Contraction Concentrique Isocinétique : Tout Comprendre sur ses Mécanismes et Applications Essentielles

L'étude de la contraction musculaire est essentielle dans le domaine de la physiothérapie, du sport et de la rééducation. Parmi les différents types de contractions musculaires, la contraction concentrique isocinétique occupe une place particulière. Cet article a pour objectif de définir la contraction concentrique isocinétique, d'expliquer ses mécanismes et de présenter ses applications dans le contexte de l'évaluation musculaire, de la rééducation et de l'optimisation de la performance sportive.

Les Fondamentaux de la Contraction Musculaire

Pour bien comprendre la contraction concentrique isocinétique, il est essentiel de revoir les différents régimes de contraction musculaire. La musculation possède cinq régimes de contraction principaux, répartis en deux groupes : les contractions statiques et les contractions dynamiques.

Contractions Statiques

Le régime isométrique est le seul type de contraction statique.

Contraction Isométrique : Les points d’insertions musculaires restent fixes. Il n’y a pas de raccourcissement notable du muscle, ni de mouvement généré par la tension musculaire. L’Anaés définit la contraction isométrique comme étant le moment « … au cours duquel la résistance opposée au mouvement est égale à la force développée par le muscle. Il n’y a pas de déplacement du segment de membre. Un exemple courant est l'exercice de la planche, où l'on maintient une position sans mouvement.

Contractions Dynamiques

Les contractions dynamiques regroupent les régimes concentriques, excentriques et pliométriques.

Contraction Concentrique : Les points d’insertions se rapprochent les uns des autres. Le muscle se raccourcit et le mouvement est généré par l’augmentation de la tension musculaire. L’Anaés définit la contraction concentrique comme étant le moment « …pendant lequel la résistance opposée au mouvement est inférieure à la force développée par le muscle. Les points d’insertion musculaire se rapprochent et le muscle se raccourcit. Un exemple est la phase de montée lors d'un exercice de biceps curl.
Contraction Excentrique : Les points d’insertions s’écartent les uns des autres. Le muscle s’allonge et le mouvement est généré quand la résistance est supérieure à la force produite par celui-ci (les muscles du membre s’allongent pour retenir l’haltère. L’Anaés définit la contraction excentrique comme étant le moment « …pendant lequel la résistance opposée au mouvement est supérieure à la force développée par le muscle. Les points d’insertion musculaire s’éloignent et le muscle s’allonge. Un exemple est la phase de descente contrôlée lors d'un squat.
Contraction Pliométrique : Les points d’insertions musculaires s’éloignent et se rapprochent, il s’agit d’un cycle étirement-raccourcissement (ou entraînement par étirement-détente). Cet enchaînement va permettre au muscle d’emmagasiner l’énergie produite pendant la phase excentrique pour la restituer immédiatement lors de la phase concentrique du mouvement. Ce processus est rendu possible par les qualités de flexibilités et d’élasticités du muscle.

Définition de la Contraction Concentrique Isocinétique

La contraction concentrique isocinétique est un type spécifique de contraction musculaire dynamique. Elle se caractérise par la réalisation d'un mouvement à vitesse constante, tout en effectuant une contraction concentrique maximale.L’isocinétisme désigne un mode de contraction musculaire volontaire dynamique dont la particularité est de se dérouler à vitesse constante grâce à une résistance auto-adaptée. On parle ainsi d’isocinétismes concentrique et excentrique.Plus précisément, l'isocinétisme implique l'utilisation d'un dynamomètre, un appareil qui ajuste automatiquement la résistance pour maintenir une vitesse de mouvement constante tout au long de l'exercice. Ceci implique que le dynamomètre applique en tout point du mouvement une résistance auto-adaptée. Le patient agit sur un mécanisme ou récepteur. Son action ne pourra pas dépasser la vitesse programmée par le clinicien. Tant que le patient reste en-dessous de cette vitesse, il ne rencontre aucune résistance lors du mouvement. L’effort devient significatif dès que le patient atteint la vitesse demandée. La résistance de la machine s’adapte à tout moment à l’effort développé pour maintenir la vitesse constante. Si pour des raisons diverses (survenue de douleurs, insuffisance musculaire), l’effort développé par le patient diminue, la résistance du dynamomètre diminue afin de permettre au patient de conserver sa vitesse de travail.

Le Dynamomètre Isocinétique : Un Outil Clé

Le dynamomètre est un élément central de l'entraînement et de l'évaluation isocinétique.

Fonctionnement du Dynamomètre

Le dynamomètre assure la constance de la vitesse présélectionnée. Il est constitué d’un servomoteur. La plupart des dynamomètres sont conçus pour permettre la réalisation d’un mouvement articulaire autour d’un axe, aligné sur l’axe de rotation (mouvement isocinétique rotatoire). C’est par exemple, le cas du Cybex NORM. A l’inverse, certains dynamomètres sont conçus pour enregistrer un mouvement linéaire par un système de filin relié au moteur du dynamomètre et sur lequel le sujet tire (mouvement isocinétique linéaire). C’est le cas du Moflex.

Accessoires et Protocoles

Certains accessoires sont adjoints au dynamomètre, qui permettent d’optimiser la reproductibilité des conditions du test en cas de répétition de celui-ci. Des protocoles de positionnement et de maintien font partie des recommandations fournies par le constructeur. Le sanglage du sujet permet de maintenir la position correcte pendant le test, afin d’éviter le désalignement des axes, de limiter les compensations que ceux testés et d’éliminer les degrés de liberté des autres articulations pour limiter les mouvements parasites. Lorsque le sujet est correctement positionné, il faut procéder à l’alignement des axes de rotation articulaire avec l’axe du dynamomètre.

Système Informatique

Le système informatique permet l’enregistrement, le stockage et le traitement des données recueillies. Il permet aussi d’assurer la sécurité du patient puisque les programmes prévoient d’interrompre l’exercice en cours en cas d’incident.

Exemples de Dynamomètres

Cybex NORM : Dernière version de la gamme Cybex, il possède un servo-moteur piloté par informatique, permet une mobilisation passive continue, une évaluation et un renforcement isométrique et isocinétique concentrique et excentrique. La vitesse maximale de mouvement est de 500°/s en concentrique et de 300°/s en excentrique. Le Cybex Norm est un système isocinétique multi-articulaire pour le genou, l’épaule, le coude, la cheville, l’avant-bras, le poignet et la hanche.
Moflex : Il s’agit d’un système isocinétique à vitesse linéaire. La transmission des forces produites par le sujet se fait par l’intermédiaire d’un filin. La vitesse de traction est réglable et elle s’échelonne de 0,2 m/s à 2 m/s. La distance de traction peut être programmée librement et affichée. Le travail de traction (concentrique) et de freinage (excentrique) est mesuré et affiché pour chaque mouvement et la somme de travail (concentrique et excentrique) effectuée lors d’un cycle d’exercice est mesurée et affichée à l’écran. De plus, le Moflex présente l’avantage et la possibilité de faire des mouvements multidirectionnels (machine polyarticulaire), mettant en jeu les différents muscles d’un schéma moteur et d’effectuer un mouvement en chaîne fermée. Notons par ailleurs que l’opérateur peut de manière précise, apprendre, entraîner les mouvements et tenir compte le mieux possible des cinèses articulaires et rachidiennes. Cet entraînement ergonomique et fonctionnel en chaînes fermées permet de retrouver au plus vite les capacités professionnelles ou sportives. Les mouvements spécifiques à une gestuelle (professionnelle ou sportive) pourront aussi être reprogrammés et/ou entraînés dans des conditions optimales.

Applications de la Contraction Concentrique Isocinétique

Les contractions concentriques isocinétiques sont largement utilisées dans divers domaines, notamment :

Évaluation Musculaire

Les tests isocinétiques ont pour objet d’évaluer la force d’un groupe musculaire et ce, de façon dynamique, en se rapprochant le plus possible du travail physiologique. Ainsi, par la réalisation d’un test isocinétique, la force est recueillie puis analysée par informatique. Les évaluations isocinétiques permettent de cibler la rééducation et d’affiner la réathlétisation dans le cadre du “return to play”. Nos repères sont les mêmes que ci-dessus, en particulier le côté sain.

Rééducation

En fonction des résultats obtenus (manque de force, manque de puissance ou de résistance à l’étirement, anomalie de courbe), il devient possible d’adapter les techniques de rééducation en utilisant ou non le renforcement musculaire isocinétique. Le dynamomètre isocinétique permet de rééduquer les articulations et de renforcer la capacité musculaire, tout en mesurant le travail réellement effectué par le patient. Le travail musculaire isocinétique est une technique de renforcement musculaire supplémentaire mise à la disposition des thérapeutes et plus spécifiquement au sein de la Clinique Saint-Roch de Cambrai des kinésithérapeutes et des éducateurs sportifs.

Prévention des Blessures et Optimisation de la Performance

Chez le sportif sain, nous utilisons cette technologie dans le cadre de la prévention des blessures, pour le suivi longitudinal et pour l’optimisation de la performance. Nos repères sont la comparaison droite / gauche, les évaluations antérieures éventuelles, les ratios agonistes / antagonistes, les données de la littérature concernant la même population. L’évaluation musculaire isocinétique doit faire partie des critères de reprise de l’activité sportive. Par exemple, pour reprendre la course à pied, il faut éviter un trop grand déficit du quadriceps du membre lésé. Autrement dit, un manque de puissance ou de force musculaire peut-être préjudiciable à la qualité de la reprise sportive, alors qu’une insuffisance de force musculaire excentrique favorise la survenue des récidives.

Avantages de l'Isocinétisme

Les avantages de l’isocinétisme sont nombreux. En évaluation, la méthode isocinétique permet une évaluation fonctionnelle significative d’un grand nombre d’articulations en respectant au plus près la physiologie du mouvement. L’évaluation musculaire isocinétique permet d’orienter et de contrôler l’efficacité de la rééducation ou d’un travail de musculation. Le test est bilatéral, reproductible et sécurisé (important pour le travail excentrique en particulier). La reproductibilité des évaluations est indispensable.

Limites et Précautions

Il existe un temps d’accélération permettant d’arriver à la vitesse de travail demandée et un temps de décélération finale. Plus la vitesse demandée est élevée, plus la partie réellement isocinétique du travail réalisé est faible. Il est donc difficile, pour ne pas dire impossible, de réaliser des évaluations musculaires ou un programme de renforcement musculaire à des vitesses élevées (au-delà de 300°/s). La portion réellement isocinétique du travail, donc contre-résistance, étant trop faible (inférieure à 25 % de l’amplitude du mouvement). Il faut également que l’amplitude du mouvement soit suffisante. En dessous de 80° de mobilité, la réalisation d’une évaluation musculaire complète devient difficile. On peut estimer que la vitesse lente ne doit pas dépasser 1°/s et la vitesse rapide de 2 à 2,5°/s par degré de mobilité. Pour l’épaule, l’évaluation n’est validée scientifiquement que pour les rotations. Enfin, il ne s’agit pas d’un travail fonctionnel.

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Contractions concentriques, excentriques et isométriques dans la vie quotidienne et le sport

Dans la vie quotidienne, nous utilisons constamment différents types de contractions musculaires, souvent sans même nous en rendre compte.

Monter les escaliers : sollicite principalement les contractions concentriques.
Contraction isométrique : est utilisée lors d’exercice de résistance où l’on doit maintenir une charge pendant un temps donné. On peut travailler en isométrique de différentes manières, l’une d’elle est l’isométrie jusqu’à la rupture. Ici on va chercher un maintenir une position jusqu’à un épuisement total.Le coach sportif Thibault Richard nous apporte son éclairage.« Vous prenez un haltère, le bras le long du corps : quand vous ramenez l'haltère de la position basse vers l'épaule pour muscler votre biceps, on est en phase concentrique. Quand on redescend, c'est-à-dire quand l'haltère passe du niveau de l'épaule vers le bas, là, on est en phase excentrique. En général, le mouvement concentrique, c'est le mouvement actif en musculation, celui où on va soulever, forcer, on est sur un raccourcissement du muscle ; le mouvement excentrique, c'est celui où on va relâcher. C'est un mouvement d'étirement musculaire », pose-t-il. D'autres exemples ?
Le développé-couché : on part les bras fléchis, la barre contre la poitrine et on pousse vers le haut, c'est du concentrique. Quand on va ramener la barre vers soi, freiner la descente, c'est de l'excentrique (voir plus bas).
Les squats : on part en position debout, avec la barre sur les épaules. On va fléchir les jambes : c'est de l'excentrique. Quand on va pousser sur les jambes, c'est-à-dire tendre à nouveau les jambes pour remonter la barre vers le haut, c'est du concentrique.

Importance de varier les types de contractions

« La contraction concentrique est davantage utilisée en musculation, explique le coach. En général, c'est un mouvement qui est plus facile. La position excentrique est une sollicitation beaucoup plus exigeante au niveau musculaire, on met plus de temps à répupérer, tient à préciser notre spécialiste. Il y a plus de tension, il faut être mieux préparé, ça demande déjà une bonne base d'entraînement ; on peut vite se blesser parce que l'on est sur des charges relativement lourdes.» « La contraction concentrique est plus facile à mettre en place, poursuit-il. on peut faire l'exercice tout seul. Sur de l'excentrique, il faut souvent être assisté (si on fait du développé-couché en excentrique, il va falloir se faire aider pour soulever la barre, on ne pourra pas le faire soi-même). L'idéal, c'est de varier les plaisirs, par exemple ne pas faire uniquement du concentrique, mais l'allier à un travail isométrique : si on est sur un mouvement de traction, on va se hisser, fléchir les bras et une fois qu'on aura la barre au niveau du menton, là on va maintenir sans bouger. »

L'Électrostimulation et les Contractions

Lors de vos séances d’électrostimulations vous êtes amené à utiliser l’ensemble de ses modèles de contractions. Néanmoins cela dépendra de votre niveau de pratique. Lors de vos premières séances il est conseillé de se focaliser essentiellement sur des contractions isométriques, c’est à dire en résistance. Ce type de contraction à un impact moindre sur les tendons et les fibres musculaires et cela permet aussi de se familiariser avec les sensations que procure la machine. Par la suite la difficulté des séances augmentera en même temps que votre niveau de pratique. L’objectif étant de se dépasser un peu plus à chaque séance en sortant de sa zone de confort. Au fur et à mesure des séances d’EMS nous viendront incorporer tous les différents régimes de contractions que nous avons évoqué précédemment, que ce soit des contractions concentriques, excentriques ou bien même pliométriques. Chacune impacte le muscle et les fibres de manières différentes. Le régime pliométrique est le plus complexe parce qu’il combine en simultané une contraction excentrique puis concentrique.

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Contraction Concentrique Isocinétique : Définition, Mécanismes et Applications