Impact du type de surface sur la réponse à l’exercice : du muscle au mouvement

Impact of the type of surface on the response to exercise : from muscle to movement

• Auteur / Autrice : Enzo Hollville
• Direction : Antoine Nordez, Giuseppe Rabita
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du mouvement humain
• Date : Soutenance le 28/05/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : French Institute of Sport (INSEP), Research Department, Laboratory Sport, Expertise and Performance (EA7370)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Thoreux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antoine Nordez, Giuseppe Rabita, Patricia Thoreux, Olivier Seynnes, Stéphane Baudry, Benedicte Vanwanseele, Jennyfer Lecompte, Gaël Guilhem
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Seynnes, Stéphane Baudry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pelouses

Mouvements

Pied

Mots clés libres

Raideur de surface

Échographie ultrarapide

Interactions muscle-tendon

Mécanisme tampon

Amplification de la puissance

Surface stiffness

Ultrafast ultrasound

Muscle-tendon interactions

Buffer mechanism

Power amplification

Résumé

Les propriétés des surfaces sportives peuvent impacter directement la performance et le risque de blessure en modulant la part d’énergie transmise à l'athlète lors de l'impact du pied sur la surface. Les pelouses naturelle et synthétique sont couramment utilisées sur les terrains de football et de rugby. Depuis quelques années, une nouvelle génération de pelouse dite naturelle renforcée a fait son apparition dans les clubs professionnels mais son influence sur la biomécanique du geste sportif est encore mal connue. Cette thèse vise à évaluer l'influence de trois types de surfaces (gazon naturel renforcée, gazon synthétique et tartan) sur les interactions muscle-tendon et les coordinations neuromusculaires des muscles gastrocnemius medialis (GM) et vastus lateralis (VL) lors de mouvements de réception uni et bilatérale ainsi que de saut. L’analyse des données échographiques dynamiques, de cinématique 2D et d’activité musculaire nous a permis de montrer que : i) les propriétés mécaniques des surfaces peuvent altérer les interactions entre les faisceaux musculaires et les tissus tendineux ainsi que l’amplitude d’activation musculaire ; ii) la pelouse naturelle renforcée semble avoir des propriétés plus optimales que la pelouse synthétique lors de sauts et réceptions ; iii) il existe des différences de comportement marquées entre le GM et VL qui dépendent du type de surface, du type de mouvement et de son intensité. Cela souligne l’importance de ne pas se limiter à l’étude des propriétés mécaniques des surface pour comprendre leur influence sur le mouvement sportif. Par ailleurs, l’étude des comportements musculo-tendineux in vivo en condition écologique permet de mieux comprendre les interactions complexes entre l’homme et la surface.

Sports surface properties can substantially alter the overall performance and risk of injury. Surface mechanical properties influence the loading of the human musculoskeletal system by modulating the amount of foot-impact energy transmitted to the athlete. Natural grass and synthetic turf are commonly used pitches in football and rugby. More recently, reinforced natural grass technology has been used at the elite-level facilities, but its influence on player is not well defined. This thesis aimed at evaluating the influence of three different surfaces (reinforced natural grass, synthetic turf and athletic track) on the muscle-tendon interactions and neuromuscular coordination of gastrocnemius medialis (GM) and vastus lateralis (VL) muscles during landings and jumping tasks. Analysis of dynamic ultrasound imaging, 2D kinematics and electromyographic data showed that: i) surface mechanical properties influenced muscle-tendon interactions as well as the level of muscle activity; ii) the reinforced natural grass surface seems to optimize the muscular response during the movement and iii) GM and VL muscles displayed specific behaviors relative to the type of movement, its intensity and the type of surface. This emphasizes that the human response cannot be predicted by only analyzing the mechanical surface properties and highlights the important role of in vivo ecological testing to better understand player-surface interaction.