Effet du port de charge sur l'adaptation énergétique et nueormusculaire lors de la marche de longue durée

Physiological and neuromuscular responses to prolonged walking with carrying ane external load

• Auteur / Autrice : Jean-Marie Falola
• Direction : Jeanick Brisswalter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques des activités physiques et sportives
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Toulon
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université du Sud Toulon-Var. UFR de Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives (S.T.A.P.S.)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Locomotion -- Régulation

Neurophysiologie

Métabolisme énergétique

Résumé

Des travaux récents suggèrent que l'adaptation de l'individu aux contraintes de la locomotion est soumise à des principes physiques auto-organisateurs (Schcner et Kelso, 1988). L'adoption par le sujet d'un patron locomoteur résulterait ainsi d'une interaction particulière entre les contraintes de l'individu et celles imposées par l'activité afin de minimiser le coût du système. Dans cette perspective, le but de ce travail est d'étudier les critères d'adaptation du patron locomoteur lors de la marche avec le port d'une charge additionnelle sur le dos à partir d'indices métaboliques et neuromusculaires. Dans une première partie nous avons étudié chez 10 sujets les effets d'une charge additionnelle sur la relation coût énergétique-vitesse à partir du modèle d'optimisation de la marche selon un oscillateur harmonique propose par Holt et al. , (1991). Les résultats montrent un effet de la charge sur le coût énergétique sans modification de la stabilité générale du patron locomoteur. Par ailleurs lorsqu'il est chargé le sujet n'adopte pas systématiquement ni la fréquence prédite par le modèle, ni la vitesse énergétiquement optimale. Dans la seconde partie nous avons étudié l'effet de la durée de l'exercice sur l'adaptation métabolique et n euro mu seul a ire de S sujets de sexe féminin lors d'une marche de 2 heures avec une charge représentant 20% de leur poids corporel. Les résultats montrent que le port d'une charge lors d'un exercice de 2 heures se caractérise par une fatigue n euro musculaire sans aucune variation significative des paramètres métaboliques ou une dégradation du patron locomoteur. Dans ce cadre la fréquence optimale de marche (Fop,) correspond à une fréquence plus basse que la fréquence librement choisie (FLC) (Fopl = FLC-10%). Ce travail suggère l'importance des critères neuromusculaires dans le chois d'un patron locomoteur lors de ce type d'exercice alors que les critères métaboliques sont classiquement utilisés pour définir une locomotion optimale sans charge.

Previous researchers have reported that self-optimization physical principles govern the adaptability of walking (Schoner and Kelso, 1988). Therefore, the adoption of a pattern of locomotion shoud result from a interaction between the task constraints and the constraints of the performer. Within this framework, the aim of this work was to examine the adaptation of walking pattern when carrying an external load on back from metabolic and neuromuscular responses. In a first part of this work, energy cost-speed relation was studied among 10 subjects using a force-driven harmonic oscillator model (Holt et al, 1991). Results show an effect of load on energy cost of walking without any alteration of stability of the locomotor pattern. Furthermore when carrying of load the subject does not adopt systematically neither the model predicted stride frequency, nor the speed that minimizes physiological cost. In a second part, the effect of 2 hours walk on metabolic and neuromuscular adaptability was investigated in 8 healthy subjects female- carrying a load on the trunk corresponding to 20% of their body weight. Results show that carrying an external load during a 2 hours walk was caracterised by a neuromuscular fatigue without any significant change of physiolical parameters or any modification of the locomotor pattern. Within this framework the stride frequency of optimal walking (Fpop. ) correspond to a stride frequency lower than the freely chosen stride frequency (FLC) {Fpop. = FL-lO%). Our findings suggest the importance of the neuromuscular criteria in the choice of a particular locomotor pattern when carrying an external load, whereas metabolic criteria were classicaly used to identify an optimal locomotion without load.