BIOMECANIQUE DE COURSE ET RISQUES DE BLESSURE

Kinesport
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La course à pied est un des sports les plus populaires. L’augmentation du nombre de coureurs à pied a littéralement explosé durant ces dernières décennies (Maselli et al., 2020). Mais le nombre de blessure liée à cette pratique a lui aussi nettement augmenté. La biomécanique de course est un sujet qui suscite beaucoup d’attention dans le domaine du rendement de l’athlète ainsi que de la prévention des blessures. Il existe de nombreuses croyances sur ce domaine. Notamment dans le grand débat entre la technique de pose de pied « médio/avant pied » et l’attaque « talon ». Mais existe-t-il une réelle corrélation entre la biomécanique de course et les risques de blessure liés à la course à pied (RRI). C’est ce à quoi nous allons nous intéresser dans cet article, qui repose sur les dernières publications scientifiques. Dans un premier temps nous nous intéresserons à l’influence du niveau du coureur sur la biomécanique de course, ensuite nous tenterons d’expliquer l’influence du type de foulée sur cette biomécanique, pour ensuite expliquer les bénéfices et les risques du changement de type de foulée. Cet article se termine par une discussion qui reprendra les points importants cités jusqu’alors.

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Influence du niveau du coureur sur la biomécanique :


La biomécanique de la course est un domaine large, influencée par de nombreux facteurs. Cette biomécanique de course peut être synonyme de performance lorsqu’elle est bonne, ou au contraire représenter un facteur de risque notable. Kluitenberg et al., dans une revue systématique publiée en 2015, ont révélé que les coureurs novices étaient plus sujets à se blesser aux genoux que les coureurs expérimentés. Les coureurs expérimentés pratiquaient la course depuis au moins 5ans avec une moyenne de 20 miles par semaine, alors que les coureurs novices débutaient la course au moment de l’étude et n’avaient jamais participés à une compétition de course à pied. La question qui se pose alors, est quelles sont les différences biomécaniques entre la foulée d’un coureur débutant et celle d’un coureur expérimenté. C’est ce à quoi ont tenté de répondre Quan et al., dans une étude publiée en 2021.
Les résultats de cette étude démontrent de nombreuses différences significatives entre les coureurs novices et les coureurs expérimentés. Des corrélations peuvent être faites entre la biomécanique de course des coureurs expérimentés, et la biomécanique de course médio-avant pied (détaillée ci-après). Dans cette étude, le ROM du genou des coureurs novices était plus important que celui des coureurs expérimentés. Cela est en accord avec Agresta et al. (2018). Cela pourrait-être expliqué par une mauvaise technique de course des coureurs novices, qui entraine des charges plus élevées sur les tissus musculo-squelettiques, en particulier ici sur l’articulation du genou.

Dans cette étude, les coureurs novices ont montré un angle de flexion de la hanche et un ROM de hanche plus importants. Cela peut suggérer une mauvaise stabilité de la hanche chez les coureurs novices, alors que l'instabilité de cette articulation est considérée comme un facteur de risque important dans les blessures du membre inférieur. Cela sera détaillé dans la partie destinée aux facteurs de risque.

Ces variations sur la biomécanique de course pourraient expliquer en partie pourquoi les coureurs novices présentent une incidence de blessure des membres inférieurs plus élevée que les coureurs expérimentés (Videbaek et al., 2015).

Take-Home Messages :

  • En fonction du niveau du coureur il existe de grandes disparités sur la biomécanique de course.
  • Les coureurs débutants devraient travailler la force musculaire et la stabilité de la hanche, ainsi que la technique de course.
  • La biomécanique de course des coureurs débutants applique plus de contraintes sur l’articulation du genou.
  • Les coureurs novices sont plus enclins à se blesser que les coureurs expérimentés.

Influence du type de foulée sur la biomécanique :


La relation entre les variables biomécaniques et les risques de blessures liées à la course à pied (RRI) a donné lieu à de nombreuses stratégies de réduction des blessures en course à pied, telles que la modification des techniques de course, notamment la technique d'attaque du pied.
Dans une revue systématique et méta-analyse publiée en 2020, Xu et al. se sont intéressés à l’influence de la technique de pose de pied sur la biomécanique de la course. Les résultats de cette étude sont synthétisés dans le tableau suivant :
1. Chevilles :
a) Taux de charge :
Le FFS présente une amplitude et un taux de charge de la force à l’impact inférieurs à ceux du RFS. La différence de charge à l’impact entre le FFS et le RFS est probablement attribuée à la compliance verticale, car une articulation plus mobile absorbe une plus grande énergie d'impact qu'une articulation plus rigide. Courir avec appui médio/avant-pied augmente la compliance verticale, et la compliance verticale est en corrélation négative avec le taux de charge moyen de la force d'impact. La cheville peut être considérée comme l'une des principales articulations permettant de réduire la charge d'impact lors du contact pied-sol. Les preuves actuelles indiquent que lorsque le taux de charge de force lors de l’impact est plus élevé, il peut influencer les risques de fracture de fatigue, de fasciite plantaire, et tous les types de RRI.

La FFS a augmenté de manière significative la puissance excentrique de la cheville et le travail négatif par rapport à la RFS. La contraction excentrique des fléchisseurs plantaires est le principal facteur contribuant au travail négatif de l'articulation de la cheville. Une plus grande énergie d'impact absorbée au niveau de l'articulation de la cheville est transmise au tendon d’Achille, ce qui peut augmenter la charge sur ce dernier. Si la force excentrique du triceps sural n’est pas suffisante pour répondre aux demandes spécifiques de la course avec appui « medio/avant-pied », le coureur aura un risque plus élevé de développer des tendinopathies d’Achille.

b) Amplitude (excursion) :
De plus, dans cette étude, le FFS a été associé à une plus grande amplitude de la cheville et à une réduction de l'amplitude de la flexion du genou, ce qui indique que la cheville absorbe probablement plus d'énergie que le genou. Cependant, une moindre amplitude en flexion du genou pendant la course peut être un facteur de risque de blessures au niveau du tendon d’Achille, car les contraintes sont certes diminuées sur l’articulation du genou, mais elles sont augmentées sur l’articulation de la cheville. Le travail du triceps sural sera donc plus important, ce qui justifie qu’une amplitude réduite en flexion de genou peut être un facteur de risques de blessures au niveau du tendon d’Achille notamment. De plus, le FFS est lié à une force de contact axiale plus élevée au niveau de la cheville dans cette revue.

c) Force de contact :
Une force de contact axiale plus élevée au niveau de la cheville indique une force plantaire plus importante, qui contribue probablement à l'augmentation des contraintes et des déformations sur le tendon d’Achille (AT) et aux pathomécanismes des lésions du AT lors de la course médio/avant pied. Cette analyse montre que le FFS impose des charges biomécaniques plus élevées sur l'articulation de la cheville (y compris l'AT) et augmente potentiellement les risques de RRI au niveau de l'articulation de la cheville, en particulier les tendinopathies d’Achille, par rapport au RFS.
2. Genoux :
Au contraire, le RFS est associé à une puissance excentrique du genou et à un travail négatif plus importants que le FFS ainsi qu’à un travail négatif plus importants par rapport au FFS. Plus d'énergie est absorbée au niveau du genou qu'au niveau de la cheville lors d'une course avec RFS, ce qui peut être attribué à un genou plus mobile et à une cheville plus rigide. L'étude actuelle suggère que le RFS peut augmenter les charges biomécaniques subies au niveau de l'articulation du genou (y compris l'articulation fémoro-patellaire) et potentiellement augmenter le risque de RRI au genou, par rapport au FFS.
3. Hanches :
Sept variables liées à l'articulation de la hanche ont été incluses dans la méta-analyse. L'amplitude en flexion de la hanche est la seule variable qui a été influencée de manière significative par le schéma de frappe du pied. Le FFS était associé à une augmentation de l'amplitude de la cheville et à une réduction de l'amplitude de la hanche et du genou dans le plan sagittal par rapport au RFS. Les différents schémas de mouvement des articulations des membres inférieurs peuvent aider à contrôler le mouvement du centre de masse du corps dans la direction verticale, dans le but de modifier l'absorption d'énergie au niveau des différentes articulations. Cependant, cette étude n'a révélé aucune différence significative dans les variables cinétiques de la hanche entre le FFS et le RFS, ce qui indique que la technique de prise d’appui a peu d'effet biomécanique sur la cinétique des articulations de la hanche pendant la course.

Take-Home Messages :

  • Différentes techniques d’appui peuvent imposer divers effets sur les structures ou les tissus et influencer davantage les risques de RRI.
  • Une attaque avant/médio-pied diminue les contraintes sur l’articulation fémoro-pattellaire. Une transition précautionneuse vers ce type de pose de pied pourrait potentiellement être indiqué dans les traitements des syndromes fémoro-patellaires (Xu et al., 2020)
  • Une attaque avant médio-pied augmente les contraintes sur la cheville et notamment le tendon d’Achille.
  • Un travail préparatoire spécifique et réfléchi semble donc indispensable avant de tenter de modifier la technique de pose de pied.

QUELS SONT LES BENEFICES ET LES RISQUES DE MODIFIER LE TYPE DE FOULEE DU COUREUR ?

FACTEURS DE RISQUE DE BLESSURE EN COURSE A PIED

De nombreuses croyances font un rapprochement entre biomécanique de course et risque de blessures. Hors, dans une méta-analyse publiée en 2019, Ceyssens et al. expliquent qu’il n’existe qu’un nombre très limité d’étude de bonne qualité attestant de facteurs biomécaniques influençant les risques de blessure. Ces preuves dépendent grandement de la population ainsi que des blessures étudiées.

Dans la littérature actuelle, il n’existe jusqu’alors aucune corrélation entre le type de foulée et le risque de blessure, en effet, les seules preuves sont tirées d’études rétrospectives, et ne constituent pas une base de données suffisamment fiables afin de tirer de conclusions claires. C’est ce qu’ont concluent Anderson et al. dans leur revue systématique et méta-analyse publiée en 2019, s’intéressants aux bénéfices/risques d’un changement de type de foulée.

En 2021, Van Poppel et al. ont comparé les facteurs de risque entre les coureurs à pied de courte et de longue distance. Voici le détail des résultats :
Il est intéressant de noter que selon cette étude, il n’existe pas suffisamment de preuves de bonne qualité pour affirmer que les éléments suivants soient des facteurs de risque de blessure liées à la course à pied :

  • Morphologie du pied (indice de voûte plantaire, drop du naviculaire, pronation du pied)
  • Type d’activité antérieure
  • Type de terrain
  • Ancienneté des chaussures de course 
Selon Ferber et al., l’instabilité de la hanche est considérée comme un facteur de risque important de blessure du membre inférieur. Or, nous avons détaillé précédemment que les coureurs novices présentaient un plus grand ROM de cette articulation lors de la course par rapport aux coureurs expérimentés, cela pourrait être en relation avec une instabilité de hanche. Les coureurs novices ont donc plus de chance de développer des pathologies des membres inférieurs que les coureurs expérimentés.

DISCUSSION

En synthétisant toutes les informations jusqu’ici détaillées, nous pouvons avancer que les coureurs médio-avant pieds ont plus de risques de développer des tendinopathies d’Achille, périostites/périostoses, fasciites plantaires et tendinopathies des fibulaires, alors que les coureurs avec appui arrière-pied ainsi que les coureurs novices ont plus de risques de développer des syndromes fémoro-patellaires, tendinopathies rotuliennes, ou encore de pathologies de hanche.
En prenant du recul sur toutes les études jusqu’ici citées, nous nous rendons compte que certaines analyses de biomécaniques de la course, ont été réalisées sur tapis de course. Tout en sachant que cette biomécanique de course est potentiellement différente sur tapis par rapport à la foulée sur le plat, les résultats peuvent être en partie biaisés. En effet, une analyse avec capteur à la ceinture et/ou fixé sur la chaussure de course, permettrait d’améliorer la fiabilité de ces études. Il a été précédemment détaillé que les coureurs ayant une foulée médio-avant pieds imposent une charge biomécanique plus importante sur l’articulation de la cheville et du pied. Une transition « arrière-pied vers médio/avant pied » ne réduit donc pas la charge appliquée aux tissus musculo-squelettiques, mais elle la transfère vers une autre zone, ici en l’occurrence du genou/hanche vers la cheville/pied. Un travail préalable spécifique de la technique de course (gammes athlétiques) ainsi que des muscles gastrocnémiens, soléaires, fibulaires, tibiales postérieurs et intrinsèques du pied est donc primordial avant toute modification du type de foulée. Tout en sachant que le travail des muscles intrinsèques du pied représente un excellent travail de prévention contre les blessures liées à la course à pied (RRI). C’est ce qu’expliquent Taddei et al. dans une revue systématique publiée en 2020 : un programme de 6 semaines de renforcement du pied permet de diviser par 2,4 le risque de RRI durant un suivi de 12mois. Les professionnels de santé et entraineurs devraient donc informer les coureurs sur les potentiels risques de blessures dûes aux changements de foulée, et les accompagner dans la gestion de la charge d’entrainement, ainsi que sur la prévention des RRI, via notamment le travail des intrinsèques du pied.
De plus, nous savons qu’une mauvaise gestion de la charge représente un facteur de risque pour le développement de nouvelles blessures. Il est d’ailleurs conseillé aux novices d’augmenter progressivement le kilométrage hebdomadaire ainsi que la vitesse de course, afin de laisser le temps au corps de s’adapter aux contraintes. On parle alors de quantification de la charge mécanique.
Or, la réponse tissulaire (contrainte et déformation) ne dépend pas uniquement de la force appliquée à un tissu, mais également de facteurs supplémentaires tels que la morphologie des tissus et les propriétés des matériaux, notamment la surface, la densité et la rigidité de la section transversale des tissus. Cela rend extrêmement difficile la quantification et l’évaluation précise de la voie mécanique charge-réponse. Les cellules perçoivent constamment les signaux de leur environnement extracellulaire, les traduisent en signaux intracellulaires et réagissent, par exemple, en adaptant leur état contractile ou tensile. Mais on ignore encore à ce jour ce que les cellules perçoivent (force, extension, rigidité, compliance, etc.) bien qu’il soit clair que certaines cellules soient plus sensibles aux charges de cisaillement (endothéliales), d’autres aux charges de traction (fibroblastes) et d’autres à la compression (chondrocytes). Comment est-il possible de proposer une quantification du stress mécanique tissulaire quand bien même tous les mécanismes ne sont pas encore connus et maitrisés ? Il faudra donc trouver des outils et observables pour être en mesure de dépister si le tissu réagit bien aux contraintes progressives imposées et adapter les contraintes en conséquence. C’est pourquoi Kinesport développe plus la notion de Charge tolérable ou Stress tolérable. 

CONCLUSION

Une multitude de différences biomécaniques existent entre les coureurs ayant une foulée médio/avant pied et ceux ayant une foulée arrière-pied, ainsi qu’entre les coureurs novices et les coureurs expérimentés (au minimum 5 ans d’expérience). Ces différents types de foulées et d’expérience dans la course à pied sont en corrélation avec des facteurs de risques distincts. Ces différences doivent être pris en compte lors du traitement des patients ainsi que lors de l’élaboration de programmes spécifiques de prévention. Si une modification du type de foulée est envisagée, celle-ci doit être faite de manière précautionneuse et accompagnée d’un programme de renforcement spécifique. D’autres études de hautes qualités sont nécessaires pour définir clairement les facteurs de risques individualisés aux spécificités de l’athlète.

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