Le muscle générateur de force mouvements -...
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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/
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2
Le Muscle
Le muscle : mécanismes de la contraction
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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)
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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
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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
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Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
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7
Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
2. Excentrique
muscle tendon
Le muscle : modes d’action
muscle tendon
muscle tendon
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Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
2. Excentrique
3. Isométrie
Le muscle : modes d’action
muscle tendon
muscle tendonmuscle tendon
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Le muscle : modes d’action
1. Concentrique1. Concentrique
2. Excentrique
3. Isométrie
(4. Pliométrie)
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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
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Propriétés mécaniques du muscle : la force
Propriétés mécaniques du muscle : la force
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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
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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
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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)
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• 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
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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
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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
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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
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Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
∆L
Propriétés mécaniques du muscle : facteurs élastiques
Muscle : ↑compliance
Stocke énergie
Tendon : ↑ raideur
Restitue l'énergie
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Evaluation du sportif
Evaluation du sportif : la force
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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
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Evaluation du sportif : la force
Evaluation du sportif : la force
Ergomètre isocinétique
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Evaluation du sportif : la puissance
Evaluation du sportif : la puissance
Objectifs : ‐ Puissance‐ Déficits
Membre inf/supUni/bilatéral
‐ Déséquilibres Mvt analytique/global
Mesure :
Déplacement
Accélération
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Evaluation du sportif : la puissance
Mesure :
DéplacementDéplacement
Pmax – Pmoy – Vmax – TPmoy – ROM – n repet – charge …
Evaluation du sportif : la puissance
Mesure :
AccélérationAccélération
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Evaluation du sportif : la puissance
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Evaluation du sportif : la vitesse
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30
Evaluation du sportif : la vitesse
Evaluation du sportif : la vitesse
![Page 31: Le muscle générateur de force mouvements - Accueile2phy.in2p3.fr/2008/documents/presentations/Cours_Nicolas_Babault.pdf · Centre d’Expertise de la Performance Gilles Cometti](https://reader031.fdocuments.fr/reader031/viewer/2022021902/5b9c6be609d3f2194e8c43cd/html5/thumbnails/31.jpg)
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![Page 32: Le muscle générateur de force mouvements - Accueile2phy.in2p3.fr/2008/documents/presentations/Cours_Nicolas_Babault.pdf · Centre d’Expertise de la Performance Gilles Cometti](https://reader031.fdocuments.fr/reader031/viewer/2022021902/5b9c6be609d3f2194e8c43cd/html5/thumbnails/32.jpg)
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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
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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
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Forc
e
Vite
sse
ce ance
++
Forc
Puis
sa++
‐
Forc
e
Vite
sse
ce emen
t
Forc
Dép
lace
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