Biomécanique et croissance
Stress & HRV , 2025-01-10 , 14 min
Biomécanique et croissance
Aujourd’hui, nous allons discuter d’une poignée de propriétés biomécaniques musculaires très populaires qui sont enseignées dans presque tous les cours de sciences de l’exercice, mais jamais appliquées à la croissance musculaire. Nous faisons bien sûr référence à la « courbe force-vitesse » et à la « courbe longueur-tension » et à toutes leurs composantes associées. Les enseignants les présentent souvent comme des mesures applicables pour aider les élèves à comprendre la production de force musculaire et d’autres mesures, mais la réalité est qu’elles sont bien plus applicables à l’hypertrophie musculaire que quiconque ne le croit. Alors creusons.
La courbe force-vitesse
La courbe force-vitesse explique la relation entre la force qu'un muscle peut produire et la vitesse à laquelle il se contracte (5). Si vous examinez la courbe, il est facile de voir qu’un muscle produit une force élevée à des vitesses de contraction lentes et que cette force diminue rapidement à mesure que la vitesse de contraction augmente. Les vitesses de contraction lentes produisent des forces élevées en raison du nombre accru de connexions entre les protéines contractiles – à des vitesses de contraction rapides, il est impossible de créer autant de connexions (5).
Alors, quel est le rapport avec la croissance musculaire ? Nous savons que le principal déterminant de la croissance musculaire est la tension mécanique (14,16). Les fibres musculaires subissent une tension mécanique en produisant une force, et cette force est déterminée par la vitesse à laquelle la fibre se contracte(14). Résultat : plus une fibre musculaire produit de force, plus elle subit de tension mécanique.
Maintenant, jetez un rapide coup d’œil à la courbe force-vitesse : un muscle produit sa force la plus élevée à des vitesses de contraction lentes, ce qui signifie qu’il connaîtra également des niveaux de tension élevés à ces vitesses lentes. Super! C'est ça, non ?
Pas si vite. Il y a une propriété physiologique très liée à discuter en ce qui concerne ce phénomène, mais cette propriété obtient au moins beaucoup de crédit en ce qui concerne la croissance musculaire. Nous appelons cela le « principe de taille » et c’est le principal facteur à prendre en compte lors de la promotion de vitesses de contraction lentes pour obtenir des gains. Le principe de taille stipule que les unités motrices sont recrutées de la plus petite à la plus grande en fonction de la quantité de force requise pour une tâche spécifique(5). Nous divisons généralement les unités motrices en deux catégories : 1) les unités motrices à haute tension (HTMU), qui sont souvent constituées davantage de fibres à contraction rapi grosses et d'un plus grand nombre de fibres musculaires globales ; et 2) les unités motrices à basse tension (LTMU), qui sont principalement composées de fibres à contraction lente et sont responsables de mouvements de faible intensité/vitesse (5,12).
Il est important de proposer ici le débat sur le principe de taille car il est facile de voir que les LTMU peuvent être activées préférentiellement pour les mouvements plus lents. Cette idée jette un bâton dans la roue, car les fibres musculaires des LTMU ne se développent généralement pas autant en réponse à un entraînement en résistance normal (11). il y a certainement une mise en garde lorsque l’on considère les vitesses de contraction et de croissance lentes.
La mise en garde est la suivante : vous devez effectuer ces vitesses de contraction lentes à des niveaux de charge ou de fatigue élevés. L’objectif est d’activer les HTMU à des vitesses de contraction lentes, et vous pouvez le faire de deux manières : 1) soulever des poids au-dessus de 80 % de votre 1RM ; ou, 2) soulever des poids proches de la défaillance ou jusqu'à celle-ci (15). Soulever des poids lourds ou soulever des charges plus légères jusqu'à la défaillance induit des niveaux élevés d'activation de l'unité motrice (15), mais crée également un scénario dans lequel les vitesses de mouvement et de contraction ralentissent (13).
L'importance de la charge et de la vitesse de répétition est soulignée lorsque nous examinons une charge légère, des mouvements à grande vitesse et l'activation de l'unité motrice. Des études montrent que les muscles sont fortement activés lors de mouvements à grande vitesse avec des charges légères (2), mais d'autres études montrent que les mouvements à haute vitesse, comme le saut, ne conduisent pas à une croissance musculaire (3). Lorsqu’on considère la croissance musculaire, une activation maximale n’est rien sans des charges lourdes/fatiguantes et des contractions lentes !
de la première partie, utilisez la courbe force-vitesse à votre avantage lors de la conception d’entraînements en résistance. Vous savez maintenant que vous devez soulever des poids lourds à des vitesses de contraction lentes ou des poids plus légers pour ne pas capitaliser sur la tension mécanique ressentie par le muscle. Mélangez les deux stratégies dans votre entraînement ainsi que les exercices que vous utilisez pour ajouter de la variation à vos programmes de répétition efficaces.
Force = Masse x Accélération
Le prochain concept dont nous devons discuter est l’idée de F=ma. Puisque la force est le produit de la masse par l’accélération, beaucoup de gens pensent qu’un muscle produit une tonne de force à des vitesses de contraction élevées et subit donc une tonne de tension. Mais si l’on regarde la courbe Force-Vitesse, ce n’est pas le cas. Alors ça donne quoi ?
Les entraîneurs et les formateurs confondent l’idée de force externe et de force interne. La barre est l'objet qui bénéficie de l'accélération en termes de force, pas votre muscle. Du coup, le mouvement global a une tonne de force en raison de cette accélération, mais votre muscle n’a pas produit une tonne de force. Votre muscle produit de la puissance.
La puissance est définie comme le travail divisé par le temps (W/t). Et le travail est défini comme force x distance (Fd). on peut considérer le travail comme étant le poids de la barre multiplié par la distance que la barre doit parcourir. Résultat : puisque la puissance est W/t, moins vous avez besoin de temps pour déplacer le poids sur cette distance, plus vous pouvez produire de puissance. Le muscle ne produit pas une tonne de force dans les mouvements à grande vitesse ; il s’agit plutôt de produire de l’énergie. Si vous regardez la courbe force-vitesse ajustée avec la puissance ajoutée, vous pouvez voir que la puissance maximale est en réalité produite avec une force relativement faible (9). les fibres musculaires ne subissent pas beaucoup de tension globale à cette charge et/ou vitesse de mouvement.
Sur ce dernier point, il convient de rappeler que la croissance a lieu dans les fibres musculaires individuelles plutôt que dans le muscle dans son ensemble. Les fibres musculaires individuelles subissent une tension en raison de la vitesse de contraction, comme nous en discutons dans la courbe Force-Vitesse. Du coup, un mouvement explosif induira très peu de tension sur les fibres musculaires individuelles, même s’il s’agit, du point de vue physique, d’un exercice « énergique ».
Alors la prochaine fois que quelqu’un parlera de la façon dont F=ma s’applique à l’entraînement en force et à la force musculaire, n’ayez pas peur de les corriger ; la courbe Force-Vitesse s'applique toujours. Ce n’est pas parce que la barre bouge rapidement que le muscle produit une tonne de force. L’entraînement en puissance reste un élément important pour devenir plus fort, mais il n’aura pas directement d’impact majeur sur la taille musculaire.
La courbe longueur-tension
La prochaine propriété biomécanique sous-estimée du muscle, lorsqu’on considère l’hypertrophie, est la courbe longueur-tension. La courbe longueur-tension décrit la relation entre la longueur d'un muscle et la tension qu'il subit/produit(5). Si nous examinons cette courbe, il est facile de constater qu’à mesure qu’un muscle s’allonge, il subit en plus de tension. Le pic vers la fin est provoqué par l’ajout d’éléments passifs comme le tissu conjonctif et la protéine contractile, la titine (5). Ce pic en fin de courbe est d’un grand intérêt lorsqu’on considère l’hypertrophie musculaire puisque l’on sait que la tension est le principal déterminant de la croissance musculaire(14,16).
Alors, comment entraîner un muscle sur longues longueurs pour capitaliser sur cette augmentation de tension ? Utilisez une gamme complète de mouvements ! Des études montrent qu’une amplitude de mouvement complète est plus efficace pour obtenir un gain de taille global qu’une amplitude de mouvement partielle(1). Il est intéressant de noter que l’importance d’une amplitude de mouvement complète est également démontrée dans des études montrant que les répétitions partielles utilisant la moitié inférieure de la ROM entraînent toujours des niveaux de croissance musculaire similaires à ceux obtenus avec des répétitions complètes (10). En effet, les répétitions partielles dans la moitié étirée de la ROM sollicitent toujours la longueur musculaire la plus longue de la même manière que les répétitions complètes de la ROM.
Une autre remarque intéressante est que l’entraînement à l’amplitude de mouvement entraîne des gains spécifiques. Cela signifie qu'une gamme complète de mouvements de squat développe l'ensemble du muscle, en particulier les parties distales du quadriceps qui sont plus proches du genou (1). En comparaison, un quart de squat ne développe que les fibres musculaires plus proches de la hanche(1). Il s’agit d’un scénario unique dans lequel plusieurs types d’hypertrophie musculaire se produisent.
Le premier type, qui peut être davantage induit par un entraînement complet en ROM, est l'hypertrophie longitudinale. Pensez à ajouter des maillons à une chaîne existante – c’est en quelque sorte ainsi que fonctionne l’hypertrophie longitudinale. Lorsqu'un muscle est étiré au-delà de sa capacité face à une charge, comme lors d'un entraînement complet en résistance ROM, le muscle s'adapte en ajoutant davantage d'unités contractiles en série pour se protéger contre ce type d'action à l'avenir (17).
Le deuxième type est l’hypertrophie myofibrillaire. L'hypertrophie myofibrillaire est simplement la croissance des protéines contractiles en réponse à une tension mécanique(6). Étant donné que les squats ROM partiels induisent toujours une tension mécanique sur le muscle, vous en obtiendrez une certaine croissance – mais pas autant que les squats ROM complets, car les mouvements ROM complets peuvent provoquer une croissance par hypertrophie longitudinale et myofibrillaire.
Maintenant, l’utilisation d’un entraînement ROM partiel lorsque l’on tente d’augmenter la force. Les mouvements ROM partiels peuvent être très importants lorsque l’on considère les gains de force, car les grands mouvements composés ont souvent des « points de friction », quelque part au milieu de l’amplitude de mouvement (7). Cela peut être dû au fait que, puisque la majorité de l’entraînement implique des poids sous-maximaux, la moitié supérieure du mouvement n’est pas sollicitée aussi souvent que la moitié inférieure du mouvement.
Nous voyons cela mis en évidence dans des études montrant que l’activation musculaire diminue considérablement dans la seconde moitié du mouvement de développé couché lors de l’utilisation de poids sous-maximaux (4). C’est simplement parce que l’explosion de force initiale surmonte l’inertie de la barre au point que vous n’avez plus besoin de produire une force significative car l’élan a pris le dessus sur le mouvement. C’est pourquoi nous voyons souvent des haltérophiles échouer à mi-hauteur du banc – ils ne sont pas habitués à devoir produire de la force à cet endroit !
Les mouvements ROM partiels peuvent donc tout à fait avoir leur place dans un programme de musculation. Pour améliorer votre banc, vous devrez faire des choses comme la presse au sol, la presse à planche et d'autres accessoires pour triceps pour améliorer la seconde moitié de votre presse. Semblable au squat et au soulevé de terre, vous devrez ajouter des éléments tels que des squats en hauteur et des tractions en bloc pour améliorer également la seconde moitié de ces levées. Les squats et les soulevés de terre ne calent généralement pas aussi mal que le développé couché, car lorsque vous vous déplacez dans la ROM dans le squat et le soulevé de terre, vous gagnez un avantage mécanique sur la barre (dans le soulevé de terre, cela se produit après que la barre passe le genou). Cela n’arrive pas vraiment pendant le banc.
La chose la plus importante à retenir, lorsque l’on considère l’amplitude de mouvement et les gains, est que les gains seront toujours spécifiques à l’amplitude de mouvement que vous utilisez. Une presse au sol ne fera que renforcer la moitié supérieure d'un développé couché complet, tout comme une traction en bloc ne ferait qu'augmenter la force de verrouillage mais pas la force du sol lors d'un soulevé de terre (chez les haltérophiles avancés, bien sûr). La même chose peut être dite pour tous les gains musculaires accumulés grâce à ces exercices. Vous n’obtiendrez pas beaucoup de croissance des pectoraux avec une presse au sol, car les pectoraux ne sont pas très étirés et ne subissent pas beaucoup de tension. Mais les triceps subiront une amplitude de mouvement similaire à la fois avec un développé couché et un développé couché normal et subiront une charge relative plus importante lors d'un développé couché pour une croissance globale plus importante.
de la partie 3, gardez à l’esprit l’idée de la courbe longueur-tension et la spécificité des gains de force lors de la conception des entraînements. Vous souhaitez maximiser les deux types d’hypertrophie si vous êtes intéressé par les gains musculaires, mais si vous êtes un haltérophile ou un haltérophile, vous souhaiterez peut-être ajouter des exercices axés sur les moitiés supérieures de vos gros lifts.
Nous n’avons pas besoin de résumer l’intégralité de l’article ici, mais que cet article particulier ne couvre que les composants biomécaniques de l’hypertrophie. Oui, le stress métabolique joue toujours probablement un rôle dans la croissance, et ce rôle peut être à la fois additif et/ou indépendant de la tension mécanique. on ne sait toujours pas quel rôle exact jouent les lésions musculaires. Toutefois, comme nous le soulignons tout au long de cet article, le stress mécanique reste le principal déterminant de la croissance et l’utilisation de certaines de ces astuces biomécaniques peut vous aider à maximiser ce stimulus de croissance.
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