Manuel de référence. Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS. Davos, Loèche-les-Bains, Macolin, Muttenz, Zurich

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1 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Manuel de référence SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Davos, Loèche-les-Bains, Macolin, Muttenz, Zurich Version Février 2003 Tschopp Markus; Macolin; Contrôle de qualité Sportmed Swiss Olympic 1

2 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Table des matières 1 Réflexions générales sur le diagnostic de la force musculaire Objectifs des tests de force Classification des méthodes de mesure 4 2 Validité, champs d application et limites d emploi 8 des tests de force réalisés couramment dans les CMSO 2.1 Test de la force de base du tronc Mesure de la détente musculaire Sauts isolés Sauts en séries Isocinétique du genou Protocole court Protocole de mesure pour la force-vitesse 12 3 Conditions générales pour la réalisation des tests de force Environnement Préparation de l athlète Instructions / Motivation 17 4 Documentation 17 5 Indications concernant les résultats 18 6 Test de la force du tronc 6.1 Protocole Réalisation Interprétation 24 7 Mesure de la détente musculaire 7.1 Préparation de l athlète Préparation de l appareillage Saut isolé Protocole / Réalisation Paramètres d évaluation Interprétation Séries de sauts Protocole / Réalisation Paramètres d évaluation Interprétation 42 8 Isocinétique du genou 8.1 Protocole court Protocole / Réalisation Paramètres d évaluation Interprétation Protocole de la force-vitesse Protocole / Réalisation Paramètres d évaluation Interprétation Limitations à l interprétation des résultats Appareils de mesure 49 9 Autres méthodes de mesure de la force/le futur Littérature 51 Annexe 53 2

3 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 1 Réflexions générales sur le diagnostic de la force musculaire La mesure de la force musculaire pose aujourd hui encore un certain nombre de problèmes liés à la multitude d appareils et de techniques de mesure disponibles et du petit nombre d études publiées dans ce domaine (1). Les innombrables dispositifs rencontrés un peu partout reposent sur des principes souvent très différents. Chacun de ces systèmes possède ses avantages et ses inconvénients en termes de fiabilité (précision des mesures), de validité (signification des valeurs mesurées) et de champs d application. Il n existe pas une seule méthode de mesure qui soit supérieure à toutes les autres sur ces trois plans à la fois. C est la raison pour laquelle ce manuel présentera tout d abord les possibilités et les limites des différents tests régulièrement utilisés dans les Centres Médicaux Swiss Olympic. Selon la question posée ou le but du test, il faudra choisir un type de test adapté. D autre part, les facteurs extérieurs qui peuvent influencer la précision des mesures doivent être standardisés. La première partie de ce manuel est destinée à donner un aperçu des techniques de diagnostic de la force et des différents systèmes de mesure proposés (tenant compte des spécificités des différentes disciplines sportives) au sein des CMSO. La seconde partie décrit en détails les procédures et interprétations des tests de force au niveau du tronc, de détente musculaire et des examens isocinétiques du genou. Les standards de qualité de Swiss Olympic, au respect desquels sont liées les contributions financières de ce dernier, sont présentés en encadrés. Les textes en italique font référence aux données actuelles de la littérature. Le lecteur trouvera dans l Annexe une check-list pour la préparation des athlètes avant les tests et des valeurs de référence pour la force au niveau du tronc et pour la détente musculaire. Quelques cas pratiques sont également présentés et serviront à illustrer l interprétation des résultats dans ce dernier domaine Objectifs des tests de force D une manière générale, un test de force mesure au minimum l un des paramètres suivants : 1) Profil de performance de l athlète (mise en évidence des points faibles du sujet) (1,2,3) 2) Efficacité de l entraînement, mise en évidence des effets de l entraînement (1,2,3) 3) Evaluation des exigences spécifiques posées par une discipline sportive particulière (1,3) 4) Prévention des blessures (2) 5) Efficacité d un programme de réhabilitation (1,2,3) 6) Recommandations pour l entraînement (1,2,3) 7) Analyse de la technique La signification (p.ex. du profil de performance) et les implications (p.ex. les recommandations pour l entraînement) 3

4 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS sont cependant fortement dépendantes du système de mesure utilisé et de la discipline sportive! 1.2 Classification des méthodes de mesure Il existe d innombrables techniques pour mesurer la force musculaire. Pour ne pas perdre la vue d ensemble, on peut les classer selon une systématique faisant appel à divers critères. Voici deux types de classification complémentaires Classification en fonction de la méthode de mesure 1. Isoinertielle* Charge constante (synonyme: isotonique) a. Lever de charges (en général, sur le principe du «One Repetition Maximum» ou 1RM) b. Poids du corps i. Accélération de sa propre masse corporelle (sauts: squat jump, countermovement jump (avec/sans charges additionnelles, drop jump, ii. Effort statique ou dynamique avec sa propre masse corporelle contre la force de gravité (test de la force de base du tronc) c. Lancer de différents objets 2. Isocinétique Vitesse de déplacement constante 3. Isométrique Position angulaire de l articulation constante a. Force maximale (MVC = Maximal voluntary contraction) b. Développement de la force: RFD: Rate of force developpement (p.ex. développement de la force au cours des premières ms) 4

5 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS *Signification de l expression: isoinertielle La majorité des mouvements dans le sport consiste en des accélérations ou des décélérations de masses constantes (parties du corps, résistance extérieure d un engin lancé). C est pourquoi la plupart des mouvements réalisés au cours de l activité sportive font appel à la force isoinertielle (de l anglais «inertia» : inertie d une masse). La mesure de la force inertielle devrait par conséquent jouer un rôle très important dans le diagnostic de performance et pour la conception des programmes d entraînement. (5) Les méthodes impliquant des levers de charges ont traditionnellement servi de base pour la conception des programmes d entraînement de la force dynamique. Ces méthodes ont également été utilisées pour mettre en évidence les gains de force. Bien que les poussées de charges aient été considérées par le passé comme une forme de mouvement isotonique, on sait aujourd hui que les résistances extérieures se manifestant lors des poussées ne sont pas constantes tout au long du mouvement, en raison de phénomènes d accélération ou de décélération et de modifications angulaires: c est pourquoi on utilise le terme d «isoinertielle» pour exprimer le caractère constant de la charge externe (poids). (5) Classification en fonction du champ d application et de l interprétation (selon K. Hübner) Force de base I Force minimale Force de base II Puissance Force spécifique à la discipline sportive Puissance maximale Tests simples Tests mécaniques (Tests biomécaniques) (Tests simples) Tests biomécaniques Contre le poids du corps avec un Theraband Test de la force de base Tests isométriques Plateforme de mesure de la détente musculaire Machines isocinétiques Machines de traction des bras Machines de fitness Rames de mesure Starting blocs dynamographiques Reck/cheval dynamographique Plateforme à fixation de ski dynamographique Les différences entre les techniques de tests spécifiques à ces domaines tiennent essentiellement à la complexité de l appareillage et à la manière de les interpréter. Pour représenter la relation force/temps au cours d un mouvement spécifique à une discipline sportive, il faut faire appel à des 5

6 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS techniques biomécaniques. La force de base II représente une condition de performance pour la de la force spécifique : Elle peut être mesurée et analysée de manière isolée. La force de base I (force minimale dans la région du tronc) est souvent négligée dans le cadre des entraînements de routine et elle est aussi plus difficile à quantifier. La force de base I est la condition nécessaire pour la transmission par le tronc de forces importantes des membres inférieurs aux membres supérieurs par l intermédiaire (par exemple lors du lancer du javelot). Elle agit comme une chaîne musculaire ou, plus généralement, comme une musculature de soutien dont le rôle est d absorber des forces externes (28) Groupe musculaire isolé versus chaînes musculaires (ou chaînes ouvertes vs. chaînes fermées) Il est important de différencier si un test fonctionnel mesure la puissance de groupes musculaires isolés (en général des chaînes ouvertes: p.ex. le test isocinétique classique, plutôt dans le cadre de la prévention/réhabilitation) ou la puissance de chaînes musculaires entières (en général des chaînes fermées: p.ex. squat jump, plutôt spécifique à une discipline sportive) Spécificité par rapport à une discipline sportive Comme évoqué précédemment, différents systèmes de mesure de la force n évaluent pas les mêmes qualités de force. Pour atteindre l un des objectifs mentionnés avec une technique donnée (1.1), il faut se poser un certain nombre de questions, concernant notamment la précision de la mesure, la faisabilité ou la sensibilité, mais se rapportant aussi à la spécificité par rapport à la discipline considérée. Il faut tenir compte des points suivants: Dans la discipline sportive considérée, la force joue un rôle : limitatif (la force a une importance déterminante pour la performance de l athlète: p.ex. haltérophilie) déterminant (p.ex. jeux de balles) négligeable (p.ex. épreuves de longue distance) Le test utilisé est-il spécifique par rapport à la discipline sportive en termes de : groupes musculaires impliqués amplitude des mouvements position du corps formes de mouvements (excentriques/concentriques; cycles stretch shortening) vitesse des mouvements 6

7 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Résumé On peut dire en résumé qu il n existe vraisemblablement pas un protocole de test unique capable de répondre à toutes les questions posées (p.ex. différentiation entre sportifs d élite, mise en évidence des effets de l entraînement, prévention). Les investigateurs doivent par conséquent se familiariser avec diverses méthodes et techniques de mesure, même s ils ne travaillent que dans le cadre d une seule discipline sportive. De plus, l intérêt d un protocole peut varier en fonction du niveau de l athlète. Les hypothèses et les interprétations reposant sur de simples études de cas incitent à la plus grande prudence (2). 7

8 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 2. Validité, champs d application et limitations d emploi des tests de force réalisés couramment dans les Centres Médicaux Swiss Olympic Test de la force de base du tronc Valeur / Classification Le test de force du tronc comprend 3 exercices mesurant la force minimale de trois chaînes musculaires (ventrale, dorsale et latérale) avec le poids du corps comme résistance (27,28). Une musculature insuffisante du tronc aurait des conséquences négatives sur la performance. L importance de ce paramètre peut cependant varier en fonction de la discipline sportive pratiquée (28). L expérience clinique et les travaux publiés dans la littérature (15-17) ont clairement démontré l utilité d un bon développement de la musculature du tronc pour la prévention des blessures et des douleurs de l axe locomoteur (notamment de la ceinture pelvienne et du rachis). Indications / Champs d application Répond à la question de savoir si la musculature du tronc est suffisante ou non. Evaluation des trois chaînes musculaires du tronc: surtout dans un but préventif contre les blessures et les problèmes au niveau du bassin et du dos. Utilisation Athlètes L utilisation de ce type de test dès le début de la carrière d un athlète est essentielle en raison de l importance de la musculature du tronc en termes de prévention lors de l entraînement de force avec des poids libres. L interprétation des résultats ne peut pour l instant se faire valablement que pour des sportifs de pointe situés dans la tranche d âge ans, car les valeurs de référence font encore défaut dans les autres groupes de populations de sportifs. Disciplines sportives Toutes les disciplines sportives Fréquence des tests Intervalle de temps minimal au maximum 1x/an lors de résultats insuffisants, jusqu à leur entière correction en guise de contrôle de l évolution dans le cadre d une réhabilitation 6-8 semaines 8

9 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 2.2 Mesure de la détente musculaire Saut isolé Valeur Indications / Champs d application La force-vitesse constitue dans de nombreuses disciplines sportives un paramètre essentiel et déterminant pour la performance. Le diagnostic de la force-vitesse a constitué pendant longtemps un problème pour lequel on ne disposait d aucune solution satisfaisante. Les systèmes de mesure calculant les hauteurs de saut à partir de la durée de la phase de vol du corps n étaient pas suffisants pour satisfaire aux exigences de précision posées dans le cadre des tests. Les plateformes de force, qui mesurent directement les forces produites, sont plus précises et permettent d évaluer la puissance maximale, un paramètre très important dans le domaine de la force explosive, mais qu il était impossible de mesurer avec les anciens appareillages (9). 1. Evaluation de la force-vitesse des membres inférieurs 2. Mise en évidence des effets de l entraînement 3. Conseils d entraînement 4. Prévention des blessures Utilisation Athlètes Disciplines sportives Fréquence des tests A partir des cadres juniors Disciplines de force-vitesse Jeux de balle et sports de combat Disciplines sportives où la technique prédomine (gymnastique artistique, plongeon, patinage artistique, trampoline, gymnastique rythmique sportive) Sports de force-vitesse : au maximum 4x/an Jeux de balle et sports de combat: au maximum 2x/an Disciplines sportives où la technique prédomine : au maximum 2x/an Intervalle de temps minimal Séquence des tests 8 semaines Un test de la détente musculaire ne doit en aucun cas suivre un test d endurance. 9

10 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Sauts en séries Valeur De nombreuses disciplines sportives exigent une bonne capacité de performance anaérobie. Les tests de routine mesurant l endurance maximale et le lactate maximal (cf. Manuel de diagnostic de la performance d endurance) ne donnent pas une idée suffisante de la capacité anaérobie d un sujet. Les sauts en séries constituent donc pour les CMSO l unique moyen de mesurer la capacité de performance anaérobie. Ils remplacent aussi les séries réalisées précédemment dans le cadre des tests isocinétiques du genou. Indications / Champs d application Utilisation 1. Evaluation des capacités anaérobies alactique et lactique. 2. Evaluation des effets de l entraînement Athlètes A partir des cadres juniors Disciplines sportives Disciplines sportives dans lesquelles entre en jeu la filière anaérobie de la production d énergie au niveau des membres inférieurs jeux de balle athlétisme - sprints / courtes distances (jusqu à 800m) sports de combat ski alpin trampoline Dans le but de rassembler un maximum d expériences au cours d une première phase (1 an), on propose le libre recours à ces tests dans pratiquement toutes les disciplines sportives. Fréquence des tests Intervalle de temps minimal Au maximum 2x/an 8 semaines 10

11 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 2.3 Isocinétique du genou Valeur Les tests de la force isocinétique au niveau de l articulation du genou mesurent uniquement deux groupes musculaires de façon isolée: les fléchisseurs (muscles ischio-jambiers) et les extenseurs (m. quadriceps fémoral) du genou. Ceci a l avantage de permettre une interprétation spécifique et précise de la fonction des fléchisseurs, resp. des extenseurs. Il se trouve par ailleurs que les appareils isocinétiques possèdent une très grande précision de mesure (7). Ces avantages donnent au diagnostic isocinétique une valeur particulière dans les domaines de la prévention et de la réhabilitation. Les inconvénients résultent de la difficulté à transposer les résultats dans la pratique de l entraînement sportif. Les raisons qui font que la méthode n est applicable de façon spécifique dans le sport que de manière limitée sont la vitesse de mouvement angulaire, la position du corps et la forme atypique des mouvements réalisés sur la machine (mono-articulaires, isocinétiques) (14). Malgré ces limitations, plusieurs études ont trouvé de bonnes corrélations entre les valeurs mesurées lors des tests isocinétiques et la performance sportive (4). Il est fort probable qu l on puisse aussi faire des prédictions sur le niveau de performance dans des disciplines de force qui font intervenir des amplitudes de mouvements et des positions du corps se rapprochant de celles des tests isocinétiques (cf. cidessous) Protocole court Indications / Champs d application 1. Résultats peu clairs dans le cadre d un test de force complexe (ex. Jump test) 2. Mise en évidence d un dysfonctionnement des fléchisseurs ou des extenseurs du genou limitant la performance ou prédisposant aux blessures : différences entre les deux côtés; dysbalances importantes entre fléchisseurs et extenseurs du genou, déficit global de force par rapport à la moyenne des athlètes de la discipline considérée 3. Evaluation des fléchisseurs du genou (unique test capable de mesurer la force des fléchisseurs du genou!) 4. Valeurs de référence pour un programme de réhabilitation 5. Suivi d un programme de réhabilitation 6. Diagnostic de performance dans certaines disciplines sportives (cf. ci-dessous) niveau de la force évolution de la puissance 11

12 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Utilisation Athlètes A partir des cadres juniors Disciplines sportives Indication 1-5: toutes les disciplines sportives Indication 6* (Diagnostic de performance): Haltérophilie Saut à skis Ski alpin Ski acrobatique Cyclisme (route; cyclocross; mountain bike) Athlétisme - lancers: marteau; poids; Athlétisme courtes distances ( m) Aviron Patinage de vitesse Bob Inline-Skating *Ces disciplines répondent aux critères suivants (21): efforts fournis principalement par les membres inférieurs petite différence d amplitudes du mouvement du genou dans le cadre de la pratique sportive, par rapport au test réalisé sur la machine isocinétique grande similitude de position du corps en compétition et sur la machine isocinétique discipline sportive de force (-rapide) Fréquence des tests Indications 1 et 5: selon les besoins Indications 2 4: lors de chaque changement de cadre (entrée dans le cadre junior; passage au cadre A, équipe nationale) Indication 6: au maximum 2 x/an Intervalle de temps minimal semaines 12

13 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Protocole pour la force-vitesse Indications/Champs d application Complément à la mesure de la force-vitesse de la chaîne des extenseurs (Jump test sur plateforme de force). Détermination des propriétés de la force-vitesse isolée des fléchisseurs et des extenseurs du genou: développement de la force détermination de la puissance maximale 1. Détermination du niveau de performance 2. Evolution: suivi de l entraînement Utilisation Athlètes A partir des cadres nationaux juniors Disciplines sportives Saut à skis Ski alpin Ski acrobatique Athlétisme - lancers: marteau; poids; Athlétisme - sauts Athlétisme - courtes distances ( m) Athlétisme concours multiples Patinage de vitesse Bob Volleyball Ces disciplines sportives répondent à plusieurs des critères suivants (21): discipline de force-vitesse efforts fournis principalement par les membres inférieurs différences faibles des amplitudes de mouvements du genou requis lors de l effort sportif, par rapport au test réalisé sur la machine isocinétique grande similitude de position du corps en compétition et sur la machine isocinétique Fréquence des tests Au maximum 2 x/an 13

14 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 3. Conditions générales pour la réalisation des tests de force 3.1 Environnement Conditions cadres Conditions du laboratoire Température Pour assurer des conditions identiques, il faut réaliser les tests de force dans les mêmes conditions climatiques que les tests d endurance. Minimum: 18 C Maximum: 27 C Tout écart au-delà de ces valeurs limites doit être consigné dans le rapport du test. Si la température du local peut être réglée: 22 C Humidité de l air Minimum: 30% Maximum: 60% Tout écart au-delà de ces valeurs limites doit être consigné dans le rapport du test. Si l humidité de l air peut être réglée: 40% Autres conditions cadres Heure du jour L heure du jour doit figurer dans le rapport du test. Il faut essayer d effectuer les tests chez un même athlète plus ou moins aux mêmes heures de la journée (tôt le matin, tard dans la matinée, début de l après-midi, tard dans l après-midi). Certains paramètres physiologiques suivent un rythme circadien (ex. température rectale; poids corporel; fréquence cardiaque) qui se retrouve parfois durant l effort (22/23). Il est cependant souvent difficile de faire la part des choses : les modifications observées ne seraient-elles pas plutôt d origine exogène (prise alimentaire; périodes de repos, etc.)? Les rencontre-t-on aussi chez les athlètes de pointe (23)? Les conclusions des différents auteurs sont parfois contradictoires et d autres études seront nécessaires pour clarifier ces questions (22,23). On a cependant pu montrer que la force 14

15 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS isométrique et isocinétique des membres inférieurs, ainsi que la détente musculaire (détente verticale; saut en longueur sans élan) subissent des variations au cours de la journée, avec habituellement des valeurs maximales en début de soirée (env h) et des valeurs minimales en début de matinée (env h), l amplitude étant de l ordre de 5-8%! (22). Séquence des tests Pour éviter de trop fortes interactions entre les différents tests, le déroulement d un bilan de routine devrait respecter la séquence décrite ci-dessous. Si des impératifs d organisation imposent un déroulement différent, il faut le noter dans le rapport. D une manière générale: Les tests de force doivent précéder l examen d endurance 1. a) mesure de la détente musculaire sans séries ou b) mesure de la force isocinétique avec au minimum 15 minutes de pause entre ces tests 2. a) tests de force du tronc ou b) mesure de la détente musculaire par séries* avec au minimum 15 minutes de pause entre les tests, dont au moins 10 minutes de récupération active sur bicyclette ergométrique à faible puissance (max. 100 Watt) Au minimum 45 minutes de pause avant le test d endurance, dont au moins 10 minutes sous forme de récupération active (retour au calme) 3. Test d endurance (lactate au repos < 2.5 mmol/l, sinon prolonger la pause) Cette séquence doit être respectée, même si le bilan ne comprend qu une partie des tests évoqués ci-dessus. *Les mesures de lactate effectuées après des tests de détente musculaire par séries de sauts (45 secondes) ont donné des valeurs de l ordre de 8 mmol/l. La baisse du taux de lactate est significativement plus rapide à la suite d un effort de 10 minutes à faible puissance (100 Watt au maximum) sur un ergomètre, que lors d une récupération passive (25). Cycle menstruel/ Contraception hormonale Les travaux réalisés jusqu ici n ont pas pu mettre en évidence de relation entre le cycle menstruel ou une contraception hormonale et le développement de la force (24). 15

16 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 3.2 Préparation de l athlète Fondamentalement, l athlète devrait se présenter à tous les tests dans des conditions rigoureusement identiques (efforts antérieurs, alimentation). Dans le cas idéal, l athlète se préparera comme pour une compétition. Efforts physiques antérieurs Au minimum 1 jour complet de repos entre la dernière compétition et le jour du test (pause de 48 heures). En principe, on ne fait pas de tests au lendemain d une compétition. Le volume et l intensité de l entraînement des dernières 48 heures devraient être maintenus aussi constants que possible. Il est fortement déconseillé de s entraîner de façon intensive la veille d un test. Alimentation Il faut éviter de modifier les habitudes alimentaires. Le dernier repas avant le test (petit-déjeuner, café, volume de liquide) doit être pris comme d habitude, de la même façon et à la même heure. Les manipulations diététiques (p.ex. régime dissocié, régime amaigrissant, régime riche en graisses) ne doivent pas être interrompues. Ce point doit néanmoins être mentionné dans le rapport (cf. plus loin). Il est important d interroger l athlète sur la consommation éventuelle de suppléments alimentaires (en particulier de créatine). Les travaux de la littérature donnent des résultats contradictoires en ce qui concerne la relation entre la prise de caféine et la force (2). On a en revanche trouvé une augmentation de la force isocinétique après prise de bicarbonate et de créatine (2). Echauffement Mind. 10 Minuten aufwärmen bei subjektivem Belastungsempfinden von Borg auf der Borgskala Stretching de courte durée, intensif et dynamique des groupes musculaires qui vont être soumis au test Echauffement spécifique en 3 phases lors du test de détente musculaire (cf. chapitre correspondant) 16

17 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 3.3. Instructions/ motivation Il est très important de suivre les instructions pour la standardisation du test à la lettre. (cf. textes correspondants). Les athlètes doivent impérativement être motivés pour atteindre leur performance maximale. On a montré que la manière de donner les instructions sur le bon déroulement du test influence la fiabilité, la puissance maximale développée et la validité des résultats obtenus lors de tests de la force isocinétique du tronc (26). 4. Documentation Pour permettre une évaluation complète et fiable, il importe de noter, hormis les résultats proprement dits, les points suivants (cf. check-list à propos des tests de force dans l annexe): Données personnelles de l athlète Âge Taille Poids (mesuré au moment du test) Coté dominant (préciser: p.ex.. football: pied d appui ou pied qui shoote?) Meilleure performance personnelle au jour du test dans la discipline considérée (meilleure performance et meilleur classement) Volume d entraînement moyen: heures/semaine Phase d entraînement Efforts physiques réalisés au cours des 48 heures précédentes: entraînement intensif, compétition, etc. Antécédents/blessures au niveau des articulations mobilisées lors du test et adjacentes Etat de santé au cours des 15 derniers jours Problèmes actuels Problèmes au cours du test Motivation Remarques particulières Données du test Date du test Heure du test Type d appareillage et version du logiciel Type de protocole utilisé Tout écart par rapport au protocole standard Nom du responsable du test 17

18 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 5. Indications concernant les résultats 5.1 Relatif versus absolu Relatif Résultats des mesures de la force (par kg de poids) Disciplines sportives impliquant l accélération du corps. Absolu Résultats des mesures de la force (2) Si la force est transmise à un objet (lancement d un engin; bob) ou contre un adversaire (sports de contact) ou que l athlète transporte son propre poids du corps (cyclisme, aviron) Le rapport force/poids du corps (p.ex.. N/kg) est souvent utilisé comme élément de comparaison interindividuel entre différents athlètes. On admet dans ce cas que la performance est limitée par le poids corporel (p.ex. accélération lors du sprint). L importance de cette limitation de performance par le poids n est cependant pas absolument claire. Il faudrait disposer pour cela d analyses biomécaniques plus précises (4.) Les disciplines sportives où la force joue le rôle de facteur limitatif et qui exigent de la force absolue, sont habituellement dominées par des athlètes de grande taille (lanceurs). Les disciplines sportives où la force joue le rôle de facteur limitatif et qui exigent de la force relative, sont plutôt dominées par des athlètes de petite taille (p.ex. gymnastique artistique), car les petits athlètes disposent d une force relative plus grande (la force n augmente pas proportionnellement à la taille du corps). Il existe aussi des disciplines sportives mixtes, comme le tennis. 5.2 Informations redondantes en provenance de différents paramètres de mesure La présence d informations redondantes implique des questions telles que: tous les paramètres ont-ils la même signification? Lequel est plus sensible? Lequel donne les informations les plus utiles dans l optique de l entraînement, etc. Habituellement, les résultats tendent à aller tous dans le même sens, ce qui renforce la validité de la mesure. Si différents paramètres de mesure donnent des résultats contradictoires, il commencer par essayer d expliquer ces différences (méthode d entraînement; phase d entraînement). Le recours à plusieurs vitesses angulaires permet par exemple d améliorer la validité des résultats dans le cadre des tests isocinétiques : on peut ainsi éliminer une erreur de mesure (random error) par la mise en évidence de différences systématiques entre les deux côtés à plusieurs vitesses angulaires. 18

19 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 6. Test de la force de base du tronc (27,28) 6.1. Protocole Ventrale Rumpfkette: Chaîne ventrale Position de départ: En appui sur les avant-bras parallèles, les bras en position verticale, les pouces orientés vers le haut, les jambes tendues. Le centre de la gléno-humérale (épaule), le grand trochanter et la malléole externe sont alignés. Le vertex (tête) contre l appuitête, les épines iliaques postéro-supérieures en contact avec la latte. Réglages: 1.Tête, 2. Bras à la verticale, avant-bras parallèles, 3. Latte sur les épines iliaques postéro-supérieures (EIPS), 4. Alignement épaule bassin et jambes ok?, 5. Régler la hauteur de la latte latte sur les EIPS (! Ne porter qu une mince couche de vêtements) Exécution: Lever les pieds de 2-5 cm, alterner gauche / droite toutes les secondes. Genoux tendus Instruction: "Garder la tête en contact avec la planche et le bassin avec la latte." Pas de motivation verbale et pas d indications sur le temps écoulé Grandeur mesurée: Temps en secondes (Départ: dès que le sujet a atteint la position de départ) 19

20 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Critère d interruption: Rapport: Matériel: Perte de contact avec l engin de standardisation: 2 avertissements sont donnés, puis interruption du test au troisième. 1. Temps en secondes jusqu à l interruption 2. Localisation de la charge principale: abdominaux / aine / dos / ceinture scapulaire / autre 3. Remarques particulières (p.ex. interruption en raison de douleurs, localisation et intensité de la douleur, qualité particulière des mouvements comme par ex. une rotation asymétrique du bassin autour de l axe frontosagittal ) 4. Réglage : choisir l indicateur correspondant au stop utilisé et noter la hauteur Tapis Airex 1,0 cm, en travers sous les avant-bras Deux engins de standardisation pour le vertex et les épines iliaques postéro-supérieures (Prototype: OFSPO, Macolin) Latte de 2 mètres Chronomètre Chaîne latérale Laterale Rumpfkette: Position de départ: Couché sur son côté de prédilection en appui sur le coude, pieds joints et en appui contre le caisson, chevilles en position 0, genoux tendus, talons + fesses + omoplates contre le mur, bras en position verticale, coude légèrement écarté du mur, main libre posée sur la crête iliaque. Réglages 1. Plante des pieds/caisson, talons/mur, genoux tendus 2. Bras à la verticale + coude légèrement écarté du mur 3. Omoplates contre le mur 4. Main libre sur la crête iliaque 5. Régler l engin de standardisation : les malléoles internes, la symphyse, le nombril et la fourchette sternale forment une ligne droite. Point de réglage sur le grand trochanter 20

21 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Exécution: Lever le bassin jusqu à ce que le tronc parvienne à la position neutre. Retour à la position de départ sans poser le poids du corps. Dynamique, 2 par cycle. Instruction: "Les talons et les omoplates restent au contact du mur. Monter et descendre en effleurant le mur. On peut toucher le sol, mais sans poser le poids du corps." Grandeur mesurée: Critère d interruption: Rapport: Temps en secondes (Départ: dès que la position supérieure est atteinte pour la première fois) L engin de standardisation n est plus touché. Perte de contact avec le mur. Poids du corps reposé au sol ou pause. 2 avertissements sont donnés, puis interruption du test au troisième. 1. Temps en secondes jusqu à l interruption 2. Localisation de la charge principale: côté-bassin / ceinture scapulaire / partout / autre 3. Remarques particulières 4. Réglage : choisir l indicateur correspondant au stop utilisé et noter la hauteur Matériel: Tapis Airex 1,0 cm Mur lisse Caisson suédois ou coin de mur Un engin de standardisation: grand trochanter Chronomètre 21

22 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 3. Conditions générales pour la réalisation des tests de force 3.1 Environnement Conditions cadres Conditions du laboratoire Température Pour assurer des conditions identiques, il faut réaliser les tests de force dans les mêmes conditions climatiques que les tests d endurance. Minimum: 18 C Maximum: 27 C Tout écart au-delà de ces valeurs limites doit être consigné dans le rapport du test. Si la température du local peut être réglée: 22 C Humidité de l air Minimum: 30% Maximum: 60% Tout écart au-delà de ces valeurs limites doit être consigné dans le rapport du test. Si l humidité de l air peut être réglée: 40% Autres conditions cadres Heure du jour L heure du jour doit figurer dans le rapport du test. Il faut essayer d effectuer les tests chez un même athlète plus ou moins aux mêmes heures de la journée (tôt le matin, tard dans la matinée, début de l après-midi, tard dans l après-midi). Certains paramètres physiologiques suivent un rythme circadien (ex. température rectale; poids corporel; fréquence cardiaque) qui se retrouve parfois durant l effort (22/23). Il est cependant souvent difficile de faire la part des choses : les modifications observées ne seraient-elles pas plutôt d origine exogène (prise alimentaire; périodes de repos, etc.)? Les rencontre-t-on aussi chez les athlètes de pointe (23)? Les conclusions des différents auteurs sont parfois contradictoires et d autres études seront nécessaires pour clarifier ces questions (22,23). On a cependant pu montrer que la force 14

23 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS isométrique et isocinétique des membres inférieurs, ainsi que la détente musculaire (détente verticale; saut en longueur sans élan) subissent des variations au cours de la journée, avec habituellement des valeurs maximales en début de soirée (env h) et des valeurs minimales en début de matinée (env h), l amplitude étant de l ordre de 5-8%! (22). Séquence des tests Pour éviter de trop fortes interactions entre les différents tests, le déroulement d un bilan de routine devrait respecter la séquence décrite ci-dessous. Si des impératifs d organisation imposent un déroulement différent, il faut le noter dans le rapport. D une manière générale: Les tests de force doivent précéder l examen d endurance 1. a) mesure de la détente musculaire sans séries ou b) mesure de la force isocinétique avec au minimum 15 minutes de pause entre ces tests 2. a) tests de force du tronc ou b) mesure de la détente musculaire par séries* avec au minimum 15 minutes de pause entre les tests, dont au moins 10 minutes de récupération active sur bicyclette ergométrique à faible puissance (max. 100 Watt) Au minimum 45 minutes de pause avant le test d endurance, dont au moins 10 minutes sous forme de récupération active (retour au calme) 3. Test d endurance (lactate au repos < 2.5 mmol/l, sinon prolonger la pause) Cette séquence doit être respectée, même si le bilan ne comprend qu une partie des tests évoqués ci-dessus. *Les mesures de lactate effectuées après des tests de détente musculaire par séries de sauts (45 secondes) ont donné des valeurs de l ordre de 8 mmol/l. La baisse du taux de lactate est significativement plus rapide à la suite d un effort de 10 minutes à faible puissance (100 Watt au maximum) sur un ergomètre, que lors d une récupération passive (25). Cycle menstruel/ Contraception hormonale Les travaux réalisés jusqu ici n ont pas pu mettre en évidence de relation entre le cycle menstruel ou une contraception hormonale et le développement de la force (24). 15

24 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 3.2 Préparation de l athlète Fondamentalement, l athlète devrait se présenter à tous les tests dans des conditions rigoureusement identiques (efforts antérieurs, alimentation). Dans le cas idéal, l athlète se préparera comme pour une compétition. Efforts physiques antérieurs Au minimum 1 jour complet de repos entre la dernière compétition et le jour du test (pause de 48 heures). En principe, on ne fait pas de tests au lendemain d une compétition. Le volume et l intensité de l entraînement des dernières 48 heures devraient être maintenus aussi constants que possible. Il est fortement déconseillé de s entraîner de façon intensive la veille d un test. Alimentation Il faut éviter de modifier les habitudes alimentaires. Le dernier repas avant le test (petit-déjeuner, café, volume de liquide) doit être pris comme d habitude, de la même façon et à la même heure. Les manipulations diététiques (p.ex. régime dissocié, régime amaigrissant, régime riche en graisses) ne doivent pas être interrompues. Ce point doit néanmoins être mentionné dans le rapport (cf. plus loin). Il est important d interroger l athlète sur la consommation éventuelle de suppléments alimentaires (en particulier de créatine). Les travaux de la littérature donnent des résultats contradictoires en ce qui concerne la relation entre la prise de caféine et la force (2). On a en revanche trouvé une augmentation de la force isocinétique après prise de bicarbonate et de créatine (2). Echauffement Mind. 10 Minuten aufwärmen bei subjektivem Belastungsempfinden von Borg auf der Borgskala Stretching de courte durée, intensif et dynamique des groupes musculaires qui vont être soumis au test Echauffement spécifique en 3 phases lors du test de détente musculaire (cf. chapitre correspondant) 16

25 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 3.3. Instructions/ motivation Il est très important de suivre les instructions pour la standardisation du test à la lettre. (cf. textes correspondants). Les athlètes doivent impérativement être motivés pour atteindre leur performance maximale. On a montré que la manière de donner les instructions sur le bon déroulement du test influence la fiabilité, la puissance maximale développée et la validité des résultats obtenus lors de tests de la force isocinétique du tronc (26). 4. Documentation Pour permettre une évaluation complète et fiable, il importe de noter, hormis les résultats proprement dits, les points suivants (cf. check-list à propos des tests de force dans l annexe): Données personnelles de l athlète Âge Taille Poids (mesuré au moment du test) Coté dominant (préciser: p.ex.. football: pied d appui ou pied qui shoote?) Meilleure performance personnelle au jour du test dans la discipline considérée (meilleure performance et meilleur classement) Volume d entraînement moyen: heures/semaine Phase d entraînement Efforts physiques réalisés au cours des 48 heures précédentes: entraînement intensif, compétition, etc. Antécédents/blessures au niveau des articulations mobilisées lors du test et adjacentes Etat de santé au cours des 15 derniers jours Problèmes actuels Problèmes au cours du test Motivation Remarques particulières Données du test Date du test Heure du test Type d appareillage et version du logiciel Type de protocole utilisé Tout écart par rapport au protocole standard Nom du responsable du test 17

26 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 5. Indications concernant les résultats 5.1 Relatif versus absolu Relatif Résultats des mesures de la force (par kg de poids) Disciplines sportives impliquant l accélération du corps. Absolu Résultats des mesures de la force (2) Si la force est transmise à un objet (lancement d un engin; bob) ou contre un adversaire (sports de contact) ou que l athlète transporte son propre poids du corps (cyclisme, aviron) Le rapport force/poids du corps (p.ex.. N/kg) est souvent utilisé comme élément de comparaison interindividuel entre différents athlètes. On admet dans ce cas que la performance est limitée par le poids corporel (p.ex. accélération lors du sprint). L importance de cette limitation de performance par le poids n est cependant pas absolument claire. Il faudrait disposer pour cela d analyses biomécaniques plus précises (4.) Les disciplines sportives où la force joue le rôle de facteur limitatif et qui exigent de la force absolue, sont habituellement dominées par des athlètes de grande taille (lanceurs). Les disciplines sportives où la force joue le rôle de facteur limitatif et qui exigent de la force relative, sont plutôt dominées par des athlètes de petite taille (p.ex. gymnastique artistique), car les petits athlètes disposent d une force relative plus grande (la force n augmente pas proportionnellement à la taille du corps). Il existe aussi des disciplines sportives mixtes, comme le tennis. 5.2 Informations redondantes en provenance de différents paramètres de mesure La présence d informations redondantes implique des questions telles que: tous les paramètres ont-ils la même signification? Lequel est plus sensible? Lequel donne les informations les plus utiles dans l optique de l entraînement, etc. Habituellement, les résultats tendent à aller tous dans le même sens, ce qui renforce la validité de la mesure. Si différents paramètres de mesure donnent des résultats contradictoires, il commencer par essayer d expliquer ces différences (méthode d entraînement; phase d entraînement). Le recours à plusieurs vitesses angulaires permet par exemple d améliorer la validité des résultats dans le cadre des tests isocinétiques : on peut ainsi éliminer une erreur de mesure (random error) par la mise en évidence de différences systématiques entre les deux côtés à plusieurs vitesses angulaires. 18

27 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS 6. Test de la force de base du tronc (27,28) 6.1. Protocole Ventrale Rumpfkette: Chaîne ventrale Position de départ: En appui sur les avant-bras parallèles, les bras en position verticale, les pouces orientés vers le haut, les jambes tendues. Le centre de la gléno-humérale (épaule), le grand trochanter et la malléole externe sont alignés. Le vertex (tête) contre l appuitête, les épines iliaques postéro-supérieures en contact avec la latte. Réglages: 1.Tête, 2. Bras à la verticale, avant-bras parallèles, 3. Latte sur les épines iliaques postéro-supérieures (EIPS), 4. Alignement épaule bassin et jambes ok?, 5. Régler la hauteur de la latte latte sur les EIPS (! Ne porter qu une mince couche de vêtements) Exécution: Lever les pieds de 2-5 cm, alterner gauche / droite toutes les secondes. Genoux tendus Instruction: "Garder la tête en contact avec la planche et le bassin avec la latte." Pas de motivation verbale et pas d indications sur le temps écoulé Grandeur mesurée: Temps en secondes (Départ: dès que le sujet a atteint la position de départ) 19

28 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Critère d interruption: Rapport: Matériel: Perte de contact avec l engin de standardisation: 2 avertissements sont donnés, puis interruption du test au troisième. 1. Temps en secondes jusqu à l interruption 2. Localisation de la charge principale: abdominaux / aine / dos / ceinture scapulaire / autre 3. Remarques particulières (p.ex. interruption en raison de douleurs, localisation et intensité de la douleur, qualité particulière des mouvements comme par ex. une rotation asymétrique du bassin autour de l axe frontosagittal ) 4. Réglage : choisir l indicateur correspondant au stop utilisé et noter la hauteur Tapis Airex 1,0 cm, en travers sous les avant-bras Deux engins de standardisation pour le vertex et les épines iliaques postéro-supérieures (Prototype: OFSPO, Macolin) Latte de 2 mètres Chronomètre Chaîne latérale Laterale Rumpfkette: Position de départ: Couché sur son côté de prédilection en appui sur le coude, pieds joints et en appui contre le caisson, chevilles en position 0, genoux tendus, talons + fesses + omoplates contre le mur, bras en position verticale, coude légèrement écarté du mur, main libre posée sur la crête iliaque. Réglages 1. Plante des pieds/caisson, talons/mur, genoux tendus 2. Bras à la verticale + coude légèrement écarté du mur 3. Omoplates contre le mur 4. Main libre sur la crête iliaque 5. Régler l engin de standardisation : les malléoles internes, la symphyse, le nombril et la fourchette sternale forment une ligne droite. Point de réglage sur le grand trochanter 20

29 Contrôle de qualité Swiss Olympic SWISS OLYMPIC MEDICAL CENTERS Exécution: Lever le bassin jusqu à ce que le tronc parvienne à la position neutre. Retour à la position de départ sans poser le poids du corps. Dynamique, 2 par cycle. Instruction: "Les talons et les omoplates restent au contact du mur. Monter et descendre en effleurant le mur. On peut toucher le sol, mais sans poser le poids du corps." Grandeur mesurée: Critère d interruption: Rapport: Temps en secondes (Départ: dès que la position supérieure est atteinte pour la première fois) L engin de standardisation n est plus touché. Perte de contact avec le mur. Poids du corps reposé au sol ou pause. 2 avertissements sont donnés, puis interruption du test au troisième. 1. Temps en secondes jusqu à l interruption 2. Localisation de la charge principale: côté-bassin / ceinture scapulaire / partout / autre 3. Remarques particulières 4. Réglage : choisir l indicateur correspondant au stop utilisé et noter la hauteur Matériel: Tapis Airex 1,0 cm Mur lisse Caisson suédois ou coin de mur Un engin de standardisation: grand trochanter Chronomètre 21

30 Chaîne dorsale Position de départ: Les pieds sous un échelon (bord inférieur de l échelon situé 8-10 cm au-dessus du plateau du caisson suédois), tendons d Achille au contact de l échelon rembourré, jambes à l horizontale, épines iliaques antéro-supérieures 4 cm en retrait du rebord du caisson, bras croisés, doigts posés sur le tiers latéral des clavicules. Réglages: 1. Pieds + tendons d Achille: appui de l échelon juste proximal du calcanéum 2. Epine iliaque antéro-supérieure : en appui à 4 cm du bord du caisson 3. 1er point de réglage à l angle sternal : dos le plus droit possible, flexion du tronc à 30 que l on mesure à l aide d un plurimètre fixé à une latte posée sur le sacrum et la colonne dorsale 4. 2e point de réglage sur l épineuse de la colonne dorsale : dos droit, 0 de flexion du tronc, mesure à l aide d un plurimètre fixé à une latte posée sur le sacrum et la colonne dorsale Exécution: Fléchir le tronc à 30 puis remonter à l horizontale. Dynamique, 2" par cycle. 22

31 Instruction: "Les bouts des doigts restent posés sur le tiers latéral de la clavicule, toucher en haut, toucher en bas." Grandeur mesurée: Critère d interruption: Rapport: Matériel: Temps en secondes (Départ : dès que la position supérieure est atteinte pour la première fois) L engin de standardisation n est plus touché. 2 avertissements sont donnés, puis interruption du test au troisième. 1. Temps en secondes jusqu à l interruption 2. Localisation de la charge principale: ischios / fesses / dos / autre 3. Remarques particulières (p.ex. différences droite/gauche si la charge principale est située subjectivement dans les ischios) 4. Réglages : choisir l indicateur correspondant au stop utilisé et noter la hauteur Caisson suédois ou table d examen Espaliers / barre transversale Rembourrage de la barre transversale pour les tendons d Achille Un engin de standardisation Plurimètre (goniomètre gravitationnel) fixé sur une latte Chronomètre 6.2 Réalisation Vêtements près du corps, chaussures de sport Bien expliquer le déroulement du test Au moins 10 minutes d échauffement général Test 1: Chaîne ventrale Réglages de l appareillage Petit essai préalable: au maximum 5 répétitions à la cadence prescrite Démarrage du test Interruption du test selon les critères mentionnés Noter la durée du test, l endroit de la charge principale (partie du corps) et le réglage effectué Pause de 10 minutes Test 2: Chaîne latérale Même déroulement que dans le test 1 Pause de 10 minutes Test 3: Chaîne dorsale Même déroulement que dans le test 1 23

32 6.3 Interprétation L évaluation repose sur la comparaison des résultats obtenus avec des données de référence (cf. Valeurs de référence dans l Annexe). On détermine ainsi si l athlète a atteint la force minimale requise ou non, puis on en tire les conséquences pour les conseils d entraînement. Données de référence Population de référence: Données de référence Evaluation 253 sportifs d élite du sexe masculin (élite nationale selon des critères de sélection très sévères (25)); âge /- 0.9 ans); 42 disciplines sportives différentes (28) Pour la comparaison avec d autres disciplines sportives, se référer à l Annexe. Les valeurs de référence pour les 3 exercices ont été calculées à partir de la valeur moyenne 1 déviation standard. Ces limites font office de valeurs minimales à atteindre. Si les valeurs minimales ne sont pas atteintes, le résultat est considéré comme insuffisant. Il existe toujours une certaine imprécision dans les mesures obtenues, malgré tous les efforts de standardisation des conditions de test. Les résultats qui se situent dans les zones limites ne peuvent donc pas être taxés à coup sûr de suffisant ou d insuffisant. C est la raison pour laquelle les termes de suffisant et insuffisant ont été redéfinis de telle manière que la probabilité de parvenir au même résultat lors d un nouveau test soit d au moins 84%. Les résultats du test devraient ainsi refléter le niveau réel de l athlète (18, 19). Il existe d autre part une zone floue ne permettant pas de classer l athlète dans les groupes suffisant et insuffisant (27). 24