Étude de la dynamique du mouvement et de l’activité musculaire au cours d’un squat traditionnel et d’un squat excentrique accentué

Jan 3 / Anaïs Dato
L’augmentation de la capacité de production de force musculaire est l’un des principaux objectifs de la pratique sportive et du conditionnement physique. Cette amélioration peut être obtenue par une augmentation de la commande neurale ou par l’addition de matériel contractile dans le muscle, entrainant son hypertrophie (avec l’activation de la voie mTOR). Ces changements peuvent être obtenus avec un entrainement en résistance. La tension mécanique intramusculaire est le mécanisme premier de l’hypertrophie, avec une relation dose-réponse entre le pic de tension et le niveau d’activation de mTOR. Les athlètes entrainés ont une réponse physiologique à l’entrainement en résistance plus faible, amenant à une atténuation de l’adaptation musculaire comparé à des sujets non-entrainés. Ils auront donc besoin de stimuli plus importants ou de nouveaux stimuli pour entrainer ces adaptations musculaires, c’est pourquoi les praticiens de l’entrainement en force et du conditionnement cherchent de nouvelles méthodes pour assurer une tension maximale dans le muscle.
L’une de ces méthodes est l’entrainement excentrique ; il consiste à manipuler la durée de la phase excentrique ou la charge par ajout de poids (par rapport à la 1RM en concentrique), ou grâce à des dispositifs iso-inertiels tels que le système Kineo. Ces méthodes d’entrainement permettent d’exploiter les plus grandes capacités de production de force grâce aux contractions excentriques, par rapport aux contractions isométriques ou concentriques
Avis du pôle scientifique de Kinesport
Pastille verte
Cette étude observationnelle expérimentale est un article à faible risque de biais, tous les critères méthodologiques majeurs sont respectés permettant de limiter et contrôler au mieux les biais dans leur étude. En revanche, de par son schéma d’étude et le faible nombre de participants, les résultats de cette étude ne sont pas généralisables.
L’ampleur de l’augmentation de force excentrique enregistrée dépend des conditions de mesure ; jusqu’à 80% d’augmentation dans un muscle isolé, 30% pour un mouvement mono-articulaire et 10% pour un mouvement polyarticulaire. Ces différences sont probablement dues à une stratégie d’activation neuronale différente lors du travail excentrique, et nous pouvons nous demander si les forces musculaires produites lors d’un travail excentrique polyarticulaire sont suffisantes pour justifier la complexité de ce type de séance.

Lors d’un squat traditionnel, c’est-à-dire sans ajout de charge supplémentaire entre les phases concentriques et excentriques, les forces de réaction au sol sont plus importantes pendant le temps concentrique et la force développée lors de la phase excentrique est bien en dessous de la capacité musculaire maximale, entrainant une faible tension à l’intérieur du muscle et ne sollicitant donc pas son adaptation. Pour pallier à cela, une méthode d’entrainement semble prometteuse : la charge excentrique accentuée (AEL : accentuated-eccentrique loading). Lors de l’AEL, la charge est plus importante pendant la phase excentrique que pendant la phase concentrique et donc le pic et le volume de la tension mécanique intra-musculaire augmentent, entrainant une augmentation de la force et une hypertrophie. En revanche, une revue de littérature publiée en 2017 a montré que 80% des recherches sur l’excentrique sont faites sur des mouvements mono-articulaires, alors qu’en pratique sportive ce sont les mouvements poly-articulaires les plus utilisés. En effet, de nombreuses études ont montré une charge plus importante sur les muscles des membres inférieurs lors d’exercices AEL effectués sur différents types de presses, mais cela pourrait ne pas se confirmer sur un squat, de part la différence de cinématique et d’implication musculaire entre squat et leg-press.

Afin d’établir des recommandations d’entrainement pour le squat AEL, il faudra prendre en compte la charge totale pouvant être soulevée ainsi que les différentes contributions articulaires.

En effet, toutes les articulations ne sont pas sollicitées de la même manière dans les mouvements poly-articulaires tels que le squat. De plus, la charge subie lors de chaque phase peut varier en fonction de la technique de squat. Certains athlètes modifient leur stratégie pour contrôler la charge lors de la phase excentrique, ce qui peut faire varier la vitesse de descente et affecter le taux de développement du moment, ainsi que le travail et le moment articulaire maximal. À savoir que le travail est un indicateur du volume total de tension mécanique et que le moment articulaire maximal un indicateur de la tension mécanique subie par un seul muscle.
Les principaux objectifs de cette étude sur l’application de l’AEL pendant le squat seront de :
  • Déterminer comment le moment articulaire excentrique et le travail des membres inférieurs changent avec l’augmentation de la charge excentrique
  • Déterminer comment ces mêmes moments changent avec la charge en squat traditionnel
  • Établir les potentielles différences de travail des membres inférieurs entre squat AEL et squat traditionnel
Parallèlement, la cinématique du squat sera étudiée et comparée entre squat traditionnel et squat sur Kineo.
Quatre hypothèses ont été émises avant le début de l’étude :
  • Lorsque la charge excentrique augmente, le moment et le travail articulaire des membres inférieurs augmentent
  • Le moment et le travail articulaire en concentrique sont supérieurs à ceux en excentrique pendant un squat traditionnel
  • Le moment et le travail articulaire en excentrique en squat AEL sont supérieurs à ceux de la phase concentrique du squat traditionnel
  • Une augmentation du moment articulaire s’accompagne d’une augmentation de l’activité EMG

Méthode

 Participants

neuf hommes ont été inclus dans cette études. Ils avaient effectué au moins douze mois d’entrainement en résistance avant cette étude et avaient une 1RM équivalente à 1,71 (±0,17) fois leur masse corporelle. 

 Protocole expérimental 

Tous les essais de squat (traditionnel et AEL) ont été réalisés sur Kineo, qui est un système de poulie avec câble motorisé facilitant le squat AEL par des ajustements de la charge à des amplitudes articulaires prédéfinies. Les participants ont réalisé 3 passages en laboratoire ; le premier pour se familiariser avec Kineo et le squat AEL, le second pour mesurer le squat concentrique à 1RM sur Kineo et le troisième pour les mesures de la cinétique, la cinématique 3D et l’étude EMG.
Chaque séance a commencé par un échauffement standardisé selon le protocole RAMP.
 Première séance, familiarisation 
Les participants ont été équipés d’un harnais pour épaule et hanche avant d’être attachés au Kineo. L’amplitude de mouvement a été déterminée par les cuisses parallèles au sol pour la fin de la phase excentrique et l’extension complète de hanche et genou pour la fin de la phase concentrique. Un signal sonore a été mis en place à la fin de la phase excentrique, pour signaler au participant le début de la remontée et donc de la phase concentrique. Plusieurs séries allant de 20% à 150% de la RM ont été réalisées par les participants afin de se familiariser avec les ajustements automatiques de la charge pendant l’AEL.
 Deuxième séance, test maximal d’une répétition 
Après un échauffement standardisé, les participants ont réalisé des séries de squats de plus en plus chargées, conformément au protocole de la National Strenght and Conditioning Association. Ils ont ensuite eu 5 essais pour établir leur 1RM en squat traditionnel en utilisant des charges isotoniques appliquées à partir du Kineo. 3 à 5 minutes de repos étaient laissées entre les essais. 
 Troisième séance, tests cinétiques, cinématiques et EMG 
Les participants sont venus un moment identique à celui où ils étaient venus lors de la deuxième séance, et ils ont réalisé les tests après un échauffement identique. Ils ont été équipés de marqueurs réfléchissants (36 sur les membres inférieurs) et d’électrodes EMG de surface. Les électrodes étaient placées sur le grand fessier, le vaste latéral, le biceps fémoral et le gastrocnémien médial, conformément aux directives du SENIAM. Le squat traditionnel appliquait la même charge en concentrique et en excentrique (de 20% à 100% de la 1RM) alors que le squat AEL appliquait une charge accrue dans la phase excentrique (de 110% à 150% de la 1RM) mais gardait toujours une charge de 60% de la 1RM dans la phase concentrique (charge idéale pour permettre des contractions excentriques maximales sans entrainer une fatigue importante). 3 essais ont été réalisés par les participants avec 5 minutes de pause entre chaque. L’analyse des données a été faite sur la moyenne de ces 3 essais.

Une deuxième cohorte d’hommes (similaire à la première en âge et aussi entrainés en résistance) a performé des squats avec haltères à 50, 80 et 100% du poids du corps. La cinétique de mouvement ainsi que l’EMG sur le grand fessier et le vaste latéral ont été analysés afin d