La notion de " mise en tension - renvoi "

Par D.JOVIS et J.B. MASSET

Sans prétendre à l'exhaustivité, ce document a pour but de rappeler les fondements scientifiques et les conditions dans lesquelles cette notion s'applique aux mouvements humains.

Introduction

L’homme dispose d’un certain nombre de possibilités pour répondre aux agressions du milieu. Certaines réponses dépendent d’une action réfléchie, et donc d’une motricité volontaire, d’autres d’une réponse d’urgence qui ne dispose alors que de délais extrêmement courts de mise en action de façon à maintenir l’intégrité corporelle.

Dans une situation normale, et en simplifiant, la stratégie adoptée est généralement la suivante :

1- Prise d’informations, soit extéroceptives (auditives et/ou visuelles), soit proprioceptives (capteurs internes tendineux, capsulaires, musculaires … oreille interne et annexes), soit enfin cognitives (appréciation des trajectoires par exemple).

2- Analyse de ces informations.

3- Traitement approprié par prise de décision.
La thèse du professeur LABORIT étant qu'il existe trois possibilités:

·  -réponse d’action positive (esquive, parade, attaque),
-réponse de non-action (passivité, immobilisme, attente, léthargie),
-fuite.

Dans une situation d’urgence

L’organisme utilise des circuits d’adaptation extrêmement courts. Il s’agit de ce que l’on nomme " une réponse réflexe ", laquelle se décompose en un aller (information) centripète: du récepteur vers les centres nerveux médullaires et d'un retour (moteur) centrifuge: du motoneurone vers les muscles. Cet arc réflexe ne dépasse généralement pas l’étage médullaire (moelle épinière), voire inter-médullaire. Dans ces conditions, et pour gagner en rapidité, la réponse est presque toujours stéréotypée et pré-organisée.

" D’un point de vue physiologique, l’activité réflexe est une réponse inconsciente ou involontaire provoquée par une stimulation sensorielle … " (Larousse, 1993)

Dans la vie courante, et plus particulièrement lors des activités physiques, l’intégrité des systèmes qui concourent à la motricité (muscles, tendons, articulations) est parfois menacée : pied en porte à faux et entorse, déséquilibre et élongation, voire déchirure musculaire, chute et luxation, etc ... Très souvent, le maillon faible se situe généralement au niveau de la musculature, laquelle est garante (certainement plus que les ligaments) de l’intégrité articulaire (rôle des agonistes – moteurs - et des antagonistes – freinateurs -) et qui joue le rôle de "ligaments actifs".

Comment l’organisme procède-t-il alors pour anticiper les prises de risques, et maintenir l’ensemble en état de fonctionnement grâce à une mobilisation rapide de cette musculature ?

 

FONDAMENTAUX PHYSIOLOGIQUES

Appliquées aux muscles, deux organisations réflexes interviennent, mobilisant deux structures différentes dans le but que le muscle ne soit pas étiré au-delà de ce que ses structures (corps charnu, tendons) ne pourraient supporter sans subir de lésions (élongation, déchirure, rupture). Nous disposons ainsi d’un certain nombre de contrôleurs internes qui veilleront à conserver l’intégrité fonctionnelle :

- les fuseaux neuromusculaires,
- les organes tendineux de Golgi.

Organisation – Déroulement

Processus : lors de l’étirement d’un muscle, les fuseaux neuromusculaires situés en parallèle avec les fibres musculaires sont étirés. Les terminaisons nerveuses sensitives enroulées autour de ces fuseaux détectent l’étirement et stimulent les neurones sensitifs en les informant d’une variation de longueur du corps musculaire. Cette information va, à l’étage médullaire, stimuler le motoneurone innervant le muscle étiré, ce qui produira sa contraction laquelle opposera donc une résistance à l’étirement.

Un ordre de contraction est donc ainsi transmis aux fibres musculaires squelettiques du muscle incriminé par les motoneurones alpha (a ) qui l’innervent (cf. schéma ci-dessous). Les motoneurones gamma (g ) interviennent dans le pré-étirement des fuseaux musculaires pour augmenter leur sensibilité à l’étirement.

Il s’agit donc d’une boucle d’interaction dans laquelle le muscle joue à la fois le rôle d’effecteur (prise d’information et transmission sensitive) et le rôle de récepteur (réception et exécution de l’ordre de contraction).

Parallèlement à ce dispositif purement intra-musculaire, les organes tendineux de Golgi sont eux des récepteurs sensoriels situés au niveau des tendons ; ils sont donc placés en " série " avec les fuseaux neuro-musculaires. Extrêmement sensibles, ils détectent également la moindre variation de tension (même celle créée par une seule fibre musculaire). Ils jouent eux aussi un rôle essentiel dans le maintien de l’intégrité du muscle étiré mais, cette fois, en inhibant l’action des muscles à l’origine de l’étirement et en faisant se contracter le muscle étiré. Cette contraction – anticipation évite une élongation exagérée et donc une lésion. Ce mode d’action a reçu le nom de réflexe myotatique inverse.

A partir de ce constat, une hypothèse de recherche est née, fondée sur l’intuition qu’il paraissait logique qu’une sollicitation préalable de ces réflexes prédisposerait les fibres motrices à une meilleure réponse concentrique.

 

Fondements biomécaniques : résultats d'études fondées sur les éléments de la mécanique musculaire

 

Modélisation mécanique du muscle

Le muscle peut se modéliser classiquement sous la forme de trois composantes parallèles et d'une composante série (cf. figure ci-dessous).

Þ Les composantes parallèles :

1. la composante contractile (C.C.) produisant la force musculaire (sarcomères = ponts d'actine-myosine),
2. la composante élastique parallèle (C.E.P.) représentative des tissus musculaires conjonctifs,
3. l'amortisseur visqueux (B.) difficile à localiser mais assimilé à une structure réagissant en fonction de la vitesse de variation de longueur du muscle.

Þ La composante série : la composante élastique série (C.E.S.) se localise essentiellement dans les structures tendineuses.

 

- Modélisation du muscle -

 

Le cycle étirement – contraction

Mis en évidence dans des activités naturelles (Cavagna et Citterio, 1974), le phénomène de " cycle étirement – contraction " représente la contraction réflexe d’un muscle à la suite de son étirement, améliorant son rendement mécanique (Bosco et all, 1982). Ce phénomène très complexe d’un point de vue physiologique, s’explique de manière simple par l’augmentation conjointe de l’efficacité de la relation contractile des ponts actine-myosine de la C.C. (Colomo et all.,1986/ Cavagna et all., 1985) et de la capacité de la C.E.S. à restituer cette surproduction de force.

Autrement dit, pour augmenter la force développée par un muscle, il suffirait de l’étirer préalablement soit par l’action d’un groupe musculaire antagoniste, soit par l’imposition d’une charge extérieure sur ce muscle. Resterait néanmoins à prendre en compte les contraintes de vitesse et de longueur d’étirement, critères majeurs des conditions d’opérationnalisation de ce procédé.

 

 

Le cycle " Etirement- Renvoi " , " Compression – Détente " appliqué aux APS

Quel est l’intérêt de ce principe dans les APS ?

Si ce principe accroît réellement la qualité de la mobilisation concentrique des muscles moteurs en contribuant à accroître la puissance de leur réponse, nul doute qu’il justifierait sa mise en application dans de nombreuses APS où la rapidité, et donc la puissance de l’activité musculaire, est garante du rendement et donc de la performance.(Référence : Physiologie de l'activité musculaire. KARPOVITCH V, SINNING E, éd VIGOT 1975, chapitre 1 page 38)

Le terme de pliométrie, initialement utilisé en musculation, couvre parfaitement cette notion d'étirement – renvoi utilisée aujourd’hui en athlétisme.

 

Quand et comment le mettre en œuvre dans les APS et particulièrement en athlétisme ?

Ce type de sollicitation, dont on ne perdra pas de vue que le principe déclencheur et la qualité de la réponse sont respectivement en étroite relation avec la soudaineté du stimulus et avec la notion de charge, peut intéresser aussi bien l’étage moteur (courses, sauts, lancers) que l’étage de réalisation dans les lancers ; on verra comment plus loin.

 

Pour l’étage moteur (compression - détente)

Le déclencheur aura pour origine l’énergie potentielle (EP) quantité d’énergie résultant de l’action de l’attraction terrestre sur une masse, Ep = m.g.h, dont se sera doté l’athlète et qui exigera, lors de la reprise d’appui (courses, triple), ou d’appuis (lancers), une contraction excentrique freinatrice visant à l’annulation de cette énergie potentielle.

Ici, il convient de marquer, d’ores et déjà, les différenciations que l’on se doit d’effectuer, par exemple, entre la reprise d’appui en fond et en sprint même si, au haut niveau, la reprise d’appui en fond tend à devenir de plus en plus identique à celle du sprint compte tenu de la vitesse moyenne tenue. Si dans la course de fond, l’athlète use du temps d’amortissement de sa reprise d’appui comme une phase de sollicitation de la contraction concentrique de ses extenseurs, contraction qui contribuera à entretenir sa vitesse moyenne, pour le sprinter la problématique consistera à mobiliser le pied et l’ensemble du segment inférieur selon une direction avant-arrière et avec une vitesse bien supérieure à sa vitesse de course de façon à ce que la réaction du sol lui procure une accélération orientée d’arrière en avant. Qui plus est, avec toute la volonté de puissance qui caractérise cette reprise d’appui de sprint, le pied sera donc en contact pleine plante en résistant au maximum à l’écrasement de façon à réduire le plus possible le temps consacré à l’annulation de l’Ep. Cette " reprise active " maintiendra un bassin haut qui passera très vite vers l’avant ce qui permettra une trajectoire du centre de gravité moins haute qu’en ½ fond et donc une durée de suspension moindre.

Comme énoncé plus haut, le principe de la compression – renvoi ne peut être rentable que dans certaines limites de charge et de fermeture angulaire qui dépendent étroitement de la puissance musculaire des muscles incriminés. Il existe en effet des seuils de sollicitation : charge ou étirement au-delà desquels les capacités de réaction deviennent nulles, le muscle se contentant de freiner sans pouvoir renvoyer. D’où l’importance de générer des comportements ou d’avoir des exigences (vitesse d’élan, quantité de prise d’avances, pré-charge) demeurant dans le cadre des capacités réactionnelles des athlètes ou des élèves.

 

Pour l’étage de réalisation (étirement – renvoi)

Ce principe d’étirement – renvoi peut également, dans les lancers, affecter la musculature de l'étage de réalisation (épaule, bras lanceur), mais ici, l'étirement - renvoi ne sera pas là lié à l’Ep mais aux prises d’avance des étages successifs qui, à condition d’avoir le relâchement nécessaire au niveau de l’étage de transmission (le bassin), induiront un étirement des obliques muscles moteurs de la rotation.

Généré par la pleine exploitation de la prise d’avance en rotation d’un étage inférieur (le bassin), c’est donc cet étirement qui affecte la musculature de liaison (rotateurs notamment) qui engendrera l’accroissement de sa réponse.

D’où l’importance d'un brusque face avant du bassin (par action des appuis au sol et en étant souple et relâché au niveau de l'étage de transmission) pour permettre cette prise d’avance en rotation du bassin sur les épaules, laquelle entraînera cet étirement des rotateurs qui lui-même contribuera à augmenter la vitesse du retour du haut (l'image du "coup de fouet" si souvent utilisée).

 

La notion de pliométrie en musculation spécifique

Lié à la notion de puissance qu’il prétend accroître au travers d’une meilleure réponse musculaire, ce principe trouve sa pleine utilité lors des exercices de pré-compétition ; c’est à dire principalement dans la musculation spécifique (musculation des groupes musculaires particulièrement sollicités lors de la réalisation de tel ou tel geste sportif et y compris de leurs antagonistes).

Ce sera donc le cas de toutes les situations de travail où il sera possible d’introduire préalablement à la réponse motrice concentrique une contraction excentrique frénatrice ; exemple saut en contre bas (travail sur bancs, sur escaliers), succession de multi-bonds. Il conviendra toutefois que l’athlète soit centré sur la qualité de la reprise d’appui, sur la qualité de la réponse, sur la progressivité de la charge potentielle (principe de précaution indispensable sinon il y aura traumatisme) et sur les amplitudes articulaires à ne pas dépasser..

Avertissement

Il conviendra de programmer prudemment ces exercices, car dans la vie courante la musculature n’est sollicitée que dans ce que l’on appelle sa course interne. Par exemple un biceps est très efficace dans la fermeture de l’angle bras - avant bras entre 120°d'extension et 60° de flexion, qui représente sa course interne. En deçà ou au-delà de ces amplitudes le biceps est moins efficace et a besoin d'être suppléé soit par le long supinateur, soit par le brachial antérieur.

Du fait des contraintes de vitesse et de charge, la mise en tension renvoi est à bannir des premiers exercices d’échauffement. Par analogie, remplir un verre glacé avec un liquide bouillant le fissurera dans le meilleur des cas et le fera éclater. Il en sera de même du muscle non ou mal échauffé auquel on appliquerait des situations d’étirement - renvoi qui auraient pour conséquences immédiates des micro lésions, voire de véritables lésions du tissu musculaire.

Avec les élèves il conviendra de ne proposer que des situations auxquelles leur développement musculaire leur permettra de répondre sans dommage. Autrement dit, il ne sert à rien de leur demander de créer une énergie potentielle importante, voire une prise d’avance également importante, s’ils n’ont pas les capacités à encaisser et à réagir.

L’exemple du dernier " hop " au javelot où, juste avant ce dernier "double appuis", les athlètes de haut niveau se dotent d’une forte Ep pour engendrer une très puissante réaction, n’est peut être pas un modèle à rechercher dans un premier temps d’apprentissage, car pour réagir il faut en avoir les moyens.

Il conviendra également d’être prudent sur le poids des balles lestées utilisées dans les lancers de type javelot.

En saut, la hauteur des tremplins utilisés pour solliciter les capacités de réaction de la jambe forte doit aussi être adaptée aux capacités des jeunes.

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