Méthodes de mesure de la force musculaire
Bien que de nombreux facteurs affectant l’expression de la force musculaire ne puissent être contrôlés par le professionnel du fitness intéressé par l’évaluation de la force musculaire, beaucoup le peuvent. Par conséquent, avant de choisir un test spécifique de la force musculaire, le professionnel du fitness doit considérer plusieurs questions, y compris la spécificité du test, le protocole d’échauffement, et le moment et l’ordre des tests de force musculaire.
Spécificité de la force musculaire
D’après la discussion précédente des facteurs mécaniques et physiologiques affectant la force musculaire, il devrait être évident que l’expression de la force musculaire est spécifique au test employé. L’utilisation de tests de force musculaire qui sont mécaniquement dissemblables à la performance d’intérêt peut compromettre la validité externe et prédictive des données recueillies. Par exemple, il a été démontré que les différences entre les exercices d’entraînement et les exercices de test en termes de type de contraction musculaire utilisé (Abernethy et Jürimäe 1996 ; Rutherford et Jones 1986), de mouvements à chaîne cinétique ouverte ou fermée (Augustsson et al. 1998 ; Carroll et al. 1998), et de mouvements bilatéraux ou unilatéraux (Häkkinen et al. 1996 ; Häkkinen et Komi 1983) influencent l’ampleur des gains de force musculaire obtenus après une période d’entraînement en résistance. Par conséquent, les professionnels du fitness doivent tenir compte des caractéristiques de mouvement de tout test de force utilisé ; les mouvements doivent être similaires à la performance d’intérêt en ce qui concerne les facteurs mécaniques suivants (Siff 2000 ; Stone, Stone et Sands 2007) :
Movement Patterns
- Complexité du mouvement. Cela implique des facteurs tels que les mouvements à une seule articulation par rapport aux mouvements à plusieurs articulations.
- Facteurs posturaux. La posture adoptée dans un mouvement donné dicte l’activation des muscles responsables de la production de force.
- Amplitude de mouvement et régions de production de force accentuée. Au cours de mouvements typiques, l’amplitude du mouvement au niveau d’une articulation change, tout comme les forces et les couples musculaires associés. Ces informations peuvent être recueillies à partir d’une analyse biomécanique du mouvement.
- Actions musculaires. Cela concerne l’exécution de contractions musculaires concentriques, excentriques ou isométriques. Comme mentionné précédemment, ces informations ne sont pas toujours intuitives et peuvent ne pas être identifiables à partir de l’observation du mouvement articulaire associé au mouvement.
Magnitude de la force (force maximale et moyenne)
La magnitude de la force fait référence aux couples articulaires ainsi qu’aux forces de réaction au sol (GRF) pendant le mouvement. Cette information est recueillie à partir d’analyses biomécaniques.
Taux de développement de la force (force maximale et moyenne)
Le taux de développement de la force se réfère à la vitesse à laquelle un couple articulaire ou la GRF est développé.
Paramètres d’accélération et de vitesse
En général, dans les mouvements sportifs et quotidiens, les caractéristiques de vitesse et d’accélération changent tout au long du mouvement. La vélocité est définie comme la vitesse à laquelle la position d’un corps change par unité de temps, tandis que l’accélération fait référence à la vitesse à laquelle la vélocité change par unité de temps. Compte tenu de la deuxième loi du mouvement de Newton (a = F / m), les plus grandes accélérations sont observées lorsque les forces nettes agissant sur le corps sont les plus importantes. Cependant, les plus grandes vitesses ne coïncideront pas avec les plus grandes accélérations et, par conséquent, avec les plus grandes forces nettes (à moins que la personne ne se déplace dans un fluide dense comme l’eau).
Mouvements balistiques versus non balistiques
Les mouvements balistiques sont ceux dans lesquels le mouvement résulte d’une impulsion initiale provenant d’une contraction musculaire, suivie de la relaxation du muscle. Le mouvement du corps se poursuit en raison de l’élan qu’il possède à partir de l’impulsion initiale (c’est la relation impulsion-momentum). Ceci s’oppose aux mouvements non balistiques, dans lesquels la contraction musculaire est constante tout au long du mouvement. Ces catégories de mouvements impliquent différents mécanismes de contrôle nerveux.
La prise en compte de ces variables mécaniques augmentera la probabilité de sélectionner un test valide de la force musculaire. Les chercheurs ont soulevé la préoccupation que les relations entre les variables dépendantes associées aux tests de force (par exemple, la charge externe maximale soulevée, la force maximale générée) et les variables de performance sont rarement évaluées réellement (Abernethy, Wilson, et Logan 1995 ; Murphy et Wilson 1997). Ces relations sont discutées en relation avec chaque test traité dans ce chapitre, le cas échéant.
Le type d’équipement utilisé pour les tests de force musculaire a des implications importantes. Par exemple, certains tests de force musculaire peuvent être réalisés en utilisant soit des poids de machine, dans lesquels le mouvement est contraint de suivre une trajectoire fixe, soit des poids libres, dans lesquels le mouvement est relativement peu contraint. Cependant, un test effectué avec des poids mécaniques ne produira pas nécessairement le même résultat que le même test effectué avec des poids libres. Cotterman, Darby et Skelly (2005) ont rapporté que les valeurs enregistrées pour les mesures de la force musculaire maximale étaient différentes pour les mouvements de squat et de développé couché lorsque les exercices étaient effectués sur une machine Smith et lorsqu’ils étaient effectués avec des poids libres. Le fait de tester la force musculaire avec différents types d’équipement introduit un biais systématique important dans les données et compromet donc gravement la fiabilité des mesures ainsi que la validité externe.
Considérations relatives à l’échauffement
Un échauffement est souvent effectué avant l’exercice afin d’optimiser la performance et de réduire le risque de blessure (Bishop 2003, a et b ; Shellock et Prentice 1985). Comme indiqué précédemment, les capacités de force d’un muscle peuvent être affectées par l’achèvement des contractions précédentes, ce qui entraîne soit une diminution de la force (fatigue), soit une augmentation de la force (PAP). En effet, il est proposé que la fatigue et la PAP existent aux extrémités opposées d’un continuum de contraction des muscles squelettiques (Rassier 2000). Par conséquent, les exercices effectués dans le cadre d’un échauffement actif pourraient modifier de manière significative l’expression de la force musculaire pendant le test.
Une augmentation de la température des muscles de travail a été rapportée à la suite d’activités d’échauffement à la fois passives (par exemple, un chauffage externe) et actives (par exemple, l’engagement dans des exercices spécifiques) (Bishop 2003, a et b). Cependant, les effets de l’augmentation de la température sur les mesures de la force musculaire maximale ne sont pas clairs, avec des augmentations du couple isométrique maximal rapportées par certains auteurs (Bergh et Ekblom 1979), tandis que d’autres n’ont signalé aucun changement (de Ruiter et al. 1999).
Les étirements statiques sont souvent inclus dans les routines d’échauffement des athlètes. Les chercheurs ont rapporté une réduction de la force pendant les contractions volontaires maximales après un épisode aigu d’étirements statiques (Behm, Button, et Butt 2001 ; Kokkonen, Nelson, et Cornwell 1998), ce qui a conduit certains à proposer que les étirements statiques soient exclus des routines d’échauffement avant les performances de force et de puissance (Young et Behm 2002). Cependant, Rubini, Costa et Gomes (2007) ont récemment relevé des problèmes méthodologiques dans de nombreuses études sur les étirements statiques, concluant qu’une interférence avec la force musculaire est généralement observée après un protocole d’étirement dans lequel de nombreux exercices sont maintenus pendant des durées relativement longues, ce qui va à l’encontre de la pratique courante.Par conséquent, l’inclusion d’étirements statiques dans une routine d’échauffement avant un test de force musculaire peut être autorisée, tant que la durée totale de l’étirement n’est pas excessive (quatre séries d’exercices pour chaque groupe musculaire avec une durée d’étirement de 10 à 30 secondes est recommandée) et que les exercices sont effectués de manière cohérente lors des sessions de test ultérieures.
Il est clair que l’échauffement effectué avant un test de force peut avoir une influence significative sur l’expression de la force musculaire, et l’examinateur doit donc accorder à l’échauffement toute l’attention nécessaire. Cependant, le facteur le plus important associé à l’échauffement semble être la cohérence des exercices incorporés ; toute altération des exercices effectués compromettra la validité et la fiabilité du test. Jeffreys (2008) a défini les protocoles d’échauffement suivants :
- Échauffement général. Cinq à 10 minutes d’activité de faible intensité visant à augmenter la fréquence cardiaque, le débit sanguin, la température des muscles profonds et la fréquence respiratoire.
- Échauffement spécifique. Huit à 12 minutes d’exécution d’étirements dynamiques incorporant des mouvements qui travaillent dans l’amplitude du mouvement requis dans la performance ultérieure. Cette période est suivie d’une augmentation progressive de l’intensité des exercices dynamiques spécifiques au mouvement.
Timing et ordre des tests
Les chercheurs ont rapporté que l’expression de la force dans des conditions isométriques et isocinétiques est affectée par le moment de la journée où les tests sont effectués, les valeurs de force les plus importantes étant enregistrées en début de soirée (Guette, Gondin et Martin 2005 ; Nicolas et al. 2005). Bien que les mécanismes à l’origine de cet effet diurne ne soient pas clairs, l’implication est que les examinateurs doivent tenir compte de l’heure de la journée lors de l’administration des tests de force et assurer la cohérence lors de l’administration du test au cours des sessions futures.
Un test de force musculaire peut être l’un des nombreux tests effectués sur une personne. Dans ce cas, le professionnel du fitness doit considérer où placer le test de force musculaire dans la batterie. Cette considération est importante étant donné l’effet que l’histoire contractile peut avoir sur l’expression de la force musculaire. Harman (2008) a proposé l’ordre suivant pour les tests dans une batterie, en fonction des exigences du système énergétique et des demandes d’habileté ou de coordination des tests :
Tests non fatigants (mesures anthropométriques)
Tests d’agilité
Tests de puissance et de force maximales
Tests d’empreinte
Tests d’endurance musculaire
. d’endurance musculaire
Tests anaérobies fatigants
Tests de capacité aérobie
Suivre cet ordre devrait maximiser la fiabilité de chaque test.