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Le tendon d’Achille
Une seule étude a évalué les effets de l’entraînement pliométrique sur la géométrie du tendon d’Achille. Ainsi, Kubo et al (2007b) n’ont montré aucun effet significatif d’un entraînement de 12 semaines en pliométrie sur la CSA du tendon d’Achille.
Comme il existe une forte relation entre les propriétés mécaniques des structures du SMT et leur géométrie (e.g., Ryan et al., 2009), une évaluation de la géométrie des structures musculaires et tendineuses est nécessaire pour discuter des modification potentielles des propriétés mécaniques des fléchisseurs plantaires de la cheville après un entraînement. L’évaluation de ces paramètres géométriques permet de mieux identifier la nature des adaptations dans les modifications de propriétés mécaniques (i.e., modification de la géométrie du muscle/tendon et/ou des propriétés mécaniques intrinsèques des tissus musculaires/tendineux). Ainsi, cette évaluation permet de discuter des processus physiologiques sous-jacents potentiellement impliqués dans la modification de propriétés mécaniques engendrée par l’entraînement pliométrique.
Effets de l’entraînement sur les propriétés mécaniques de la CES
Plusieurs études ont montré que l’entraînement pliométrique influence la raideur de la CES (Pousson et al., 1995; Cornu et al., 1997; Spurrs et al., 2003; Grosset et al., 2009). Néanmoins, les résultats et hypothèses avancés dans la littérature sont encore débattus. En effet, ces études montrent soit des augmentations soit des diminutions de la raideur musculo-tendineuse après un entraînement pliométrique. Spurrs et al. (2003) et Pousson et al. (1995) ont déterminé une augmentation de la raideur musculo-tendineuse par les méthodes d’oscillation et de quick release (Cf. II.1.1.1.1.) respectivement. L’étude de Spurrs et al. (2003) a plus précisément montré que l’augmentation de la raideur musculo-tendineuse était plus importante pour des valeurs de force supérieures à 50% de la force maximale isométrique. Par ailleurs, des athlètes ayant un passé d’entraînement en pliométrie comme les sauteurs en longueur ou triple sauteurs ont une raideur articulaire supérieure à une population contrôle (Rabita et al., 2008). Cependant, Grosset et al. (2009) ont déterminé une diminution de la raideur musculo-tendineuse de 21% après 10 semaines d’entraînement pliométrique. Les modifications de raideur globale observées dans ces différentes études peuvent être liées à des modifications spécifiques des propriétés mécaniques des fractions active et passive de la CES. L’hypothèse d’une adaptation spécifique des fractions active et passive de la CES à l’entraînement pliométrique a été émise par plusieurs auteurs (Pousson et al., 1995; Cornu et al., 1997). Elle s’appuie notamment sur des travaux menés chez l’animal ou chez l’Homme par l’utilisation de techniques invasives.
Fraction active de la CES (CES1)
Une étude réalisée chez l’animal a montré une augmentation relative du nombre de fibres rapides (de type II) du soléaire de rats après 8 semaines d’entraînement en saut (Almeida-Silveira et al., 1994). Dans cette même étude, une augmentation de la compliance de la CES avait été trouvée. Néanmoins, lors des expérimentations sur le muscle isolé, une grande partie des structures passives (i.e., le tendon) est coupée et n’est donc pas concernée par l’évaluation des propriétés mécaniques. L’augmentation de compliance de la CES obtenues par Almeida-Silveira et al. (1994) ne concernait finalement que CES1 et non la CES dans sa globalité. La modification de typologie musculaire vers un profil plus rapide a engendré une diminution de la raideur du muscle (Kovanen et al., 1984) (Cf. I.1.1.). Par ailleurs, l’évaluation spécifique des propriétés mécaniques du muscle ou de la fraction active de la CES reste très difficile non-invasivement in vivo. Néanmoins, l’étude 2 présentée dans ce travail de thèse (Cf. II.3), a consisté à adapter in vivo la méthode alpha, initialement développée sur muscle isolé (Morgan, 1977), afin d’évaluer les raideurs des fractions active et passive de la CES simultanément. Ainsi, nos travaux vont permettre d’évaluer, de manière originale et non-invasive, les effets de l’entraînement pliométrique sur les raideurs spécifiques des structures du SMT déterminées simultanément et de manière plus approfondie.
Fraction passive de la CES (CES2) / Tendon d’Achille
Concernant la raideur de la fraction passive de la CES qui implique principalement le comportement du tendon d’Achille, Kubo et al. (2007b) n’ont pas montré d’évolution significative mais seulement une tendance à l’augmentation de ce paramètre après 12 semaines d’entraînement. Dans le même sens, nous n’avions montré qu’une tendance à l’augmentation (non significative) de la raideur du tendon d’Achille après 8 semaines d’entraînement pliométrique (Fouré et al., 2009). Pourtant, des augmentations significatives de la raideur du tendon ont été déterminées après 6 et 8 semaines d’entraînement pliométrique (Burgess et al., 2007; Wu et al., 2009). L’évolution de la raideur du tendon après l’entraînement pliométrique est donc toujours discutée dans la littérature, bien que les résultats des différentes études tendent plutôt à montrer une augmentation de ce paramètre avec l’entrainement.
Par ailleurs, les propriétés dissipatives du tendon ont focalisé très peu d’attention dans la littérature par rapport à l’étude de la raideur. Ces propriétés dissipatives semblent pourtant déterminantes dans le processus de stockage-restitution de l’énergie potentielle élastique par le tendon, et particulièrement mises en jeu lors d’un exercice pliométrique et plus généralement du cycle étirement-détente. Une modification des propriétés dissipatives du tendon pourrait donc être attendue après un entraînement pliométrique. Néanmoins, Wu et al. (2009) n’ont étonnamment montré aucun effet de 8 semaines d’entraînement pliométrique sur les propriétés dissipatives du tendon d’Achille (Figure 59). Une diminution d’énergie dissipée (i.e., diminution de l’aire de l’hystérésis) avait pourtant été observée après un protocole combinant un entraînement en force et des étirements sur une même période (Kubo et al., 2001b; Kubo et al., 2002b). De la même manière, une diminution de l’hystérésis avait été observée chez des sujets âgés après 14 semaines d’entraînement en force sur le tendon patellaire (Reeves et al., 2003b).
Ainsi, les effets de l’entraînement pliométrique sur les propriétés mécaniques du tendon ne sont pas encore clairement établis et restent à déterminer plus précisément.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE 1 : CARACTERISATION DES PROPRIETES GEOMETRIQUES ET MECANIQUES
STRUCTURES MUSCULAIRES ET TENDINEUSES
CHAPITRE I : GEOMETRIE DU SYSTEME MUSCULO-TENDINEUX DES FLECHISSEURS PLANTAIRES DE LA CHEVILLE8
I.1. Revue de littérature
I.1.1. Les muscles du triceps sural
I.1.1.1. Anatomie générale
I.1.1.2. Composition du tissu musculaire
I.1.2. Evaluation des paramètres géométriques musculaires
I.1.2.1. L’architecture musculaire
I.1.2.2. La surface de section transversale du muscle et le volume musculaire
I.1.3. Le tendon d’Achille
I.1.3.1. Anatomie générale
I.1.3.2. Composition typologique
I.1.4. Évaluation des paramètres géométriques du tendon d’Achille
I.1.4.1. La longueur du tendon
I.1.4.2. La surface de section transversale anatomique du tendon
I.2. Résumé / Objectif
I.3. Etude n°1 : Mesures et reproductibilité des paramètres géométriques des structures musculaires
tendineuses du triceps sural par imagerie échographique.
I.3.1 Matériels et méthodes
I.3.1.1. Populations
I.3.1.2. Architecture musculaire
I.3.1.3. Surface de section transversale musculaire
I.3.1.4. Surface de section transversale et longueur du tendon
I.3.1.5. Analyses statistiques
I.3.2. Résultats / Discussion
I.3.2.1. Architecture musculaire
I.3.2.2. Surface de section transversale musculaire
I.3.2.3. Surface de section transversale et longueur du tendon
I.3.3. Conclusion
Conclusion du chapitre I
CHAPITRE II : CARACTERISATION DES PROPRIETES MECANIQUES DU SYSTEME MUSCULO-TENDINEUX
CONDITION ACTIVE (CES)
II.1. Revue de littérature
II.1.1. La raideur globale de la CES
II.1.1.1. Les méthodes de perturbations unitaires
II.1.1.2. Evaluation des propriétés mécaniques et réflexe à l’étirement
II.1.2. Dissociation des raideurs du muscle et du tendon (méthode alpha)
II.1.3. La raideur musculaire
II.1.4. Les propriétés mécaniques des structures tendineuses
II.1.4.1. Relation entre la force et la longueur du tendon
II.1.4.2. La raideur tendineuse
II.1.4.3. Propriétés dissipatives des structures tendineuses
II.2. Résumé / Objectif
II.3. Etude n°2 : Reproductibilité des raideurs des fractions dépendante et indépendante du couple de
de la CES déterminées grâce à la méthode alpha in vivo.
II.3.1. Matériels et méthodes
II.3.1.1. Population
II.3.1.2. Matériels
II.3.1.3. Protocole expérimental
II.3.1.4. Traitement des données
II.3.1.5. Analyse statistique
II.3.2. Résultats
II.3.3. Discussion
II.3.4. Conclusion
II.4. Etude n°3 : Reproductibilité des propriétés mécaniques du tendon d’Achille évaluées par échographie.
II.4.1. Matériels et méthodes
II.4.1.1. Population
II.4.1.2. Matériels
II.4.1.3. Protocole expérimental
II.4.1.4. Traitement des données
II.4.1.5. Analyse statistique
II.4.2. Résultats
II.4.2.1. Reproductibilité
II.4.2.2. Effet du niveau de force sur les propriétés mécaniques
II.4.3. Discussion
II.4.4. Conclusion
II.5. Etude n°4 : Validité de la raideur de la fraction passive de la CES déterminée grâce à la méthode alpha in vivo.
II.5.1. Méthodes
II.5.1.1. Population
II.5.1.2. Expérimentations
II.5.2. Comparaison des modèles pour la détermination de la raideur tendineuse.
II.5.3. Effets du choix du modèle sur la caractérisation d’IR1 et R2.
II.5.4. Discussion
II.5.5. Conclusion
Conclusion du chapitre II
CHAPITRE III : CARACTERISATION DES PROPRIETES MECANIQUES DU SYSTEME MUSCULO-TENDINEUX
CONDITION PASSIVE (CEP)
III.1. Revue de Littérature
III.1.1. Structures impliquées lors d’un étirement passif
III.1.2. La souplesse articulaire
III.1.3. Propriétés mécaniques du SMA
III.1.3.1. La relation couple-angle
III.1.3.2. La raideur du SMA.
III.1.3.3. Les propriétés dissipatives du SMA
III.1.4. Dissociation des comportements musculaires et tendineux (CEP1/CEP2)
III.1.5. La relation force-longueur des gastrocnémiens
III.1.6. La relation force-longueur du muscle et du tendon des gastrocnémiens
III.2. Résumé / Objectif
III.3. Etude n°5 : Caractérisation des propriétés mécaniques de la CEP in vivo : études de reproductibilité.
III.3.1 Matériels et méthodes
III.3.1.1. Population
III.3.1.2. Matériels et méthodes
III.3.1.3. Protocole de test
III.3.2. Relations couple-angle
III.3.2.1. Traitement des données
III.3.2.2. Résultats / Discussion
III.3.3. Relations couple-allongement
III.3.3.1. Traitement de données
III.3.3.2. Résultats / Discussion
III.3.4. Relations force-longueur du SMT des gastrocnémiens
III.3.4.1. Traitements de données
III.3.4.2. Résultats / Discussion
III.3.5. Relations force-longueur du muscle et du tendon des gastrocnémiens
III.3.5.1. Traitements de données
III.3.5.2. Résultats / Discussion
III.3.6. Conclusion
Conclusion du chapitre III
FICHE SYNTHESE DE LA PARTIE 1
Paramètres mécaniques et géométriques retenus
Protocole expérimental
PARTIE 2 : EFFETS DE L’ENTRAINEMENT PLIOMETRIQUE ET EXCENTRIQUE
CHAPITRE IV : EFFETS DE L’ENTRAINEMENT PLIOMETRIQUE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES DU SYSTEME MUSCULO-TENDINEUX
IV.1. Revue de littérature
IV.1.1. Effets de l’entraînement sur les paramètres fonctionnels
IV.1.1.1. La détente verticale
IV.1.1.2. La souplesse articulaire
IV.1.1.3. La force maximale isométrique
IV.1.1.4. Le taux de montée en force maximal
IV.1.2. Effets de l’entraînement sur la géométrie du SMT
IV.1.2.1. Les muscles du triceps sural
IV.1.2.2. Le tendon d’Achille
IV.1.3. Effets de l’entraînement sur les propriétés mécaniques de la CES
IV.1.3.1. Fraction active de la CES (CES1)
IV.1.3.2. Fraction passive de la CES (CES2) / Tendon d’Achille
IV.1.4. Effets de l’entraînement sur la raideur de la CEP
IV.2. Résumé / Objectif
IV.3. Etude n°6 : Effets de l’entraînement pliométrique sur les propriétés mécaniques et géométriques
système muscle-tendon des fléchisseurs plantaires,
IV.3.1. Matériels et méthodes
IV.3.1.1. Population
IV.3.1.2. Protocole d’entraînement pliométrique
IV.3.1.3. Protocole expérimental
IV.3.1.4. Analyses statistiques
IV.3.2. Résultats
IV.3.2.1. Paramètres fonctionnels
IV.3.2.2. Géométrie du système muscle-tendon du triceps sural
IV.3.2.3. Raideur de la CES
IV.3.2.4. Propriétés mécaniques du tendon d’Achille
IV.3.2.5. Raideur de la CEP
IV.3.3. Discussion
IV.3.3.1. Paramètres fonctionnels
IV.3.3.2. Géométrie du système muscle-tendon du triceps sural
IV.3.3.3. Raideur de la CES
IV.3.3.3.2. Fraction passive de la CES (CES2) / du tendon d’Achille
IV.3.3.4. Raideur de la CEP
IV.3.4. Conclusion
Conclusion du chapitre IV
CHAPITRE V : EFFET DE L’ENTRAINEMENT EXCENTRIQUE SUR LES PROPRIETES MECANIQUES DU
MUSCULO-TENDINEUX
V.1. Revue de littérature
V.1.1. Effets de l’entraînement excentrique sur les paramètres fonctionnels
V.1.1.1. La détente verticale
V.1.1.2. La souplesse
V.1.1.3. Le couple de force maximal isométrique..
V.1.2. Effets de l’entraînement sur la géométrie du SMT
V.1.2.1. Les muscles du triceps sural
V.1.2.2. Le tendon d’Achille
V.1.3. Effets de l’entraînement sur les propriétés mécaniques de la CES
V.1.3.1. Fraction active de la CES (CES1)
V.1.3.2. Fraction passive de la CES (CES2) / du tendon d’Achille
V.1.4. Effets de l’entraînement sur la raideur de la CEP
V.2. Résumé / Objectif
V.3. Etude n°7 : Effets de l’entraînement excentrique sur les propriétés mécaniques et géométriques
système muscle-tendon des fléchisseurs plantaires
V.3.1. Matériels et méthodes
V.3.1.1. Population
V.3.1.2. Protocole d’entraînement excentrique
V.3.1.3. Protocole expérimental
V.3.1.4. Analyses statistiques
V.3.2. Résultats
V.3.2.1. Paramètres fonctionnels
V.3.2.2. Géométrie du système muscle-tendon du triceps sural
V.3.2.3. Raideur de la CES
V.3.2.4. Propriétés mécaniques actives du tendon d’Achille
V.3.2.5. Raideur de la CEP
V.3.3. Discussion
V.3.3.1. Paramètres fonctionnels
V.3.3.2. Géométrie du système muscle-tendon du triceps sural
V.3.3.3. Propriétés mécaniques de la CES
V.3.3.4. Raideur de la CEP
V.3.4. Conclusion
Conclusion du chapitre V
Fiche synthèse de la Partie 2
DISCUSSION GENERALE
Aspects méthodologiques
Comparaison des effets des entraînements pliométrique et excentrique
Evolutions des paramètres fonctionnels
Adaptations de la géométrie des structures musculaires et tendineuses
Adaptations de CES1 / CES2
Adaptations de CEP1 / CEP2
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
