Ajustements neuro-mécaniques à la variation du poids de corps en course à pied

Neuromechanical adjustments to the bodyweight changes in running

• Auteur / Autrice : Patrick Sainton
• Direction : Caroline Nicol, Pascale Chavet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance le 25/04/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences du Mouvement Etienne Jules Marey (ISM)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Vercher
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Theisen, Masaki Ishikawa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Moretto, Vincent Martin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Posture

Courses à pied

Rééducation motrice

Mots clés libres

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Résumé

Depuis une dizaine d'années, le domaine de la rééducation utilise des tapis roulants munis d’une chambre étanche insufflée d’air qui allège partiellement le poids du corps des patients, leur permettant ainsi de reprendre précocement la course à pied. Paradoxalement, les ajustements des patrons d’activation et de course à la variation du poids de corps restent peu décrits dans la littérature. L’objectif global de ce travail doctoral vise à caractériser, les ajustements neuromusculaires, cinétiques et cinématiques induits par l’allègement partiel d’une première séquence de course réalisée à vitesse préférée. Dans cette optique, le tapis de course commercialisé AlterG® a été transformé en outil de mesure scientifique. Nous avons ainsi pu quantifier les ajustements neuro-mécaniques aux conditions d’allègement partiel (à 80% et 60% de poids de corps) et de retour à normo-poids (i) en état stabilisé de course et (ii) lors des transitions intermédiaires. Nos résultats confirment que l’allègement engendre l’adoption d’un patron locomoteur bondissant et le passage d’une attaque talon à une attaque plante de pied. En revanche, ils révèlent un ajustement du patron d’activation qui diffère selon les muscles impliqués et qui est spécifique à chacune des phases de la foulée. La transition vers l’allègement souligne quant à elle le contraste entre des ajustements mécaniques linéairement corrélés à la diminution du poids de corps et la stabilité relative de la préactivation des muscles extenseurs. Le présent travail contribue à l’amélioration de la compréhension des capacités d’ajustements de l’homme soumis à la variation de poids de corps.

For the last ten years, the rehabilitation field has been using unweighting treadmill devices with lower body positive pressure technology to allow earlier return to running. Surprisingly however, current literature is lacking information about the adjustments of the activation and running patterns to the changes in gravity force. This doctoral thesis aims to characterise, in recreational runners the neuromuscular, kinetic and kinematic adjustments to conditions of partial unweighting and return to full bodyweight during a single session performed at preferred speed. For this purpose, the marketed AlterG® treadmill needed to be transformed into a scientific measuring tool. This allowed the neuromechanical adjustments of the running pattern to be quantified, once stabilised and during the intermediate transitions, in two unweighting conditions (80 and 60% bodyweight) and also after returning to 100% bodyweight. The results demonstrate the adoption of a rebounding running pattern and the transition from a rear to a midfoot striking pattern. On the other hand, the activation pattern shows adjustments which are muscle and stride phase dependent. The transition towards unweighting highlights the linearity between the bodyweight reduction and most of the mechanical adjustments. This is in contrast with and the relative stability of the extensor muscle preactivation. These results give support to the involvement of passive mechanisms, such as swing leg retraction. The present work contributes to the understanding of the capacities of humans to adjust to bodyweight changes.