Inertie musculaire et entrainement iso-inertiel chez les athlètes
Publié le : 8 septembre 2019 à 09h31
Réédité le: 03 mai 2020
Articlé rédigé par Nathan Touati et Antoine Frechaud
L’entraînement musculaire peut être considéré comme la base de toute performance sportive. L’enjeu consiste donc à entraîner l’athlète de la manière la plus précise et la plus efficace afin de cibler les potentiels déficits dans le but d’améliorer ses performances. Pour cela, plusieurs questions subsistent : quelles charges utiliser ? Comment doit-on exécuter le mouvement pour travailler la vitesse ? Comment travailler la puissance ? Voici ce que nous allons étudier dans cet article.
Le principe de l’inertie
L'inertie peut être définie comme la tendance d'un corps à maintenir invariable son mouvement. Si les forces qui s'exercent sur un corps sont nulles, alors ce corps conservera son état initial. Si un haltère est sur le sol, il ne changera pas son état tant qu'aucune nouvelle force ne s'appliquera sur lui. Et pour déplacer cet haltère, la force nécessaire dépendra de sa masse et de l'accélération qu'il subira.
La force d'inertie est la résistance qu'un corps oppose au mouvement et qui est proportionnelle à sa masse.
Charges d’entraînements : entre vitesse, puissance et force
Avant de rentrer dans le côté plus concret de l’entraînement et de l’étude des charges, un petit rappel physique/mathématique s’impose :
La puissance correspond à la quantité d’énergie par unité de temps fournie par un système à un autre, c’est-à-dire que la puissance correspond à un débit d’énergie ; la puissance correspond donc à la dérivée de l’énergie par rapport au temps. C’est ainsi que la Puissance s’exprime en Watts (W), soit en Joules par seconde (W : J/s), ou encore en N.m/s (Newton mètre par seconde). La Puissance peut s’obtenir d'une manière relativement simple. Tout d’abord, il faut multiplier deux vecteurs pour obtenir un scalaire (car la puissance est un scalaire), ainsi il faut multiplier une force (F) en Newton par une vitesse (v) en seconde :
P = F.v
Pourquoi le 1RM ne suffit pas comme évaluation ?
Une méthode d’évaluation des plus utilisées afin de déterminer les gammes de travail (force, endurance, etc.) est la 1RM (répétition maximale).. L’évaluation de la force à partir du 1RM informe l’entraîneur uniquement sur la charge que son athlète est capable de soulever, mais ne donne aucune indication sur ses qualités de vitesse et de puissance qui sont pourtant très significatives et beaucoup plus représentatives des conditions réelles d’entraînement ou de compétition dans de nombreux sports.
Les nouvelles technologies ont contribué au développement des dynamomètres inertiels, capables de mesurer, lors d’un exercice de musculation, la vitesse et la puissance développées à n’importe quelle charge.
Dans une optique d’individualisation de l’entraînement de l’athlète, le concept des profils musculaires inertiels étudié par le laboratoire de biomécanique et physiologie de l’INSEP et par le Service évaluation et entraînement des aptitudes physiques au Département des Sciences de la Motricité à l'Université de Liège en Belgique nous offre des données intéressantes. En adaptant la charge de travail, nous pouvons travailler la vitesse, la force ou la puissance en fonction des besoins ou faiblesse de l’athlète en fonction d’un certain sport.
- Pour travailler la vitesse maximale d’exécution d’un certain mouvement et bénéficier d’un avantage physiologique en comparaison à un entraînement sans charge, il convient de travailler à moins de 25% du 1RM.
- Pour travailler la puissance (la puissance étant le produit de la force par la vitesse comme énoncé ci-dessus), les recommandations se situent entre 25 et 80% du 1RM.
- Pour travailler la force, les charges doivent se situer entre 80 et 100% du 1RM.
D’après l’étude, l’intérêt des profils musculaires inertiels se trouve justement dans cette capacité à individualiser l’entraînement de la vitesse et de la puissance pour chaque mouvement et pour chaque sujet en fonction de ses caractéristiques et du sport pratiqué.
Les résultats démontrent qu’en utilisant un profil musculaire inertiel, l’entraîneur sera beaucoup plus précis pour améliorer les qualités de vitesse et de puissance musculaires, particulièrement importantes dans de nombreux sports.
L’entraînement iso-inertiel en quoi consiste-t-il ?
« Iso-inertiel » dénote un type de résistance utilisée dans l'entraînement d'exercice qui maintient une inertie constante tout au long de l’amplitude de mouvement, facilitant une résistance constante et une force musculaire maximale sous tous les angles. Le terme iso-inertiel dérive des mots iso (même) et inertielle (résistance), qui dans une terminologie décrit le concept primaire du système isoinertiel, exprimant la même inertie dans les phases concentriques et excentriques de la contraction musculaire. Dans la méthode isoinertielle, la résistance est adaptée à chaque moment et est proportionnelle à la force développée : plus la force exprimée par le sujet dans la phase concentrique est grande, plus grande sera l'accélération avec laquelle le volant (flywheel) réagit (force excentrique).
L'entraînement à l'exercice chronique à l'aide du mécanisme YoYo™ produit des adaptations neuromusculaires précoces et robustes, qui semblent être plus prononcées que ce qui a été noté avec l’entraînement de poids traditionnel. Les améliorations de la force et de la puissance proviennent de l'hypertrophie musculaire squelettique prééminente et de l'augmentation de l'activité neuronale, ce qui permet d’offrir un stimulus très puissant pour optimiser les avantages de l’exercice de résistance.
L'utilisation d’un volant d’inertie (Flywheel) permet donc de réaliser des exercices sous forme isoinertielle. Il a été prouvé que l’entraînement iso-inertiel possédait de nombreux effets positifs sur la force musculaire et sur l’agilité. Cependant il faut se montrer très prudent lors de son utilisation. En effet, la résistance sur le mouvement excentrique entraîne de puissantes perturbations neuromusculaires qui peuvent se répercuter sur plusieurs heures, voir jour après l’exercice.
Nouvelles technologies
La Kbox4 Pro est une référence en matière d’entraînement isoinertiel.
Elle est livrée avec plusieurs flywheels de 0.010kg/m2 à 0.070kg/m2 pouvant se superposer pour atteindre une inertie maximale de 0.240kgm2 (l’unité kg/m2 vient du fait que le moment d’inertie mesure la résistance d’un corps soumis à une accélération lors de l’exécution du mouvement que ce soit sur la charge concentrique ou excentrique).
Quels sont les effets de l’utilisation de ces différentes charges d’inertie ?
Par exemple, lors d’un exercice iso-inertiel d’extension de hanche, les effets peuvent différer sur l’activité des ischio-jambiers (Semi-tendineux et biceps femoris) :
Une inertie plus importante (0.1kg.m2) a plus influencé la raideur (diminution) pour le muscle semi-tendineux, alors que pour le biceps fémoral, l’effet le plus important a été causé par une inertie plus petite (0.075 kg.m2). Cela vient peut-être du fait que le chef court du biceps fémoral ne possède pas de bi-articularité contrairement aux autres muscles du groupe IJ. Il agit donc uniquement en tant que fléchisseur de genou et non comme extenseur de hanche. Ces résultats doivent être pris en compte par les experts cliniques lors de la prescription d’un entraînement iso-inertiel afin d’optimiser le travail.
Tout le contenu de cet article est présenté à titre informatif. Il ne remplace en aucun cas l’avis ou la visite d’un professionnel de santé.
Cet article n'inclut pas de partenariat commercial avec les produits cités. Ils ne sont présentés qu'à titre d'exemple en rapport avec l'article.
Sources :
Piqueras-Sanchiz F, Martín-Rodríguez S, Martínez-Aranda LM, et al. Effects of moderate vs. high iso-inertial loads on power, velocity, work and hamstring contractile function after flywheel resistance exercise [published correction appears in PLoS One. 2019 Apr 12;14(4):e0215567]. PLoS One. 2019;14(2):e0211700. Published 2019 Feb 7. doi:10.1371/journal.pone.0211700. Article sous Licence Creative Commons 4.0. Modification apportées: Traduction.
Christine Hanon, Boris Jidovtseff, Jacques Quièvre, Jean-Michel Crielaard. Les profils musculaires inertiels permettent une définition plus précise des charges d’entraînement . Science & Sports, Elsevier 2009, 24 (2), pp.91-96. ffhal-01765336f
Djuric S, Cuk I, Sreckovic S, Mirkov D, Nedeljkovic A and Jaric S. Selective Effects of Training Against Weight and Inertia on Muscle Mechanical Properties.Int J Sports Physiol Perform 11 (7) : 927-932, 2016.
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