Sommaire
- Définition de la force musculaire
- Composantes de la force musculaire
- Composition du muscle
- Utilisation des unités motrices
- Élasticité
- Réflexe myotatique
- Les différents types de contractions
- Contraction concentrique
- Contraction isométrique
- Contraction excentrique
- Contraction pliométrique
- Les différentes formes de force
- Force maximale
- Force vitesse (Puissance et Explosivité)
- Endurance de force
- Endurance musculaire et irritation sanguine
- Amélioration de la force musculaire
- Facteurs influençant l'amélioration
- Méthodes d'entraînement
- Adaptation à l'effort
- Spécificités liées à l'âge et au sexe
- L'entraînement pliométrique
- Conclusion
Introduction
Le tennis, sport de vitesse, d'agilité et de puissance, requiert une maîtrise des différents régimes de contraction musculaire. Cet article explore en détail l'alternance de ces régimes, en s'appuyant sur la définition de la force musculaire, ses composantes, les types de contractions, les formes de force, et les méthodes d'entraînement pour optimiser la performance.
Définition de la Force Musculaire
La force musculaire est la capacité motrice qui permet à l’individu de vaincre une résistance ou de s’y opposer par un effort intense de sa musculature.
Composantes de la Force Musculaire
Le développement de la force musculaire repose sur plusieurs facteurs interdépendants :
Composition du Muscle
- Hypertrophie : Pour développer la force, l'hypertrophie myofibrillaire, ou "fonctionnelle", est essentielle. Elle se traduit par une augmentation des unités contractiles et un épaississement des fibres musculaires. C'est cette forme d'hypertrophie que l'athlète doit privilégier pour augmenter sa force musculaire.
- Les Fibres : Le nombre de fibres rapides dans un muscle est un facteur déterminant.
Utilisation des Unités Motrices
- Recrutement : Avoir des facteurs structuraux développés ne suffit pas; il faut pouvoir les recruter efficacement. Le recrutement des fibres, notamment les fibres rapides, est essentiel au développement de la force.
- Synchronisation : La synchronisation correspond à l’unité motrice (motoneurone + ensemble de fibres musculaires). La plus petite contraction résulte de l’activation d’une seule unité motrice. La totalité des fibres d’une unité motrice sont excitées et se contractent toutes en même temps. Pour utiliser son muscle efficacement, il faut le faire fonctionner en synchronisant les fibres, on parle de coordination intramusculaire. Pour améliorer la synchronisation des unités motrices, il faut travailler avec des charges lourdes proches du maximum, voire supérieures au maximum, grâce à un travail excentrique.
Élasticité
L’élasticité musculaire est la capacité à stocker de l’énergie afin de permettre une grande restitution sur le mouvement spécifique. Une grande élasticité tendon-muscle entraînée via l’entraînement pliométrique permet d’obtenir des gains en force musculaire, une diminution des inhibitions sur le réflexe myotatique, mais également une élévation du seuil des récepteurs de Golgi. La plupart des activités sportives comporte des gestes qui font appel au cycle étirement-raccourcissement.
Réflexe Myotatique
Lorsqu’un muscle est étiré de « force » et de façon inhabituelle, le rôle du réflexe myotatique va être de faire en sorte que ce même muscle retrouve sa position initiale rapidement. Paradoxalement, c’est avant même l’effort à fournir que l’athlète obtient une sollicitation musculaire supérieure à sa normale, cela grâce à l’action du réflexe myotatique. Combiné à l’action volontaire de l’athlète, on obtient une contraction musculaire volontaire plus efficace. L’entraînement via l’exercice pliométrique va permettre d’améliorer ce rendement et ainsi créer une efficacité à l’entraînement supérieur.
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Les Différents Types de Contractions
En fonction du type de résistance, la contraction musculaire peut être de différents types :
Contraction Concentrique
Il s’agit d’un raccourcissement d’un muscle en rapprochant ses points d’insertions. Exemple : La « pompe » fait travailler les pectoraux d’une manière concentrique lors de sa remontée. C'est la phase active du mouvement, où le muscle se contracte et se raccourcit pour vaincre la résistance.
Contraction Isométrique
Il s’agit de la contraction d’un ou de plusieurs muscles sans raccourcissement ou rallongement des insertions. Exemple : L’exercice de la « full planche » maintenue en position fait travailler d’une manière isométrique. Le muscle se contracte sans changer de longueur.
Contraction Excentrique
Il s’agit d’un étirement d’un muscle en éloignant ses points d’insertions. Le muscle concerné se contracte tout en s’étirent pour freiner la descente de la charge. Exemple : La « pompe » dans sa phase de descente provoque un travail excentrique des pectoraux. Le muscle se contracte tout en s'allongeant, souvent pour contrôler ou freiner un mouvement.
Contraction Pliométrique
Il s’agit de la combinaison d’une contraction excentrique et concentrique. Le muscle emmagasine de l’énergie élastique qu’il restitue lors de la phase concentrique grâce à ses propriétés d’étirabilité. Le travail de bondissement réalisé d’une manière très réactive met en jeu ce type de contraction musculaire. Exemple : La « pompe claquée » provoque un travail pliométrique. C'est un cycle rapide d'étirement et de raccourcissement, exploitant l'énergie élastique stockée dans le muscle pour produire une contraction puissante.
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Les gestes sportifs sont souvent des actions complexes et se présentent souvent, comme des combinaisons instables et changeantes de ces 4 types de contraction. A noter que la phase concentrique est celle pendant laquelle nous avons le moins de force : il est bien plus facile de tenir un poids immobile (contraction isométrique), ou de ralentir la descente (contraction excentrique), plutôt que de le soulever (contraction concentrique). Mais également que la source de la résistance peut être incarnée par : Le corps de l’athlète, Une charge extérieure.
Les Différentes Formes de Force
En fonction de la force impliquée, de la vitesse de contraction ou de sa durée, on peut différencier 3 types de formes principales de force :
Force Maximale
La force maximale est la force la plus élevée que le système neuromusculaire peut exercer par une contraction maximale volontaire. Hoff définit la force maximale en termes d’une seule répétition maximale (1 R.M) dans un mouvement standardisé. Sur la même ligne d’idée, Ivey la présente comme la résistance la plus haute à laquelle une seule répétition peut être complétée avec succès.
La forme de travail en force maximale a pour principal objectif, l’augmentation du volume musculaire, on parle d’hypertrophie. Elle a une influence importante sur le poids de corps du sportif. Pour cela qu’elle est particulièrement bien adaptée à des activités telle que le culturisme. En revanche, dans des activités comme le street workout, la gymnastique, l’escalade, ou les sports de combat, le rapport poids = puissance est fondamental, cette forme de travail ne sera utilisée qu’avec précaution. Mais elle dépend aussi de la capacité de l’athlète à recruter un pourcentage élevé d’unités motrices simultanément. Les formes de travail correspondant a cet objectif permettent une augmentation de la force maximale sans augmentation du volume musculaire. Ce sont des formes de travail particulièrement intéressantes dans les activités ou le poids de corps est un élément particulièrement important à surveiller.
On peut distinguer trois types de force maximale :
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- La force maximale concentrique : Elle représente la force la plus élevée que le muscle peut produire une seule fois face à une charge, grâce à une contraction concentrique. Concrètement, c’est la capacité de l’athlète à recruter le plus grand nombre d’unités motrices simultanément. Pour estimer la force maximale concentrique d’un athlète, on évalue généralement la charge maximale que peut soulever en 1 fois celui-ci. On parle de 1 RM (1 répétition maxi) ou de 100% du maxi.
- La force maximale excentrique : Elle représente la force la plus élevée que le muscle peut retenir une seule fois face à une charge, grâce à une contraction excentrique. C’est dans ce régime de contraction, que le muscle peut développer les tensions les plus élevées (meilleur recrutement des unités motrices). On sait de nos jours que lors d’une contraction excentrique, le nombre d’unités motrices recrutées étaient nettement supérieur par rapport à une contraction concentrique. Par conséquent, ces unités motrices subissent nettement plus de charges mécaniques, ce qui en résulte par un gain de force encore plus élevé que dans tous types de contraction. On estime à l’heure actuelle que les résultats d’un travail excentrique peuvent s’élever jusqu’à : x 1,3. On peut remarquer sur le schéma ci-dessus, que, dans une situation de travail excentrique, il est possible de freiner d’une manière efficace des charges supérieures (de 20 à 30 %) à celle que l’on pourrait soulever. Exemple : Admettons que l’athlète possède une force maximale concentrique en traction à 40 kilos. Il peut donc soulever 40kg une fois, en partant de la position suspendue. Avec la force maximale excentrique, il peut se lester à 50 kilos, partir de la position haute de la traction (menton au-dessus de la barre), et ne retenir que la descente du mouvement (jusqu’à arriver à la position basse du mouvement).
- La force maximale isométrique : Elle représente la plus grande tension que peut produire volontairement un muscle face à une résistance, grâce à une contraction isométrique (statique). Elle dépend fortement de l’angulation des différents segments mis en jeu. Le muscle travaille contre une résistance fixe, les leviers et donc les insertions musculaires ne se déplacent pas. Le travail en isométrie a presque totalement disparu des salles d’entraînements de nos jours, tellement ces méthodes et son efficacité ont été contestées. Pourtant Hettinger et Muller en 1953, les premiers à avoir exploré ce type de travail obtenaient des résultats très spectaculaires …Seule la notion de stato-dynamique reste dans quelques bouches des entraîneurs / préparateurs les plus informés. Connue pour ne pas développer la masse musculaire, l’isométrie présente l’intérêt de permettre à l’athlète de développer des tensions volontaires supérieures à son maximum concentrique (Schmidbleicher parle de 10%). Duchateau a montré que le travail isométrique était plus favorable que le travail concentrique à charges légères pour augmenter la force des fibres rapides. Zatsiorki mentionnait déjà (en 1966) que le gain de force dû à l’isométrie était spécifique de la position de travail (à plus de 20° de cette position la force n’avait pas évolué.) Il existe donc d’après Sale une composante nerveuse prépondérante dans le travail isométrique. Pour Monnot un effort isométrique soutenu pendant quelques secondes entraîne une augmentation de la synchronisation des unités motrices en cours d’exercice. Il n’existe à ce jour que deux méthodes permettant le développement de la force maximale isométrique : Méthode isométrie totale, Méthode stato-dynamique. C’est, cette force qui intéresse plus particulièrement les pratiquants de street workout / calisthenics, c’est entre autres elle qui permet de réaliser les figures statiques tel que la full planche, le front-lever, etc …
Force Vitesse (Puissance et Explosivité)
La force vitesse est la capacité qu’a le système neuromusculaire de surmonter des résistances avec la plus grande vitesse de contraction possible. L’appellation la plus courante que l’on donne de nos jours à la force - vitesse est la puissance. La puissance est la capacité qu’a le système neuromusculaire à produire une grande quantité de force et de vitesse en un temps restreint. L’explosivité est la capacité à réaliser un mouvement à puissance maximale dans un temps le plus court possible. C’est une qualité essentielle dans la plupart des activités sportives : Les départs en athlétisme, Les muscle-ups en street workout/lifting, Le saut en longueur/hauteur, Les mouvements en sport de combat, Les jetés en escalade, Les revers en tennis. Chaque athlète devrait se focaliser principalement sur le développement de cette qualité !
Petite aparté sur les exercices à contraction pliométrique : Généralement à tort, on associe les exercices pliométriques au développement de l’explosivité. Or comme mentionné plus haut, ce qui détermine le travail de l’un comme de l’autre, sera le degré de force et de vitesse que vous mettez dans la réalisation du mouvement. Conclusion, un exercice pliométrique peut aussi bien travailler la puissance que l’explosivité !
Endurance de Force
L’endurance de force est la capacité à résister à la fatigue dans des exercices de force de longue durée. Elle correspond à la capacité à maintenir un niveau élevé de contraction et de production de force au fur et à mesure que l’effort se prolonge. L’endurance de force dépend du nombre d’unités motrices mobilisées pendant la contraction et du nombre de fibres musculaires dans une unité motrice. Pour faire court, plus il y a de fibres par unité motrice (la moyenne est autour de 200, mais on peut monter la valeur jusqu’à 500), plus l’endurance de force engendrée sera importante.
- Si la durée est inférieure à 30 secondes, les qualités neuromusculaires sont prioritaires et la qualité d’endurance de force n’est pas sollicitée d’une manière optimale.
- Si elle est supérieure à 30 secondes, la résistance à la fatigue est de plus en plus sollicitée et les processus métaboliques deviennent progressivement dominants.
Deux modalités de mise en jeu de l’endurance de force :
- Le maintien d’un certain niveau de contraction le plus longtemps possible.
- Le plus grand nombre de répétition d’un mouvement donné.
Endurance musculaire et irritation sanguine
Des contractions musculaires intenses, répétées, voire, isométriques, provoquent une augmentation importante de la pression intramusculaire qui limitera la circulation sanguine à l’intérieur du muscle. Dans cette situation, le muscle fonctionne sur ses propres réserves et ne peut pas faire appel à des apports extérieurs (glucose, glycogène, oxygène, …) On retrouve cela dans certaines activités comme : Le « set and rep », L’escalade, Le crossfit. Ainsi, au niveau musculaire, la filière anaérobie lactique est de plus en plus sollicitée au fur et à mesure que l’effort se prolonge. Les réserves intramusculaires en glucose et glycogène (carburant de ce type de filière) vont rapidement s’épuiser. Les déchets produits lors de la contraction musculaire (acide lactique, …) ne peuvent être diffusés dans la circulation générale.
Amélioration de la Force Musculaire
L'amélioration de la force musculaire est influencée par une combinaison de facteurs génétiques et d'entraînement :
- 40% de facteurs génétiques et 60% de qualités développées par l'entraînement.
- La durée, l'intensité et la fréquence des séances.
- La forme physique se développe par le dépassement des capacités du sujet.
- Implique d'augmenter à chaque séance la durée ou/et l'intensité.
Facteurs Influant sur l'Amélioration
- Génétique: Une part de la force musculaire est déterminée par la génétique.
- Entraînement: L'entraînement régulier et adapté est crucial pour développer la force.
- Nutrition: Une alimentation équilibrée, riche en protéines, est essentielle pour la construction musculaire.
- Repos: Le repos permet la récupération musculaire et la consolidation des gains.
Méthodes d'Entraînement
Diverses méthodes permettent d'améliorer la force musculaire, notamment :
- Entraînement en force maximale: Utilisation de charges lourdes avec peu de répétitions.
- Entraînement en puissance: Mouvements rapides avec une résistance modérée.
- Entraînement en endurance de force: Nombre élevé de répétitions avec une charge légère.
- Entraînement pliométrique: Exercices impliquant des sauts et des rebonds pour améliorer l'explosivité.
Adaptation à l'Effort
Pour optimiser l'entraînement, il est essentiel de comprendre comment le corps s'adapte à l'effort :
- Le corps s'adapte plus vite à un entraînement court et intense qu'à un entraînement traditionnel de 1 à 2 heures.
- L'entraînement doit être progressif, en augmentant graduellement la charge et la complexité des exercices.
- La récupération est essentielle pour permettre aux muscles de se reconstruire et de se renforcer.
Spécificités Liées à l'Âge et au Sexe
La force musculaire varie en fonction de l'âge et du sexe :
- Âge: La force musculaire atteint son pic entre 20 et 30 ans, puis diminue progressivement avec l'âge.
- Sexe: Les hommes ont généralement une force musculaire supérieure à celle des femmes, en raison de différences hormonales et de composition corporelle.
L'Entraînement Pliométrique
L'entraînement pliométrique consiste en une séance d'entraînement intense de force et de saut, qui permet d'entraîner la vitesse et la réactivité. L'entraînement pliométrique est basé sur des mouvements puissants et explosifs. Le but : ne pas perdre en énergie tout en ayant le moins de contact possible avec le sol. Un entraînement par intervalles contenant des sauts, des lancers et des exercices de force sont utilisés pour entraîner des groupes musculaires spécifiques. La tension, la posture et l'exécution précise en sont les éléments essentiels. Les exercices pliométriques font appel au cycle d'étirement et de raccourcissement. Ce sont toujours des exercices dynamiques dans lesquels les muscles sont étirés puis rapidement contractés. Les muscles sont donc entraînés comme un ressort. Cet entraînement inclut des squats, mais également des pompes explosives, des burpees, des exercices de lancer avec une médecine ball ou des sauts sur Plyo Box.
L'efficacité de l'entraînement pliométrique est liée au cycle d'étirement et de raccourcissement. Comme un élastique, le muscle est d'abord étiré puis raccourci par une contraction soudaine et rapide. Dans la phase de excentrique, on prend de l'élan pour passer à la contraction des muscles, avec le plus de force possible. Les mouvements volontaires, pour commencer, sont contrôlés consciemment : la performance dans le cycle d'étirement-raccourcissement dépend de diverses forces intramusculaires. En plus des mouvements volontaires, un réflexe, c'est-à-dire un mouvement involontaire, est déclenché pendant l'entraînement pliométrique, qui contribue également à l'amélioration de la performance - c'est ce qu'on appelle le réflexe d'étirement ou réflexe myotatique : chaque muscle est composé de fibres intrafusables. Ces fibres forment le fuseau musculaire et sont sensibles à la longueur du muscle. Si ces fibres musculaires perçoivent un changement de longueur, par exemple lors d'un squat, elles signalent aux neurones de la moelle épinière que les tendons risquent de se déchirer. Cela n'arrivera pas, bien sûr, car le réflexe d'étirement du muscle entre alors en jeu. Il s'agit d'une mesure d'autoprotection du corps, qui réagit au stimulus de l'étirement par une contraction involontaire du muscle en question. Le réflexe d'étirement protège le muscle d'un étirement excessif. Pourquoi alors le réflexe d'étirement musculaire n'est-il pas déclenché lors des exercices d'étirement ? Là encore, c'est une question de vitesse. Si le muscle est étiré lentement, il peut s'adapter. Dans ce cas, les fuseaux musculaires ne déclenchent pas de réflexe. Inversement, cela signifie que la vitesse joue définitivement un rôle dans l'entraînement pliométrique. Important : ne vous lancez jamais dans votre entraînement pliométrique sans vous être préalablement échauffé ! Sans pré-activation des muscles, même le réflexe d'étirement des muscles ne sera d'aucune aide. Les tendons peuvent même se déchirer ! L'entraînement pliométrique sollicite les articulations, les ligaments mais aussi les tendons.
Certains exercices pliométriques vous sembleront familiers, car ils font déjà partie intégrante de nombreux entraînements. En augmentant simplement le nombre de répétitions et le rythme d'exécution de certains mouvements, vous passerez tout de suite dans le cadre d'un entraînement pliométrique. On ne le répétera jamais assez : sans phase d'échauffement, l'entraînement pliométrique fera plus de mal que de bien. Le risque de blessure au niveau des muscles et des tendons sera trop élevé. Vous devrez également veiller à préparer votre système cardio-vasculaire. Il est donc préférable de commencer par cinq à dix minutes d'exercices cardiovasculaires, en sautant à la corde ou en faisant un jogging, puis en activant les groupes musculaires que vous souhaitez entraîner par la suite. Ce qui est bien avec l'entraînement pliométrique, c'est que vous n'avez, dans un premier temps, besoin d'aucun équipement spécifique. Si vous deviez avoir par la suite besoin de matériel d'entraînement, la classique Plyo Box sera votre allié principal. Il n'est toutefois pas essentiel d'utiliser une élévation spécialement prévue pour un usage sportif, l'important étant d'avoir à disposition une surface stable et non glissante : un banc ou tout autre caisse ayant la bonne hauteur fera très bien l'affaire. La hauteur de l'élévation adaptée pour les débutants en pliométrie, est généralement de 15cm. Les Plyo Box typiques sont en revanche à hauteur des genoux, il existe même des versions encore plus hautes, pour les coureurs de haies, ou les sportifs désireux d'améliorer leur hauteur de saut. Dans un premier temps, aucun matériel d'entraînement ne vous sera nécessaire pour réaliser vos exercices pliométriques. Les médecine balls, les poids ou les haltères sont également utilisés comme matériel d'entraînement en pliométrie. Les médecine balls sont particulièrement adaptées aux exercices visant l'entraînement de la force des bras. Les poids et les haltères sont utilisés pour la réalisation d'exercices plus difficiles, et si votre entraînement a pour but le développement de votre musculature, et de votre fitness.
Comme nous l'avons déjà évoqué à plusieurs reprises, la qualité passe avant la quantité ! Une exécution propre est essentielle pour éviter tout risque de blessure. Par ailleurs, elle assure l'effet positif de votre entraînement. Il est normal que vous ressentiez la fatigue pendant un entraînement par intervalles. Veillez à adapter l'intensité de votre entraînement à votre niveau. Des squats ou des sauts bien exécutés sont plus utiles que des burpees mous. Les exercices pliométriques ne composent qu'une partie de votre entraînement. Les exercices statiques, au poids du corps ou encore la préparation physique sont tout aussi importants. La difficulté de votre entraînement pliométrique peut être augmentée en utilisant un autre matériel, en ajoutant de nouveaux exercices ou en augmentant l'intensité de la réalisation. Nous avons regroupé ici des exercices typiques de pliométrie et les avons classés en fonction du type de sportif pour qui ils conviennent et vous expliquons comment en augmenter le niveau de difficulté. Les fentes sont utilisées par les sportifs de haut niveau comme exercice d'échauffement. Pour les débutants, ils constituent un bon exercice, car ils ne présentent pas de risque élevé pour la santé. Avancez une jambe et pliez le genou de l'autre jambe jusqu'à ce qu'il touche presque le sol, soit, à un angle de 90 degrés. Maintenez le bas du dos tendu et le haut du dos le plus vertical possible. Poussez maintenant pour vous remettre en position debout. Pour ce faire, utilisez les muscles de vos cuisses et de vos fessiers. N'inclinez pas le haut du corps vers l'avant. A réception, fléchissez immédiatement le genou, toujours en veillant à ce qu'il ne touche pas le sol, puis vous effectuez le saut suivant, en changeant de nouveau de jambe. Maintenant, descendez en pliant les genoux, le fessier dirigé en arrière. Vous pouvez étirer vos bras vers l'avant pendant que vous descendez. Pour ce faire, pliez les genoux, posez vos bras sur le sol devant vous et sautez en position de pompes. Revenez en position accroupie et étirez-vous en l'air. Tendez vos bras vers le haut. Les exercices sur Plyo box sont la préparation parfaite pour les sports qui impliquent des sauts. Montez sur la Plyo Box avec une jambe et poussez vers le haut en utilisant les muscles des cuisses. Vous pouvez faire cet exercice avec une seule jambe ou en alternance. Là encore, la tension et la posture du haut du corps sont importantes. Peu importe la distance ou la hauteur de votre saut, seul l'atterrissage est important. Vous devez atterrir simultanément sur les deux pieds. L'objectif de cet exercice est d'obtenir un atterrissage ferme et sûr, sans vaciller ni faire de pas supplémentaires. Comme extension pour cet exercice, vous pouvez ajouter un saut après le Drop Jump. Choisissez soit un Box Jump sur une seconde Plyo Box, soit un Frog Jump. Position de départ : debout, les pieds à la largeur des hanches, à côté de votre boîte.
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