Formation RFD et Multiload avec VBT

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Le temps de développement de la force ou le taux de développement de la force (RFD) est lorsque l’athlète est capable d’atteindre une production maximale de force et est décisif dans la performance athlétique. Un athlète avec un bon RFD sera capable de produire de grandes quantités de force en très peu de temps. Cependant, la plupart des actions sportives ont lieu entre 50 et 200 ms tandis que la force maximale est atteinte autour de 300 ms.

Le RFD dépendra principalement de la fréquence de décharge, étant le facteur le plus important, en particulier pendant les premiers moments de production de force, bien que ce sera également le recrutement moteur et le type d’unités motrices recrutées dans des moments plus avancés.

  • La fréquence de décharge est mesurée de positif à négatif, car au début c’est le maximum ou presque le maximum et diminue en fonction du temps.
  • L’activation des unités motrices est mesurée de moins en plus par la loi de taille, recrutant d’abord des unités motrices à seuil faible et ensuite des unités motrices à seuil élevé.

 

La fréquence de décharge peut atteindre 200 Hz pendant le début de la contraction volontaire maximale et des fréquences beaucoup plus faibles à la force maximale. Par conséquent, dans les premiers moments de production de force (25-75 ms), la fréquence de décharge prendra plus d’importance, tandis que dans les moments ultérieurs (75-150 ms), le recrutement moteur prendra le devant de la scène (1).

La fréquence de stimulation est d’une grande importance dans les premiers stades du développement de la force, tandis que les propriétés rétroactives du muscle (recrutement moteur, nombre de ponts croisés établis, nombre et taille des moteurs de type 2) deviennent plus importantes dans les stades ultérieurs du RFD (2).

 

Contribution neuronale

  1. La fréquence de décharge est liée au type d’unité motrice. Les neurones moteurs à seuil élevé ont une grande vitesse de conduction axonale et des temps de contraction faibles.
  2. L’excitabilité motrice ne s’accroît pas seulement au niveau supra-spinal, mais aussi au niveau spinal, car des réflexes tels que le réflexe de Hoffman et les vagues V augmentent. Le réflexe de Hoffman est un signe d’implication de la moelle épinière qui identifie l’excitabilité des unités motrices de type α et l’efficacité de la transmission d’impulsions dans les synapses afférentes (inhibition présynaptique). Les vagues V ne sont rien d’autre que la première vague volontaire. Ce serait la variante du réflexe de Hoffman et refléterait l’ampleur de la sortie d’impulsion des neurones moteurs α due à l’activation des voies centrales descendantes (21). Il est intéressant de noter que les deux sont influencés par l’inhibition réciproque et l’inhibition de Renshaw. De plus, chez les neurones moteurs α, il y a une augmentation de la fréquence de décharge et une augmentation du pic de contraction (22).
  3. Activation des neurones moteurs à seuil élevé. Plus le nombre de neurones moteurs à seuil élevé est élevé, plus la capacité à produire une force maximale est grande. Cela a une plus grande influence sur la force maximale qui se produit dans les phases ultérieures de la RFD.
  4. Sérotonine et norépinéphrine : 2 neurotransmetteurs principaux jouent un rôle important dans la fréquence de décharge (sérotonine (5-HT) et norépinéphrine) en amplifiant l’entrée synaptique excitatrice et, par conséquent, en augmentant la vitesse de décharge des unités motrices. Son action est instantanée et responsable de la décharge auto-entretenue des potentiels d’action et de la vitesse initiale élevée et des doubles décharges au début d’une contraction balistique.
  5. Fréquence de choc : Plusieurs semaines d’entraînement avec des charges légères (30-40 %) de la contraction volontaire maximale à l’aide de contractions rapides ont augmenté à la fois la RFD et la fréquence moyenne de choc. De plus, l’entraînement par des contractions rapides a augmenté le nombre de neurones moteurs qui ont montré une double décharge avec une fréquence de décharge supérieure à 220 pps au début de la contraction. Comme le temps jusqu’au pic de force était similaire à la fois avant et après, l’augmentation marquée de la RFD pourrait être attribuée à l’augmentation de la fréquence de décharge (5). La même force musculaire absolue peut être générée avec moins d’activité d’unités motrices pendant les contractions excentriques que pendant les contractions concentriques et avec une fréquence de choc moindre pendant les contractions excentriques. Alors que pendant la phase excentrique, la fréquence de décharge reste relativement constante, elle augmente progressivement du début à la fin de la phase concentrique. Il est probablement produit par le besoin d’augmenter la production de force en raison de la diminution de la capacité de production de force lorsque le sarcomère est raccourci (6).
  6. Il existe une grande variabilité interindividuelle dans l’amplitude de l’activation musculaire lors de contractions rapides. La variabilité est plus grande pendant la première phase de la contraction (40-50 ms), ces facteurs neuronaux étant ceux qui y contribuent (5).

 

Contribution musculosquelettique

  1. Ponts transversaux : l’augmentation des ponts transversaux entre l’actine-myosine puisque plus le nombre de ponts transversaux est élevé, plus la capacité à exercer une force est grande. La couplage entre les deux myofilaments ne se produit pas instantanément mais nécessite un certain temps, prenant plus d’importance dans la phase tardive de RFD. Des changements surviennent dans le modèle de libération du calcium et dans les composants de l’excitation et de la contraction. Parmi ceux-ci, nous savons que la fatigue affecte à la fois la capacité à libérer du calcium et la sensibilité à celui-ci par les protéines myofibrillaires (4). Cela réduit la capacité de générer du stress.
  2. Type de fibre : le temps de développement de la tension est plus court dans les fibres de type 2 que dans les fibres de type 1. Cela peut être dû à une plus grande libération de Ca2 + à chaque potentiel d’action, des constantes de temps plus rapides que celles des courants de Ca2 +, des isoformes plus rapides de myosine, de tropomyosine et de troponine et donc des ponts transversaux plus rapides (5).
  3. Réticulum sarcoplasmique : 5 semaines d’entraînement en sprint chez l’homme ont augmenté le nombre de réticulum sarcoplasmique dans le muscle squelettique, ce qui peut permettre une plus grande diffusion des potentiels excitateurs et un plus grand nombre total de récepteurs de dihydropyridine et de ryanodine libérant du Ca2 +. Par conséquent, la fréquence et l’amplitude de la libération de Ca2 + augmentent (5).
  4. Rigidité du tendon : la vitesse de transmission de la force à travers un matériau dépendra de sa rigidité. La rigidité d’un tissu est inversement proportionnelle à sa longueur, la transmission de la force étant plus lente dans les tissus plus longs (la longueur du tendon rotulien est inférieure à celle du tendon d’Achille, et par conséquent, sa transmission de force est plus rapide). En fait, la rigidité du tendon est positivement corrélée avec le RFD obtenu (5). Cela peut être l’un des facteurs pour lesquels les performances augmentent lorsque les exercices de résistance lourde sont éliminés en raison de contractions lourdes et lentes, ils génèrent une diminution de la rigidité du tendon.

 

 

Comment l’entraînement affecte-t-il ces facteurs?

Les entraînements lourds et légers ont tous deux été montrés pour améliorer le temps de développement de la force.

  • Les charges lourdes induisent des adaptations pour améliorer le recrutement moteur et augmenter la force maximale du RFD.
  • Les charges légères induisent des adaptations telles que l’amélioration de la coordination intermusculaire et l’augmentation de la fréquence de décharge lorsque des levées à haute vitesse génèrent instantanément des fréquences de décharge maximales.

Dans de nombreuses études, l’utilisation à la fois de charges légères et lourdes induit des améliorations du RFD, bien que par des mécanismes différents. Il est donc nécessaire d’inclure différents types de charges dans le programme d’entraînement pour améliorer les performances. Suarez et al. (2019) affirment que, après un bloc d’entraînement de force maximale, le RFD est affecté négativement pendant ses premiers moments, entraînant une dépression de ses valeurs. Alors qu’après un bloc d’entraînement de puissance, les valeurs du RFD dans ses premiers moments ont été augmentées.

Après un bloc d’entraînement de force maximale, le RFD est négativement affecté pendant ses premiers moments, ce qui entraîne une dépression de ses valeurs. Alors qu’après un bloc d’entraînement de puissance, les valeurs du RFD dans ses premiers moments ont été augmentées (14).

 

Quels sont les adaptations physiologiques associées à chaque type de charge?

Charges légères vs charges lourdes

À mon avis, les exercices balistiques nous montrent l’exemple le plus représentatif des adaptations qui se produisent avec des charges légères. La caractéristique de ces charges est qu’elles leur permettent de développer des vitesses élevées. Ils produisent une augmentation de la rza maximale, raccourcissant le temps de contraction maximale des unités motrices sans changements dans le recrutement moteur. Bien que, il est également hypothétisé que ce serait la vitesse de l’exercice lui-même qui induirait ces adaptations et non pas l’exercice balistique. Ici, je dois faire un point, car l’élimination de la phase de décélération du mouvement est le facteur qui caractérise les mouvements balistiques, permettant ainsi le développement de vitesses élevées qui ne pourraient pas se produire dans des exercices avec cette phase de décélération.

Dans ce spectre de charges, nous trouvons également des exercices plyométriques. Voyons comment notre corps réagit en ajoutant des charges externes. Dans l’étude de Kang (2018), nous voyons comment l’ajout de charges génère des changements dans le RFD. Dans les 0-30 premières millisecondes, le RFD était plus élevé dans le groupe qui n’ajoutait que 10% de charge par rapport au poids corporel. Les groupes plus lourds 20-30% de charge par rapport au poids corporel avaient un RFD supérieur à 0-50 ms par rapport aux plus légers.

En bref, l’entraînement à la force maximale à n’importe quelle étape de contraction (excentrique, isométrique et concentrique) générera des dépressions dans les niveaux de fréquence de décharge (diminuant le pic du twitch et augmentant le temps entre les pics), tout en augmentant les améliorations les plus liées au facteur musculaire (recrutement moteur).

Quant aux exercices à vitesse maximale, ils généreront des dépressions des adaptations qui sont générées par l’entraînement à la force maximale. Mais, les adaptations neuronales (augmentation du temps de pic du twitch et diminution des intervalles entre les pics) augmenteront.

En fait, lorsque l’exercice balistique est effectué, une diminution de 22% du temps entre les pics et une diminution de 16% de la force RFD au pic est observée (13).

 

En plus, lorsque nous avons étudié les recherches qui tentent d’établir des relations dans les améliorations des différentes parties de la courbe de force-vitesse de Jones et Cols (2001), nous avons observé que :

  • Les plus grandes augmentations de force maximale à la puissance maximale se produisent avec des charges relativement élevées (70-90%)
  • Les augmentations plus importantes de la vitesse et de la puissance maximales avec des charges modérées (50-30%)

 

Comment pouvons-nous utiliser l’entraînement basé sur la vitesse pour apprendre comment la RFD peut évoluer ?

Les adaptations que vous obtenez dans les différentes régions de la courbe force-vitesse peuvent générer des changements dans la RFD :

 

Source: Science for Sport – scienceforsport.com

 

  • Plus grandes augmentations de la force et de la puissance maximales qui se produisent avec des charges relativement élevées (70-90%) (16).
  • Plus grandes augmentations de la vitesse et de la puissance maximales sous des charges modérées (50-30%) (16).

 

La génération de profils force-vitesse peut vous donner une idée de comment tout se passe. Cependant, réaliser un profil force-vitesse peut être chronophage et c’est quelque chose que tous les entraîneurs ne peuvent pas se permettre. Au lieu de cela, vous pouvez effectuer un suivi multiniveaux. De cette façon, vous saurez beaucoup comment votre athlète réagit avec beaucoup plus de fréquence.

Le suivi multiniveaux consiste à enregistrer les vitesses associées à des charges déterminées et appartenant à différentes zones du spectre Force-Vitesse.

 

Comment pouvons-nous le faire ?

Pour pouvoir le faire, vous sélectionnerez 2 ou 3 charges qui appartiennent à un spectre de vitesse-force déterminé. Par exemple, une combinaison que j’utilise beaucoup est de sélectionner une charge qui peut se déplacer à 0,89-0,56 m/s (Force absolue) et une autre charge qui peut se déplacer à 1,13-0,9 m/s (Vitesse-Force). Une fois sélectionné, vous effectuerez 1 série relativement éloignée de l’échec avec chaque charge en tenant compte de certaines considérations :

Vous devez d’abord éviter l’effet de potentialisation post-activation (PAP). Vous allez choisir la vitesse la plus élevée dans la série que vous effectuez, donc si votre athlète n’est pas encore puissant, il est probable que cette vitesse moyenne de propulsion n’est pas aussi élevée qu’elle devrait l’être. Cet amélioration pourrait être liée à des changements métaboliques dans le muscle (phosphorylation de la chaîne légère de myosine), une altération de l’excitabilité du neurone moteur alpha et des changements dans le réflexe H. Cependant, d’autres études contredisent cet amélioration neurale en raison de la diminution de la contraction volontaire maximale (MVC) après des efforts maximaux. Les afférents intrafusaux de type 1a peuvent contribuer à 30% à l’excitabilité motrice, mais si cette contraction est maintenue pendant plus de 1 à 2 secondes avec développement de la fatigue, la fréquence de décharge diminue. Cela peut également être dû à la stimulation des afférents nerveux de type 3 et 4 par accumulation de métabolites. Pour tout cela, l’amélioration pourrait être beaucoup plus liée à la phosphorylation de la chaîne légère de myosine. Pour éviter des effets indésirables lors de la collecte de vos données, utilisez des schémas à faible répétition et faites des pauses adéquates pour vous assurer que les réserves d’énergie sont adéquatement récupérées.

Gardez à l’esprit que soulever des charges proches de l’échec peut provoquer de la fatigue et, par conséquent, non seulement affecter votre collecte de données, mais aussi l’entraînement ultérieur. Voici un tableau d’estimation des répétitions maximales en fonction du% du 1 RM choisi. Gardez à l’esprit qu’il existe une grande variabilité en termes de répétitions maximales associées à un pourcentage de 1 RM. (23)

 

 

Vous pouvez utiliser des isométries de surpassement pour générer cette impulsion car elles généreront moins de fatigue qu’une contraction dynamique maximale. Bien sûr, évitez de le faire avec des athlètes qui ont peu d’expérience car, dans ces cas, une grande quantité de fatigue pourrait être générée.

Une fois que la série a été terminée, vous prendrez la plus haute vitesse propulsive moyenne de chacune. Vous pourrez observer les changements de vitesses associés à cette charge et comment la courbe Force-Vitesse se déplace selon les blocs d’entraînement.

 

 

Références

  1. Grange, R.W., Vandenboom, R. and Houston M.E. (1993) Physiological siginificance of myosin phosphorylation in skeletal muscle. Canadian Journal of Applied Physiology 18, 229-242.
  2. Misiaszek, J.E. (2003) The H-reflex as a tool in neurophysiology: its limitations and uses in understanding nervous system function. Muscle and Nerve 28, 144-160.
  3. Zucker, R.S. and Regehr, W.G (2002) Short-term synaptic plasticity. Annual Review of Physiology 64, 355-405.
  4. Behm, D.G.,. Buttom, D.C,. Barbour, G,. Butt, C,. & Young W, B (2004). Conflicting effecs of fatigue and potentiation on voluntary force. The Journal of Strength & Conditioning Research, 18(2), 365-372.
  5. Gandevia, S.C. Neural control in human muscle fatigue: Changes in muscle afferents, moto neurones and moto cortical drive. Physiol Act. Scand. 162:275–283. 1998.
  6. Gonzalez-Izal M, Malanda A, Navarro-Amezqueta I, Gorostiaga EM, Mallor F, Ibanez contraction J, et al. EMG spectral indices and muscle power fatigue during dynamics . J. Electyromyogr. Kinesiol. 2010;20:233–40.
  7. Smilios I, Hukkinen K, Tokmakidis SP. Power output and electromyographic activity during and after a moderate load muscular endurance session. J. Strength Con. Beef. 2010;24:2122–31.
  8. Maffiuletti N, Et al. Rate of force development: physiological and methodological considerations. Eur J Appl Physiol.2016; 116: 1091–1116.
  9. Andersen Louis, Aagard Per. Influence of maximal muscle strength and intrinsic muscle contractile properties on contractile rate of force development. February 2006. European Journal of Applied Physiology 96(1):46-52. DOI: 10.1007/s00421-005-0070-z
  10. Hernandez-Davo José Luis, Sabido Rafael. Rate of force development: reliability, improvements and influence on performance. A review. European Journal orf Human Movement, 2014: 33, 46-69
  11. Suarez G.D, Et al. Phase-Specific Changes in Rate of Force Development and Muscle Morphology Throughout a Block Periodized Training Cycle in Weightlifters. Sports (Basel). 2019 Jun; 7(6): 129.
  12. Kang S. Difference of neuromuscular responses by additional loads during plyometric jump. Journal of Exercise Rehabilitation 2018; 14(6): 960-967.
  13. Jones K, Et Al. The Effects of Varying Resistance-Training Loads on Intermediate– and High–Velocity-Specific Adaptations. Journal of Strength and Conditioning Research,2001, 15(3), 349–356
  14. Taber, C.B., Vigotsky,A., Nuckols,G. et al. Exercise-Induced Myofibrillar Hypertrophy is a Contributory Cause of Gains in Muscle Strength. Sports Med 49, 993–997 (2019). https://doi.org/10.1007/s40279-019-01107-8
  15. Loenneke, J.P., Buckner, S.L., Dankel, S.J. et al. Exercise-Induced Changes in Muscle Size do not Contribute to Exercise-Induced Changes in Muscle Strength. Sports Med 49, 987–991 (2019 https://doi.org/10.1007/s40279-019-01106-9).
  16. Sale GB, Et Al. Neural Adaptations to resistance training. Med Sci Sports Exerc. 1988 Oct;20(5 Suppl):S135-45.
  17. Griffin L, Et Al. Transcranial magnetic stimulation during resistance training of the tibialis anterior muscle. J Electromyogr Kinesiol. 2007 Aug;17(4):446-52. Epub 2006 Aug 7.
  18. Aagaard P, Et Al. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol 92: 2309–2318, 2002.
  19. Krutki P, Et Al. Adaptations of motoneuron properties after weight-lifting training in rats. J Appl Physiol 123: 664–673, 2017.
  20. Westerblad H, Et Al. Changes of myoplasmic calcium concentration during fatigue in single mouse muscle fibers. J. GEN. PHYSIO Volume 98 September 1991 615-635
  21. Aagaard P, Et Al. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol 92: 2309–2318, 2002.
  22. Krutki P, Et Al. Adaptations of motoneuron properties after weight-lifting training in rats. J Appl Physiol 123: 664–673, 2017.
  23. National Strength and Conditioning Association. Principios del entrenamiento de la fuerza y el acondicionamiento. 2ª edición: Panamericana; 2000
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