Étude des adaptations biomécaniques et neuromusculaires de la cheville en réponse à la fatigue neuromusculaire aiguë et à l’ajout de contrainte cognitive

Study of the biomechanical and neuromuscular adaptations of the ankle in response to acute neuromuscular fatigue and cognitive constraint

• Auteur / Autrice : Jeanne Dury
• Direction : Fabrice Michel, Gilles Ravier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Staps
• Date : Soutenance le 24/10/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire culture, sport, santé, société (C3S) (Besançon) - Laboratoire culture, sport, santé, société
• Partenaire(s) de recherche : Site de préparation : Université de Franche-Comté
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Forestier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicola Angelo Maffiuletti, Vincent Gremeaux-Bader

Mots clés

Mots clés contrôlés

Athlètes

Facteurs de risque

Posture

Électromyographie

Muscles -- Fatigue

Propriétés mécaniques

Cheville (anatomie)

Entorses

Mots clés libres

Entorse de cheville

Prévention

Fatigue

Electromyographie

Posture

Facteurs de risque

Ankle sprain

Fatigue

Electromyography

Risk factors

Résumé

Ce travail de thèse s’intéresse à l’une des blessures sportives les plus fréquentes : l’entorse latérale de cheville. Au-delà de son incidence élevée, c’est une blessure qui entraine un taux de récidive important. De plus, près de la moitié des patients développent une instabilité chronique de cheville 12 mois après l’entorse initiale, impactant ainsi les activités sportives et quotidiennes. Dans ce contexte, l’approfondissement des connaissances sur les facteurs de risque prédisposant et leurs interactions est nécessaire à l’intégration de mesures préventives. La thèse avait pour objectifs d’étudier les adaptations biomécaniques et neuromusculaires de la cheville en réponse à 1) une fatigue aiguë des muscles abducteurs de la hanche ; 2) une fatigue neuromusculaire aiguë des membres inférieurs associée à une contrainte cognitive visuelle. La première étape consistait en un apport méthodologique vis-à-vis d’un dispositif de déstabilisation de l’arrière-pied utilisé dans le diagnostic fonctionnel de la cheville. Cette étape a permis de valider la reproductibilité de variables cinématiques (telles que la vitesse angulaire en inversion et l’amplitude frontale de la cheville) mesurées lors de tests fonctionnels réalisés avec la déstabilisation. Cette première étape a ensuite permis l’intégration de l’outil dans la deuxième partie du projet qui consistait à évaluer les réponses cinématiques et électromyographiques de la cheville à une fatigue spécifique des muscles abducteurs de la hanche. Enfin, la troisième partie du projet s’est intéressée à l’effet d’une fatigue générale et d’une contrainte cognitive ainsi que leurs interactions sur la biomécanique de réception de saut. Les principaux résultats de ce travail montrent une altération commune des qualités de contrôle postural dynamique en réponse aux contraintes additionnelles étudiées (fatigue proximale, générale, contraintes cognitives). Ainsi, ces contraintes perturbent le profil à risque d’un athlète et tendent à les prédisposer à l’entorse de cheville. Les modifications cinématiques observées en réponse à la fatigue ou aux contraintes cognitives caractérisent l’adoption d’une stratégie de protection de la cheville. Toutefois, il existe des variabilités interindividuelles dans ces réponses qui impliquent de considérer la fatigue et l’ajout de contraintes cognitives dans une perspective de prévention primaire et secondaire de l’entorse latérale de cheville. Ce travail de thèse apporte des éléments de compréhension sur les facteurs influençant le risque d’entorse latérale de cheville. Ainsi, les résultats avancés dans les différentes études ont permis d’intégrer la fatigue et les contraintes cognitives au modèle de compréhension du risque d’entorse de cheville. L’interaction entre ces contraintes et la présence d’antécédents d’entorse devrait être approfondie afin de les considérer dans le modèle de l’instabilité chronique de cheville.

The present work focuses on one of the most common sports injuries: the lateral ankle sprain. Beyond its high incidence, it is an injury that leads to a significant recurrence rate. Moreover, almost half of the patients develop chronic ankle instability 12 months after the initial sprain, which affects both sports and daily activities. In this context, a deeper understanding of the predisposing risk factors and their interactions is necessary for the integration of preventive measures. The objectives of this thesis were to study the biomechanical and neuromuscular adaptations of the ankle in response to 1) proximal fatigue and 2) general fatigue associated with visual cognitive constraints. The first step involved a methodological contribution regarding a rearfoot destabilizing device. This step allowed the validation of the reproducibility of kinematic variables (such as inversion angular velocity and frontal range of motion of the ankle) during functional tests performed with rearfoot destabilization. These variables were then used to assess the kinematic and electromyographic responses of the ankle to hip abductor muscles fatigue. Finally, the third part of the project focused on the effect of general fatigue and cognitive constraint, as well as their interactions, on the landing biomechanics. The additional constraints studied in this work (proximal fatigue, general fatigue, cognitive constraints) led to a common alteration of dynamic postural control. Consequently, these constraints disrupt the athlete's risk profile and tend to predispose them to ankle sprains. The observed kinematic changes in response to fatigue or cognitive constraints characterize the adoption of an ankle-protective strategy. However, there are interindividual variabilities in these responses that imply considering fatigue and the addition of cognitive constraints from the perspective of primary and secondary prevention of lateral ankle sprains. This thesis work provides insights into the factors that influence the risk of lateral ankle sprain. Thus, the findings advanced in the different studies allowed the integration of fatigue and cognitive constraints in the model of understanding the risk of ankle sprains. The interaction between these constraints and the presence of ankle sprain history should be further investigated to include them in the model of chronic ankle instability.