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Contribution à  la caractérisation mécanique des critères de qualités du départ de la course vitesse sur 100 m

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par Khalil Ben Mansour
Université de Poitiers - Doctorat 2008
  

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3-Retour sur les conditions experimentales en dynamometrie

Une des différences fondamentales entre les méthodes cinématographique et dynamométrique est que cette dernière ne prend pas en compte la gesticulation du sportif. Les études antérieures (tab.1) ont montré, généralement avec des outils dynamométriques, l'influence de l'écartement antéropostérieur entre les deux pieds ainsi que l'inclinaison des blocs sur la performance du départ. Des essais préliminaires ont confirmé ces résultats et ont montré une grande variabilité de l'intensité des efforts au niveau des quatre appuis et plus particulièrement entre le pied arrière et le pied avant (§-IV.4.2)]

Afin de bénéficier de cette information, les essais dynamométriques sur le départ de course ont été réalisés avec quatre plateformes de forces (une sous chaque appui).

16 La qualité de départ de deux coureurs a été caractérisée par les données suivantes : Coureur 1 : temps d'impulsion = 0,3 s et Véject = 3,1 m/s

Coureur 2 : temps d'impulsion = 0,4 s et Véject = 3,3 m/s.

Il n'est pas possible de discriminer directement la qualité des départs de ces deux coureurs (§-V)

Il est possible de distinguer deux protocoles de mesure permettant l'analyse du départ. Le premier prend en compte la totalité des forces qui s'exercent sur l'athlète selon les trois dimensions de l'espace. Le second considère l'efficacité du mouvement selon un seul axe en ne prenant en compte que les forces antéropostérieures exercées au niveau des pieds. L'application de ce dernier protocole revient à estimer les forces antéropostérieures exercées au niveau des mains comme étant nulles. La précision de l'évaluation de la vitesse antéropostérieure du centre de gravité lors de l'adoption de cette hypothèse, est décrite dans le troisième paragraphe du chapitre VI de ce manuscrit (§-VI.3).

4-A propos de la quadrupedie du depart de course

nfluence de l&ecart anteroposterieur entre les deux pieds

La position initiale des pieds, l'un par rapport à l'autre, avant le premier pas a fait l'objet de plusieurs études portant sur les mouvements anticipateurs tant dans le domaine de la marche que celui de la course [Bren 86 ; Kraa 01]. Ces études montrent l'intérêt d'écarter les pieds suivant l'axe antéropostérieur.

Plus l'écart antéropostérieur entre le centre de pression (des forces exercées au niveau des pieds) et le centre de gravité est important plus l'intensité des forces réactives résultantes est importante [Bren 86]. Kraan (2001) compare différentes postures initiales de départ (debout position libre, debout position pieds joints et debout un pied posé en arrière) [Kraa 01]. Il montre qu'un écartement antéropostérieur entre les deux pieds permet de générer un pic de force important dans un intervalle de temps court. Ce résultat est exploité par les athlètes pour adopter différentes postures de départ qui généralement sont classées suivant l'écart antéropostérieur entre les deux pieds. Trois positions sont classiquement décrites :

m le départ groupé ou « Bunch Start »: 25 à 30 cm séparent les deux blocs, position pendant laquelle les orteils du pied arrière sont opposés au talon du pied avant ;

m le départ moyen ou « Medium Start » : 40 à 53 cm environ séparent les deux blocs ; cette technique correspond à une position qui oppose le genou côté du pied arrière à la voûte plantaire du pied avant ;

m le départ allongé ou « Elongated Start » : 60 à 71 cm environ séparent les deux blocs, positon pendant laquelle le genou côté du pied arrière est opposé au talon du pied avant.

Ces positions ne présentent pas des attitudes naturelles, et l'adoption de l'une parmi les deux autres, suppose l'acquisition d'une musculature et d'une coordination segmentaire spécifiques.

Une des premières études qui compare ces trois positions en termes de forces maximales exercées sur chaque bloc de départ suivant l'axe horizontal est réalisée par Kistler en 1934 (citée dans Henry 1952) [Henr 52]. Il montre que la somme des forces maximales exercées au niveau des deux pieds augmente d'une manière proportionnelle en fonction de l'écart antéropostérieur entre les deux pieds. Cette augmentation est principalement liée à l'accroissement de la force exercée par le pied arrière (tab.2). Payne (1971) précise qu'une grande force exercée au niveau du pied arrière caractérise un bon départ [Payn 71].

Tableau 2 Forces exercées sur les blocs en fonction de leurs écartements respectifs
d'après les résultats de Kistler 1934, cités dans Henry 1952 [Henr 52]

Technique de départ

Forces horizontales maximales [N]

Somme des forces

 

Pied Avant

Pied arrière

maximales [N]

Groupé

870

670

1540

Moyen

--

--

1348

Allongé

872

926

1717

D'après ces résultats, la position de départ qui permet de générer la plus grande force est celle où l'écart entre les deux pieds est le plus important. Cependant, il n'est pas possible d'évaluer l'efficacité des différentes positions puisque le temps de l'action de l'athlète dans les blocs n'est pas estimé. Dickinson (1934) étudie l'influence de l'écart antéropostérieur des pieds sur le temps de sortie des blocs [Dick 34]. Il remarque que la position groupée permet aux athlètes de s'éjecter plus rapidement des blocs par rapport aux autres positions (tab.3).

Tableau 3 Durée de l'action de l'athlète dans les blocs en fonction de l'écartement,
modifié d'après [Dick 34]

Technique de départ Durée de l'action [ms]

Groupé 244

Moyen 326

Allongé 387

À la suite de ces deux études préliminaires, plusieurs recherches portant sur la comparaison de ces différentes techniques de départ sont apparues [Henr 52 ; Sige 62 ; Baum

76 ; Salo 04]. Elles se rejoignent toutes sur le fait que le départ groupé permet une éjection plus rapide, alors que le départ allongé permet de générer une force plus grande.

Suite à ces investigations, une étude de référence réalisée par Henry en 1952 [Henr 52] préconise le départ moyen puisqu'il permet de réaliser une grande force dans un court délai. Il précise aussi que le départ groupé permet effectivement de s'éjecter très rapidement mais avec une faible vitesse tandis que le départ allongé permet de s'éjecter avec une grande vitesse mais après un temps d'action très important. Ces résultats sont confirmés par d'autres études [Sige 62 ; Salo 04]. Elles précisent que cette position permet d'effectuer une meilleure performance sur 10, 20, 30, 40 et 50 m.

Influence de l'inclinaison des blocs de depart

L'acquisition d'une importante vitesse d'éjection est non seulement liée à la distance qui sépare les blocs mais également à l'inclinaison des blocs par rapport au plan de la piste. Lorsque l'angle du bloc avant se réduit de 70° à 30°, l'activité électromyographique des jumeaux devient plus importante [Duch 86]. L'augmentation de la force de contraction de ce groupe musculaire est due à l'allongement du triceps sural qui est provoqué par la diminution de l'angle du bloc avant. Ces résultats sont en accord avec ceux de Guissard (1992) qui précise que la diminution de l'inclinaison du bloc avant favorise l'augmentation de la vitesse d'éjection de l'athlète sans prolonger le temps de son action dans les blocs [Guis 92]. Toutefois, la modification de l'inclinaison du block arrière ne montre pas de variation significative. En définitive, ces études démontrent l'intérêt de diminuer l'inclinaison du bloc avant. Cependant, l'influence de ce réglage sur la direction de la vitesse d'éjection n'est pas précisée.

Influence de la posture

Des analyses cinématiques précédentes [Baum 76 ; Harl 97 ; Natt97 ; Natt98 ; Scho 92] montrent que l'augmentation de l'écart antéropostérieur (PG) entre le centre de gravité et le centre de pression des forces résultantes exercées au niveau des pieds favorise le développement d'une force plus importante dans un délai plus court ce qui n'est pas nécessairement synonyme de meilleure performance.

Figure 19 Ecart antéropostérieur entre le centre de gravité (C.G.)
et le centre de pression (C.P.) des forces résultantes des deux mains et des deux pieds

En gardant la même distance entre les deux pieds, et le même écart entre le pied avant et les mains, l'athlète peut adopter différentes postures tout en gardant une position quadrupédique. De nombreuses études [Natt 97 ; Natt 98] ont étudié l'effet de différentes position de départ (positions : habituelle de l'athlète, limite vers l'avant et plus assise) sur la de la qualité du départ. Ces études montrent que la « position quadrupédique limite vers l'avant » permet de traduire le déséquilibre initial de l'athlète en favorisant un pic de force plus grand ainsi qu'un temps plus court pour accomplir la première enjambée.

D'autres investigations inter et intra groupe(s) visant à étudier cette synergie segmentaire ont permis de mettre au jour l'importance de l'ajustement des conditions externes (écartement et inclinaison des blocs) par rapport aux caractéristiques morphologiques de chaque athlète. En effet, la position la plus efficace varie d'un sujet à un autre [Delh 80]. Chaque position se caractérise par l'unicité des ajustements des angles articulaires.

Les analyses dynamométriques ont montré que le « départ moyen » permet d'établir une bonne performance. Afin, d'adapter cette technique à des athlètes présentant des caractéristiques anthropométriques différentes, l'écart entre les deux blocs est exprimé en fonction de la longueur du tibia de l'athlète [Scho 92] soit 45% de la longueur totale du membre inférieur (du grand trochanter jusqu'à la malléole latérale). D'autres études [Capp 89 ; Coh 98 ; Natt 06] ajoutent qu'il faut tenir compte de l'angle inter segmentaire relatif jambe/cuisse (angle du genou). Cet angle doit être aux alentours de 110 #177;10° au niveau du genou arrière et 90 #177;10° au niveau du genou avant. Ces ajustements posturaux ont pour objectif d'optimiser les longueurs initiales des différents groupes musculaires afin d'obtenir l'activité contractile la plus importante. Ainsi le moment articulaire résultant sera augmenté. Toutefois, la relation force-longueur présente une grande variabilité entre les groupes musculaires [Goub 98]. Cette variabilité est attribuée à la longueur des fibres musculaires ainsi que leurs orientations par rapport à l'axe longitudinal du muscle (angle de pennation) [Ardl 01].

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.