Déterminants biomécaniques de la performance en escalade : étude de la force des membres supérieurs et de la relation force-vitesse chez les sportifs de haut niveau

Biomechanical determinants of performance in climbing : study of the strength of the upper limbs and the force-velocity-power relationship in high level athletes

• Auteur / Autrice : Guillaume Levernier
• Direction : Guillaume Laffaye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sport et du mouvement humain
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Complexité, innovation, activités motrices et sportives (Orsay, Essonne ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : William Bertucci
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Laffaye, William Bertucci, Laurent Vigouroux, Jean-Benoît Morin, Alain Hamaoui, Laetitia Fradet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Vigouroux, Jean-Benoît Morin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sportifs de haut niveau

Doigts

Vitesse

Biomécanique

Force musculaire

Mots clés libres

Taux de développement de la force

Doigts

Entrainement

Force maximale externe

Relation force-Vitesse-Puissance

Rate of force development

Finger

Maximal strength

Maximal strength

Force-Velocity-Power relationship

Résumé

Ce travail de thèse s’est intéressé à la production de force externe ainsi qu’à la relation force-vitesse-puissance des membres supérieurs chez les sportifs de haut niveau en escalade.La première partie de l'étude s'est focalisée sur deux aspects clefs dans la performance : la force maximale volontaire (FMV) des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le taux de développement de la force (RFD). Un protocole de mesure a été mis au point et sa fiabilité a été vérifiée. Cela a permis de montrer qu'un entrainement spécifique de seulement 4 semaines permettait déjà d'engendrer des évolutions spécifiques au niveau du RFD.Ce protocole a également vérifié l'hypothèse que la force maximale et le RFD étaient supérieurs chez les grimpeurs de haut niveau : la différence par rapport aux autres sportifs, y compris les grimpeurs confirmés, est significative. De même, ce protocole a confirmé que la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD diffèrent significativement selon la discipline : ils sont plus élevés chez les grimpeurs de bloc que chez les spécialistes de la difficulté. La seconde partie de ce travail a étudié un troisième déterminant clef de la performance en escalade : la production de force externe des muscles fléchisseurs des bras à différentes vitesse. Un test de tractions lestées a été mené sur des groupes de grimpeurs de haut niveau représentatifs de chacune des 3 disciplines : bloc, difficulté et vitesse. Il a ainsi été montré qu'il existe d'importantes différences, du point de vue de la relation force-vitesse-puissance, selon la discipline. Les grimpeurs de bloc présentent notamment une production de force à vitesse rapide significativement supérieure à celles des deux autres disciplines. Par contre, la production de force à vitesse lente n'est pas discriminante entre les 3 groupes.En conclusion, ce travail a démontré que l'évaluation quantitative des facteurs déterminants biomécaniques pourrait compléter utilement les outils qualitatifs à la disposition de l'entraineur. Ainsi, selon la discipline et les prochaines échéances sportives, il pourra définir un entrainement spécifique et suivre de façon objective les résultats obtenus par le grimpeur.

This PhD work was interested in the production of force output and the force-velocity-power relationship of the upper limb in high-level climbing athletes.The first part of the study focused on two key aspects of performance: the maximal voluntary contraction (MVC) of fingers' flexor muscles and the rate of force development (RFD). A measurement protocol was set up and its trustworthiness proof checked. This showed that a 4-weeks-only specific training has an impact on RFD evolution.This protocol also checked the fact that high-level climbers have higher MVC and RFD: the difference between them and other athletes, including advanced climbers, is significant. Likewise, this protocol confirmed that fingers flexor muscles maximum contraction and RFD significantly differ depending on the discipline: they are higher in bouldering climbers than in lead climbing ones.The second part of this work studied a third key determinant of performance in climbing: the arms flexor muscles external force production at different speeds. A test was run on panels of high-level climbers representatives of the three disciplines: bouldering, lead climbing and speed climbing. It resulted in major differences in the force-velocity-power relationship depending on the discipline. Bouldering climbers notably showed a force production at high speed rate significantly higher than the two other groups. However, at lower speed rate, the force production was not a discriminative criteria between the three groups.To conclude, this work showed that the quantitative assessment of determinant biomechanical factors could be beneficial as a complement to qualitative tools available to coaches/trainers. Thus, depending on the discipline and upcoming sport deadlines, a specific training could be set up and an unbiased follow-up of the climbers' performances could be obtained.