C. Etude de cas : départ de sprint

Nous avons pris l’exemple de la posture de départ chez les sprinters.
Aujourd’hui, le départ se fait en starting-block car les avancées techniques ont prouvé l’efficacité de la posture quadripédique, mais ça n’a pas toujours été le cas car comme on peut le voir sur cette illustration des jeux olympique d’Athènes en 1896, autrefois les coureurs adoptaient la posture de départ qui leur convenait. Or, le choix de la posture de départ est déterminant pour l’efficacité des forces de détente et pour une meilleure coordination posture-mouvement.


Sur un stade d’athlétisme nous avons testé différentes postures de départ : sur une distance de 10m nous avons effectué une série de 10 départs en trépied ainsi qu’une autre de 10 départs en starting-block. Nous avons choisi de courir sur 10m car sur une distance aussi courte, seule la vitesse du départ détermine le chrono. Avec la moyenne des temps de chaque série, les résultats obtenus sont les suivants :

Départ trépied (chrono sur 10m) : 2"95

Départ starting block chrono sur 10m) : 2"71

Ces derniers mettent en évidence la meilleure efficacité de la position en starting-block .En effet, celle-ci permet une propulsion horizontale en avant et les pieds, en contact complet avec les blocks, sont en position d’étirement des muscles pour une réponse explosive de propulsion.
Nous avons alors considéré plusieurs postures de départ en start se différenciant par la position plus ou moins avancée du centre de gravité et par une plus ou moins grande flexion des bras. Les temps chronométrés sont les meilleurs pour les positions les plus déséquilibrées, ç’est à dire les positions pour lesquelles le sprinter et le plus penché en avant.
La même expérience est réalisée en laboratoire : les conditions du départ sont reconstituées, les starting-block sont munis de capteurs destinés à mesurer la poussée des pieds, et l’ensemble est installé sur le plateau de force qui mesure les forces exercées sur les appuis au sol lors du départ. Le tout est prolongé d’une piste de 30 mètres. Comme on peut le voir, des mires sont placées aux articulations du coureur pour enregistrer les déplacement de ces segments corporels ; et un modèle mathématique indique le centre de gravité du corps qui résulte des forces induites par la posture de départ.
La mesure de l’accélération due à la poussée des pieds montre la moins bonne efficacité des positions les plus reculées, et, conformément à nos observations, les résultats montrent que la détente du coureur est d’autant meilleure au moment où les mains se lèvent que le centre de gravité est éloigné des starting-blocks.
Ainsi, avec ce genre d’étude, l’entraîneur et l’athlète peuvent par exemple programmer des plans d’entraînement en rapport avec la meilleur posture de départ.

B. Biomécanique

La biomécanique apporte une contribution déterminante à l’amélioration des performances sportives.
Le mouvement, autant que l’équilibre, résultent de la conjonction de forces biologiques et de forces liées à l’environnement.
- Les forces liées à l’environnement sont, par exemple, la force gravitationnelle, les forces de frottements avec un fluide (air,eau) etc.
- Les forces d’origines biologiques sont étudiées au travers de paramètres caractéristiques (vitesses, accélérations…) des mouvements qu’elles induisent.
La biomécanique consiste à analyser et à comprendre les mouvements et les postures dans le cadre de ce double système de forces. Elle est une approche cinématique du mouvement. Depuis son invention par le médecin et physicien français Etienne Jules Marey, les analyses se sont progressivement affinées grâce au développement de l’informatique qui permet des techniques d’enregistrement rapides atteignant 1000 images par seconde, voir plus. C’est le cas des techniques opto-éléctroniques : des diodes émettrices de rayons-infrarouges sont placées sur le sujet, à proximité des articulations et des capteurs photosensibles de grandes précisions détectent la position instantanée des diodes. La restitution des déplacements en 3 dimensions et le calcul précis des vitesses et des accélérations sont alors possibles grâce à de puissants logiciels de numérisation et de traitement de données ; comme le système suédois SELSPOT, le dispositif italien ELITE ou encore le modèle britannique VICON qui existent actuellement sur le marché.
Cet ensemble d’informations cinématiques renseigne sur la composition des mouvements, sur leur harmonisation, sur la chronologie de leur déroulement et leur coordination.
Mais en dehors des forces motrices, l’analyse du mouvement requiert aussi l’étude d’un certain nombre de forces nécessaires au contrôle de la posture et de l’équilibre. En effet lors de son mouvement, un sportif est soumis à des forces réactives extérieures et à des appuis locaux.
- Les appuis extérieurs se situent au sol et à l’interface entre l’athlète et son objet ( perche du sauteur, javelot du lanceur,…)
- Les appuis locaux sont les points sur lesquels s’exercent les forces entre le segment du squelette. Ils permettent des ‘ajustements posturaux’ susceptibles de facilité l’exécution du mouvement.
A partir de ces appuis, extérieurs et locaux, le sportif maintient un équilibre, contrôle un mouvement, établit une stratégie d’impulsion (saut) ou de propulsion (départ su sprint) etc...
----> Les méthodes d’analyse des ajustements posturaux associent des accéléromètres, capteurs mesurant les accélérations locales à l’endroit des articulations, et des techniques électromyographiques qui détectent les phases d’activation des muscles croisant ces articulations.
----> Pour les mesures des forces au sol on utilise le plateau de forces. Sur ce dispositif on place le sportif dont on veut étudier le mouvement : le plateau de force permet de mesurer, pendant son action, les forces réactives au niveau des appuis au sol, et de calculer les accélérations du centre de gravité du corps. Il permet aussi de déterminer à chaque instant la position du barycentre des pressions des pieds.
Ainsi, la connaissance de ces caractéristiques et les analyses cinématiques évoquées précédemment apportent une information globale sur les équilibres, les contraintes posturales induites par les appuis et les nécessités biomécaniques à satisfaire au cours du mouvement pour adopter le meilleur geste technique.
L’athlète et son entraîneur sont donc en mesure d’optimiser l’efficacité de l’entraînement en déterminant par exemple des programmes de musculation spécifiques en rapport avec ce geste.

A. La science au service de la performance

L’analyse de l’activité sportive s’inscrit dans un cadre de relations entre athlète, objet et environnement. Les possibilités de progrès techniques et technologiques sont alors relatives à trois grands domaines : sportif-environnement ; environnement-objet ; sportif-objet. Les deux premiers, que nous évoquerons au début du chapitre 3, sont directement liés au progrès matériels ; le troisième s’identifie au progrès technique :
------> L’interface sportif objet relève des sciences biomécaniques. La biomécanique, que nous verrons plus en détails ultérieurement, consiste en l’analyse des gestes sportifs, précisément pour améliorer les performances des athlètes en décelant puis expliquant les fautes techniques ; et en contribuant à dénicher la meilleure technique qui s’appuie sur des principes mécaniques et qui s’adaptent aux particularités du sportif.
Il existe diverses méthodes et techniques utilisées pour étudier le geste sportif. On peut citer par exemple la chronophotographie qui, en photographiant à cadence rapide, permet de décomposer le mouvement. La cinématographie, quand-à-elle, permet d’enregistrer un mouvement ultra-rapide et de calculer les vitesses et accélérations du mouvement. L’éléctrogoniométrie est un procédé électronique permettant la mesure des angles au niveau des articulations. L’électromyographie, que nous avons déjà évoquée informe grâce à des électrodes sur l’état du muscle. Citons aussi les techniques de mesure des forces, associant dynamographes, plateaux de force…

Progrés techniques : introduction

En sport le progrès et la performance se traduisent dans la recherche industrielle et le développement de nouveaux produits ; ainsi que dans l’étude des gestes sportifs par les recherches sur la coordination des mouvements et la physiologie de l’effort. Associés au perfectionnement de la préparation physique, ces progrès techniques jouent un rôle prépondérant dans l’amélioration des performances sportives.
Asafa Powell, recordman du monde du 100m, a expliqué qu’il se sent potentiellement capable de franchir le cap des 9.70. Il estime s’approcher de la « perfection technique » qui lui permettrait de courir en moins de 9.70 secondes.
Ainsi, dans la plupart des épreuves en athlétisme, la qualité technique de l’athlète est le principal facteur de performance. Nous verrons donc comment il est possible pour un athlète, de perfectionner celle-ci au maximum...