08/2008
22
Evaluation du sportif
Evaluation du sportif : la force
29/08/2008
23
Evaluation du sportif : la force
Objectifs :
Force maximale
Force explosive
DéséquilibreDéséquilibre
Fatigue
Evaluation du sportif : la force
Moyens d’évaluation‐ Jauges de contrainte‐ Ergomètres isocinétiques
29/08/2008
24
Evaluation du sportif : la force
Evaluation du sportif : la force
Ergomètre isocinétique
29/08/2008
25
Evaluation du sportif : la puissance
Evaluation du sportif : la puissance
Objectifs : ‐ Puissance‐ Déficits
Membre inf/supUni/bilatéral
‐ Déséquilibres Mvt analytique/global
Mesure :
Déplacement
Accélération
29/08/2008
26
Evaluation du sportif : la puissance
Mesure :
DéplacementDéplacement
Pmax – Pmoy – Vmax – TPmoy – ROM – n repet – charge …
Evaluation du sportif : la puissance
Mesure :
AccélérationAccélération
29/08/2008
27
29/08/2008
28
Evaluation du sportif : la puissance
29/08/2008
29
Evaluation du sportif : la vitesse
29/08/2008
30
Evaluation du sportif : la vitesse
Evaluation du sportif : la vitesse
29/08/2008
31
29/08/2008
32
Evaluation du sportif : la détente verticale
Evaluation du sportif : la détente verticale
Objectifs : ‐ Force‐ Puissance
Proche du terrainMembre inférieur
‐ Explosivité‐ Qualités élastiques
SimplicitéComplet
Tests réalisés : ‐ Squat Jump‐ Counter Movement Jump‐ Drop Jump
é é‐ Réactivité‐ Sauts multiples
29/08/2008
33
Evaluation du sportif : la détente verticale
Moyens d’évaluation :
Temps de suspensionTemps de suspension
²81
max tgz ⋅⋅=
( )C
TVV
ttttgmP +
⋅⋅= ²41
C
( )
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
++⋅
=
4² CCV
C
CV
TTTT
TTMK
π
π
Evaluation du sportif : la détente verticale
Moyens d’évaluation :
Plateforme de force - accéléromètresPlateforme de force - accéléromètres
Forc
e début
dé ll
Temps
décollageréception
vol
29/08/2008
34
Forc
e
Vite
sse
ce ance
++
Forc
Puis
sa++
‐
Forc
e
Vite
sse
ce emen
t
Forc
Dép
lace
29/08/2008
35
29/08/2008
36