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28 de août de 2024

Adaptations aux charges élevées versus charges faibles

Il est bien connu que lors de l’implémentation d’un entraînement basé sur la vélocité, l’intention maximale doit être appliquée à chaque répétition. En ce sens, la force maximale peut être améliorée avec n’importe quelle charge lorsque l’intention maximale est atteinte. Cependant, toutes les charges ne créent pas les mêmes adaptations. De même, dans certaines circonstances, tous les exercices ne permettent pas à l’athlète d’atteindre la puissance maximale. C’est pourquoi, dans cet article, je vais parler des adaptations physiologiques qui se produisent lors de l’utilisation de différentes charges (élevées versus faibles) et du type d’exercice le plus bénéfique dans chaque cas.

En fait, lorsque nous développons l’athlète, il est clair que l’athlète n’a pas beaucoup de temps dans les actions spécifiques au sport pour appliquer la force maximale. La force maximale est généralement atteinte entre 200 et 300 ms après le début de la contraction, alors que les actions spécifiques au sport durent généralement moins longtemps (80 à 250 ms).1 Même si le temps pour produire de la force est limité, l’amélioration de la vélocité avec des charges élevées sera utile pour améliorer la vélocité avec des charges plus légères. En effet, lors de l’amélioration de la vélocité avec des charges élevées, les charges plus légères représenteront une intensité relative plus faible pour l’athlète. C’est pourquoi les niveaux absolus de force ont été directement liés à la performance dans des actions spécifiques au sport telles que le sprint, le changement de direction et la capacité de saut entre autres. 

Nous savons tous que la vélocité maximale de l’haltère est indispensable dans tous les sports pour améliorer les adaptations neuromusculaires. De plus, différentes vélocités sont attendues avec différentes charges (c’est-à-dire plus lente avec des charges lourdes et plus rapide avec des charges plus légères). Cependant, derrière la vélocité de l’haltère, il est extrêmement important de savoir quelles adaptations physiologiques ont lieu dans chaque cas. Dans la prochaine partie de l’article, nous nous concentrerons donc sur les adaptations physiologiques qui interviennent avec des charges lourdes et modérées-légères.

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Le recrutement des unités motrices:

Pour commencer à l’expliquer, il faut comprendre que l’ampleur de l’activation musculaire et donc la quantité de force produite dépendent du nombre de motoneurones activés (recrutement des UM) et de la fréquence à laquelle les UM déchargent des potentiels d’action (taux de décharge).2 Ces deux mécanismes physiologiques sont maximisés différemment et dépendent du temps. Comme l’indiquent Maffiuleti et al. (2), les contributions relatives du recrutement et de la modulation du taux de décharge à la force exercée par un muscle varient en fonction de la vitesse de contraction. Ceci peut être partiellement expliqué par la loi de taille que suit le recrutement des UM. La loi de la taille stipule que pour recruter les unités motrices à seuil élevé, les unités à seuil bas doivent être recrutées auparavant.3 Par conséquent, les contractions lentes sont caractérisées par une activation progressive des UM.4,5 Cependant, la réduction de l’activation des UM est plus marquée pour les muscles à contraction lente (par exemple, le soléaire) que pour les muscles à contraction rapide (par exemple le masséter).6 Cela ne signifie pas qu’il faille soulever lentement pour maximiser le recrutement des UM, mais que des charges plus élevées soulevées à une vitesse maximale, qui sont en fait associées à une vitesse plus lente, maximiseront le recrutement des UM. Curieusement, les exercices de résistance traditionnels présentent des caractéristiques parfaites pour cela, et nous en parlerons dans la prochaine partie de l’article. Pour illustrer cela un peu plus, observez la figure 1 et vous vous rendrez compte que la contraction volontaire maximale, qui dépend fortement du recrutement des UM, est fortement associée au taux de développement de la force aux derniers stades de la contraction.

Taux de décharge de l’unité motrice:

D’autre part, la fréquence de décharge est également extrêmement importante. Le recrutement de l’UM ne permet d’atteindre que 80 à 90 % de la contraction volontaire maximale, l’augmentation de la contraction volontaire maximale au-delà étant entièrement due à une augmentation du taux de décharge.2 Le taux de décharge déclenche une magnitude amplifiée de l’efflux de Ca2+ vers le cytosol cellulaire, évoquant une forte augmentation du développement de la force contractile.7,8 Dans ce cas, les contractions rapides sont d’une importance cruciale. En effet, les contractions rapides sont caractérisées par un taux de décharge initial élevé au début de l’activation qui diminue progressivement avec les décharges successives.9,10 Contrairement au recrutement des UM, la fréquence de décharge peut atteindre des valeurs maximales instantanément. Des études ont rapporté que la fréquence de décharge des UM peut atteindre des valeurs instantanées comprises entre 60 et 120 Hz au début d’une contraction rapide, mais une fréquence maximale comprise entre 30 et 60 Hz lors d’une contraction isométrique de force élevée.3,11,12 Comme l’a indiqué Maffiuleti dans son étude de 2016, “la capacité à produire de la force rapidement dépend principalement de l’augmentation de l’activation musculaire au début de la contraction et moins des propriétés du muscle liées à la vitesse“. Pour tout cela, nous pouvons affirmer que la fréquence de décharge est plus importante pour augmenter les contractions volontaires maximales dans les actions rapides en raison de l’incapacité à recruter des UM à seuil élevé. Cependant, nous devons tenir compte de plusieurs facteurs autres que la fréquence de décharge pour l’augmentation du RFD (Rate of Force Development) précoce.13 Le RFD précoce dépend également des propriétés contractiles du muscle, de la contraction volontaire maximale et de la commande neuronale. 

En résumé, les taux de recrutement et de décharge de l’UM suivent des schémas différents. Alors que l’UM est fortement associée au RFD dans les phases tardives de la contraction, le taux de décharge de l’UM est fortement associé au début de la contraction. 

  • Le recrutement de l’UM contribuerait à augmenter la contraction volontaire maximale, ce qui explique les 80 % de variance du RFD au cours de la phase tardive.
  • Les taux de décharge auraient une plus grande influence au cours de la phase initiale.13 Cependant, le taux de décharge n’expliquerait la variance du RFD précoce qu’à hauteur de 35 %, les propriétés contractiles du muscle étant plus importantes.13
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Figure 1. Corrélation entre le RFD volontaire, la MVC (Maximal Voluntary Contraction) et le RFD de contraction

Adaptations avec des exercices de résistance traditionnels

Maintenant que nous avons compris les mécanismes physiologiques qui interviennent lors des contractions lentes et rapides, je vais présenter les différents exercices que je recommanderais pour chacun d’entre eux. Typiquement, et à mon avis, les exercices de résistance traditionnels sont plus adaptés à l’entraînement avec des charges élevées pour les raisons biomécaniques que je vais évoquer. À l’inverse, les exercices balistiques permettent des contractions rapides et sont plus adaptés à des charges modérées et légères.

Lorsque l’on cherche à optimiser l’entraînement, le choix des exercices est d’une importance capitale. Dans ce paragraphe, je parlerai des exercices de résistance traditionnels. Ceux-ci se caractérisent par une phase de freinage ayant lieu à la fin de l’exercice et au cours de laquelle l’athlète applique une force dans la direction opposée au mouvement de la charge lorsque des charges modérées ou légères sont utilisées.14 Par conséquent, la production de force maximale est limitée avec des charges modérées ou légères dans ce type d’exercice. Divisons le soulèvement en deux parties : propulsion et freinage. La phase de freinage commence lorsque l’accélération atteint des valeurs inférieures à -9,91 m/s2s. Cette phase de freinage augmente de façon importante avec des charges plus légères et est relativement insignifiante avec des charges supérieures à 70 %. À notre connaissance, à partir de 76%, la contribution est entièrement propulsive, ce qui souligne l’importance de l’utilisation de charges élevées pour atteindre le rendement maximal dans les exercices de résistance traditionnels.14 Pour cette raison, les exercices de résistance accommodée ont été proposés comme une bonne alternative pour maintenir continuellement l’accélération de l’haltère jusqu’à la fin du soulevé de terre. Cependant, je considère que ces exercices sont plus rapides que les exercices de résistance traditionnels, car la charge à utiliser suppose que la phase de freinage soit importante (inférieure à 76 %) et qu’ils réduisent également le travail mécanique effectué autour du point de blocage où, à mon avis, se déroule la partie la plus intéressante de l’exercice. J’utiliserais donc ces variantes d’exercices d’entraînement à la résistance à l’approche d’une compétition ou pendant une phase de pic où l’on veut limiter la fatigue et la quantité de travail effectué à des vitesses lentes. À l’inverse, j’utiliserais les exercices d’entraînement à la résistance au moment d’essayer de développer la force absolue d’un athlète.  

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Il est important de noter que le rendement des exercices d’entraînement en résistance avec des charges plus légères peut être limité lorsqu’on essaie d’appliquer la force maximale, car ils encouragent l’athlète à sauter. En effet, lors du calcul de la relation charge- vélocité, des charges supérieures à 40-45% sont recommandées si des exercices de résistance traditionnels sont utilisés.15 D’autre part, ces exercices exercent généralement des vélocités plus lentes et possèdent des durées plus longues que les exercices balistiques, ce qui permet à l’athlète d’atteindre des rendements de force plus importants en raison du recrutement des UM, en particulier avec des charges élevées. 

Un autre aspect important des exercices de résistance traditionnels est le stress mécanique élevé et le temps sous tension. Il est bien connu qu’un aspect vraiment important pour augmenter le taux de développement de la force est la surface de section transversale du muscle. Par conséquent, si je devais utiliser n’importe quel exercice pour développer la masse musculaire, en particulier pendant une partie de la préparation générale ou un bloc où nous cherchons à développer la structure de l’athlète, je choisirais sans aucun doute les exercices de résistance traditionnels. En particulier dans les exercices composés, la tension mécanique peut être maximisée en raison de la plus grande capacité à mobiliser des charges plus importantes. Indépendamment du stress métabolique, qui est en fait un mécanisme indirect qui augmente la tension mécanique dans la cellule musculaire en raison du gonflement du muscle, il a été prouvé que la tension mécanique est l’un des mécanismes les plus importants pour activer la MTORC1, l’une des voies les plus importantes pour activer la synthèse des protéines. En outre, la durée plus longue sous tension par rapport aux exercices balistiques ou explosifs permet d’obtenir des résultats plus importants en termes d’hypertrophie. Il est évident que l’augmentation de la masse musculaire est importante pour les athlètes. Bien qu’elle apparaisse comme une conséquence indirecte de l’entraînement dans la plupart des sports, dans certains cas (rugby et football américain), elle sera directement développée par les entraîneurs.

Dans le dernier cas, je voudrais préciser que pour le développement à long terme, l’augmentation de la surface de la section transversale est incroyablement importante, surtout aux États-Unis où les lycées et les universités ont la possibilité de garder les athlètes pendant plusieurs années. Il est évident que dans un contexte de développement athlétique, des pertes de vélocité plus importantes ne sont pas toujours adéquates. Cependant, j’aimerais préciser que dans la plupart des études où une perte de vélocité plus faible a été rapportée, les meilleurs résultats dans les capacités spécifiques au sport sont à court terme et ces différences peuvent avoir eu lieu en raison d’une préparation accrue ou d’un effet de “pic“ dans le groupe ayant subi une perte de vélocité plus faible. Il reste à clarifier si les pertes de vitesse rapportées dans ces études peuvent générer une amélioration à long terme.

Fait curieux:

Dans un article précédent, nous avons abordé le sujet de la vélocité propulsive moyenne par rapport à la vélocité maximale pour suivre la vitesse de l’haltère. Or, cette phase de freinage est la principale raison pour laquelle la vitesse propulsive moyenne est recommandée pour les exercices de résistance traditionnels. La vitesse propulsive moyenne ne tient compte que de la vélocité atteinte dans la phase propulsive et élimine celle atteinte dans la phase de freinage. En revanche, la vitesse moyenne tient compte de la vitesse de la phase de freinage. C’est la raison pour laquelle certaines études ont montré que la vitesse moyenne n’était pas suffisamment sensible pour détecter les changements de performance. Par conséquent, si vous suivez la vélocité de charges inférieures à 75 % de 1RM avec la vélocité moyenne, vous devez savoir que la phase de freinage influencera le résultat. Je recommande de toujours utiliser la vélocité propulsive moyenne, quelle que soit la charge, pour ce type d’exercice.

Adaptations aux exercices balistiques:

Contrairement aux exercices de résistance, les exercices balistiques ne comportent pas de phase de freinage car l’athlète accélère continuellement l’haltère tout au long du mouvement.16 L’élimination de la phase de freinage et l’accélération continue dans le mouvement permettent à l’athlète d’atteindre de plus grandes vitesses dans des temps de contraction plus courts. L’élimination de la phase de freinage et l’accélération continue dans le soulevé de terre permettent à l’athlète d’atteindre de plus grandes vitesses dans des temps de contraction plus courts. Dans l’image ci-dessous, nous pouvons observer que la force maximale atteinte avec la même intensité relative dans un exercice balistique est plus importante que dans la variante non balistique. De plus, la pente de la force nette est plus inclinée, ce qui indique un RFD plus important dans cet exercice.16 Enfin, j’aimerais parler un peu de la spécificité, et plus particulièrement des temps de contraction. En général, pour obtenir un résultat optimal dans les deux exercices, des temps de contraction différents sont nécessaires. Les exercices balistiques atteignent généralement des vitesses plus élevées, ce qui les rapproche des actions sportives. Ainsi, sur la base des exigences cinématiques, ces types d’exercices seraient plus spécifiques au sport que les exercices traditionnels.


Gráfico, Histograma Descripción generada automáticamenteGráfico, Histograma Descripción generada automáticamente

Il a été prouvé que le taux de décharge des UM augmente avec les exercices de type balistique (Van Cutsem et al. 1998).12 En effet, les exercices explosifs et balistiques peuvent maximiser de très fortes augmentations de la fréquence de décharge au début de la contraction ainsi qu’une capacité accrue à maintenir un taux de décharge élevé du premier au troisième intervalle entre les pics.12 Les taux de décharge sont 2 à 3 fois plus élevés pendant les contractions balistiques que pendant les contractions lentes.9,12 En outre, les exercices balistiques augmentent l’incidence des décharges en doublet (c’est-à-dire des potentiels d’action d’UM successifs avec un intervalle entre les pics <5 ms), ce qui entraîne une augmentation de la production de force contractile et des augmentations plus importantes du RFD.8,12 Ces décharges en doublet peuvent augmenter de 5 % à 33 % de toutes les UM enregistrées après une période de 12 semaines d’entraînement balistique.12 En outre, il a été démontré que les contractions balistiques diminuent le seuil de recrutement en raison d’une plus grande demande de RFD.12

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Pour conclure:

En conclusion, il convient d’utiliser chaque type d’exercice et de charge avec discernement. L’entraînement basé sur la vélocité permet aux entraîneurs d’optimiser l’entraînement et devrait les aider à prendre des décisions. L’entraînement basé sur la vélocité n’est pas une méthode d’entraînement dans laquelle vous devez atteindre la vélocité la plus élevée avec des charges légères. Chaque type de charge produit des adaptations spécifiques et l’utilisation continue de charges ridiculement légères dans des exercices de résistance traditionnels sans aucune intensité n’aidera pas votre athlète à atteindre son plus grand potentiel. J’espère que cet article vous aidera à comprendre pourquoi vous devez choisir le bon type d’exercice avec le bon type de charge, quel que soit le contexte dans lequel vous vous trouvez.

Références:

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