Qu’est-ce que la force?

C’est bien beau de vouloir gagner à tout prix de la force, mais déjà qu’est-ce que la force? Est-elle unique? Comment la produit-on? Comment en gagner?

La force est le produit de l’action musculaire initiée et orchestrée par des processus électriques dans le système nerveux. Traditionnellement, la force est définie comme la capacité d’un muscle ou d’un groupe de muscles déterminés à générer la force musculaire dans des conditions spécifiques.
La force est un phénomène relatif qui dépend de nombreux facteurs. Il est donc essentiel que ceux-ci soient décrits de manière précise lors de l’évaluation des niveaux de résistance. Par exemple, la force musculaire varie en fonction de l’angle des articulations, de l’orientation de l’articulation, de la vitesse du mouvement, du groupe musculaire et du type de mouvement, de sorte qu’il ne sert à rien de parler de force absolue sans en préciser les conditions dans lesquelles elle est générée.

Les types de force

 

Grosso modo, on peut classer les types de force en trois sortes : la Force maximale, la Force vitesse (ou explosive) et la Force endurance.

  • La Force maximale est la plus grande force qu’une personne peut développer volontairement, mesurée avec un dynamomètre ou par le biais du poids le plus élevé que tu es en mesure de soulever. En d’autres termes, la force maximale est celle qui se développe avec des mouvements très lents contre une charge maximale. C’est la plus grande force qu’est capable de développer le système nerveux et musculaire par le biais d’une contraction maximale volontaire. La force maximale est subdivisée en trois forces maximales : isométrique (contraction du muscle pour résister à une contrainte sans qu’il n’y ait de mouvement articulaire), dynamique concentrique (rapprochement du muscle) et dynamique excentrique (étirement du muscle).
  • La force vitesse (ou explosive) est la capacité de vaincre une résistance relativement faible à la vitesse de contraction la plus élevée possible, c’est-à-dire la faculté à produire une grande énergie dans un temps le plus court possible. Elle est également appelée « puissance »
  • La force endurance est la capacité de maintenir une force à un niveau constant pendant la durée d’une activité sportive ou d’un geste sportif.

 

 

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La production de la force

 

La production et l’augmentation de la force dépendent de processus neuromusculaires (ce qui concerne à la fois la fibre musculaire et le muscle) . La force ne dépend pas directement de la taille des muscles, mais sur les muscles appropriés puissamment contractés par une stimulation nerveuse efficace.

La structure est une conséquence de la fonction, où l’hypertrophie est une réponse de l’adaptation à la stimulation neuromusculaire à une certaine intensité minimale. De cette façon, la stimulation nerveuse produit deux effets de base d’adaptation dans le corps:

  • Une action musculaire fonctionnelle (effet fonctionnel)
  • Une hypertrophie musculaire (effet structurel). Il est largement reconnu que la force est proportionnelle aux dimensions de la section transversale du muscle, de sorte que les muscles plus grands ont un potentiel de développer un niveau plus élevé de force que les muscles plus petits.

Toutefois, les facteurs structurels ne fournissent que le potentiel pour produire de la force, car il s’agit d’un phénomène neuromusculaire qui exploite ce potentiel pour générer l’activité motrice. Par conséquent, la masse musculaire décide du potentiel de force d’un individu. La masse musculaire influence donc la force de manière indirecte. L’utilisation de ce potentiel dépend de l’activité neuromusculaire.

Le muscle produira une plus grande force si un grand nombre de ses fibres se contractent simultanément, un fait qui dépend de l’efficacité des fibres nerveuses pour envoyer des impulsions aux fibres musculaires. D’autre part, une force moindre se développera dans un mouvement dans lequel les différents muscles ne coordonnent pas leurs efforts.

 

Les facteurs de la force

 

Voici une liste des principaux facteurs de production de la force.

 

Facteurs structurels

 

  • Les dimensions de la section transversale du muscle (hypertrophie)
  • La densité des fibres musculaires par unité de la section transversale
  • L’efficacité des leviers mécaniques à travers l’articulation

 

Facteurs fonctionnels

 

  • Le nombre de fibres musculaires qui se contractent simultanément
  • Le degré de contraction et le recrutement des fibres musculaires
  • L’efficacité de la synchronisation des impulsions des fibres musculaires
  • Le degré d’inhibition des fibres musculaires qui ne contribuent pas au mouvement
  • La proportion des fibres de grand diamètre musculaire qui sont actives
  • L’efficacité de la coopération entre les différents types de fibres musculaires
  • Le seuil d’excitation des fibres nerveuses qui alimentent les muscles
  • La coordination intermusculaire

 

 

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Types de fibres musculaires

 

Fibres musculaires

 Fibres IFibres IIAFibres IIB
Vitesse de contractionLenteRapideRapide
Résistance à la fatigueHauteMoyenneBasse
Motoneurone qui l’activePetitMoyenGrand
Production de forceBasseMoyenneHaute
Filières énergétiquesAérobieAérobie/ AnaérobieAnaérobie

 

Les types de fibres musculaires semblent être situés sur une gamme qui s’étend entre les fibres à contraction lente et de fatigue lente à une extrémité, et les fibres à contraction rapide et de fatigue rapide dans l’autre.

La plupart des classifications se rapportent à ces extrêmes comme les fibres de type I, (rouges et contraction lente) et les fibres de type II (blanches, de contraction rapide). La différence de couleur est due au fait que les fibres rouges ont un contenu plus élevé de myoglobine (une protéine dont le principal rôle est de transporter l’oxygène au niveau des muscles, nécessaire à leur fonctionnement).

En général, les fibres de type I sont de contraction lente, d’une plus grande résistance à la fatigue, avec un plus petit diamètre, avec une capacité oxydante élevée et une faible capacité de glycolyse (capacité d’utiliser le glycogène stocké comme source d’énergie pour le resynthèse de l’ATP (c’est la voie principale du métabolisme du glucose). Elles sont efficaces dans le maintien de la posture et résistent à une activité prolongée de faible intensité. Elles utilisent l’ATP lentement. Pour résumer, l’ATP (ou, adénosine triphosphate) est un nucléotide servant à emmagasiner et à transporter de l’énergie.

Les fibres de type II se divisent en divers sous-classes, les deux plus connues sont les fibres de type IIA et les fibres de type IIB. Voici les principales différences :

  • Les fibres de type IIA, également appelées fibres de contraction rapide, sont en mesure de recourir à des mécanismes oxydants et glycolytiques pour obtenir de l’énergie. Elles sont à-priori appropriées pour les mouvements rapides, répétitifs, d’intensité moyenne et sont recrutées juste après les fibres de type I. Elles ont tendance à être assez résistantes à la fatigue et peuvent se récupérer assez rapidement après l’exercice.

 

  • Les fibres de type IIB sont de contraction rapide, avec un grand diamètre. Elles ont une forte capacité de glycolyse et une faible capacité oxydative. Elles s’adaptent aux exercices de forte puissance et sont habituellement recrutés seulement lorsqu’un effort très rapide ou très intense est exigé. Les fibres de type IIB se fatiguent rapidement et récupèrent leur énergie principalement après avoir terminé l’exercice. Elles sont utilisées lorsque par exemple des charges sont soulevées entre ta 1RM et 3RM ainsi que dans les sprints aux 40 mètres.

 

En réalité, il y a plus de types de fibres musculaires, mais les plus connues sont mentionnées ci-dessus.

Chaque groupe musculaire contient une proportion différente de fibres rapides et à contraction lente, selon sa fonction et ses entrainements dans son passé sportif. D’autre part, l’entrainement peut, semble-t-il,  altérer les propriétés contractiles du muscle par la modification d’un type de fibre pour agir comme un autre type de fibre, ou bien pour devenir un autre type de fibre, ou enfin pour augmenter la croissance sélective d’un type de fibre en particulier.

Les fibres s’activent suivant l’intensité de l’exercice, suivant le modèle déterminé par COSTILL (1980)  :

  • Charge légère : recrutement des fibres lentes uniquement
  • Charge moyenne : recrutement des fibres lentes + fibres intermédiaires
  • Charge lourde : recrutement des fibres lentes (I) + intermédiaires (IIa) + rapides (IIb)

 

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                 Recrutement des fibres en fonction de l’intensité d’exercice

Les types de fibres diffèrent considérablement entre les individus, en particulier entre les athlètes de résistance et de force. Par exemple, des biopsies dans le vaste médial (ou vaste interne, c’est un muscle de la cuisse) ont révélé que la proportion de fibres rapides chez les lanceurs de poids et les athlètes de sauts en longueur et en hauteur, ainsi que chez les haltérophiles, peut être jusqu’à trois fois plus grande que chez les coureurs de marathon.

 

Le recrutement de fibres musculaires

 

Les unités motrices sont les éléments de base du système neuromusculaire. Chaque unité motrice consiste en un motoneurone (ou neurone moteur, est une cellule nerveuse qui est directement connectée à un muscle et commande sa contraction) dans la moelle épinière et des fibres musculaires qu’il stimule. Lorsqu’un motoneurone est actif, les impulsions sont distribuées à toutes les fibres musculaires de l’unité motrice. Par exemple, dans le muscle droit fémoral (un des 4 muscles du quadriceps), une seule unité motrice comprend jusqu’à 2000 fibres musculaires.

 

      Les phénomènes de recrutement dans l’augmentation de la force (FUKUNAGA 1976)

phénomènes-de-recrutement-dans-augmentation-de-la-force-fukunaga-1976UM (unité motrice) : motoneurone α (alpha) + faisceau de fibres

Les unités motrices sont activées par le principe de tout ou rien. Soit elles sont activées, soit elles ne sont pas activées. Il n’y a pas de degrés d’activation.

Pendant les contractions volontaires, l’ordre de recrutement est contrôlé par la taille des motoneurones (principe de la taille) :

  • Tout d’abord,  les plus petits motoneurones sont recrutés et de plus grandes exigences de force conduisent au recrutement d’unités motrices plus fortes.
  • Puis, les unités motrices avec les plus grands motoneurones sont recrutées en dernier.
recrutement-motoneurone-unite-motrice-force-powerliftingmag

 

Dans l’image ci-dessus, la force exigée est faible, et seulement les motoneurones petits sont recrutés. Lorsque la force augmente, le nombre d’unités motrices actives augmente et les unités motrices rapides sont recrutées.

 

La spécificité de la force

 

Toutes les formes d’entrainement de force sont différentes et produisent des effets sensiblement différents sur la performance neuromusculaire. Ce n’est pas seulement l’exercice qui modifie le système neuromusculaire, mais aussi la façon dont l’exercice est effectuée. Chaque exercice implique des informations qui sont traitées dans le système nerveux central. Les adaptations du système neuromusculaire et ses améliorations dans la performance sont spécifiques au mode exact d’entraînement effectué.

Pendant de nombreuses années, il y a eu deux théories opposées sur l’entrainement complémentaire de force dans le sport :

  • Une théorie suggère que l’entrainement de force devrait stimuler les mouvements sportifs de forme aussi ressemblante que possible au modèle de mouvement, vitesse, courbe de force-temps, type de contraction musculaire, etc. C’est le principe de spécificité.
  • Tandis que l’autre maintient qu’il est suffisant de s’entraîner avec les muscles concernés sans tenir compte d’une plus grande spécificité. Une pratique distincte des compétences techniques permettrait alors de transmettre la force acquise dans l’entrainement non spécifique aux mouvements sportifs.

Les deux méthodes de musculation amélioreront les performances bien que les recherches scientifiques actuelles maintiennent la supériorité du principe de spécificité.

 

Spécificité du mouvement

 

Les différences du modèle de mouvement produisent des résultats sensiblement différents, bien que les groupes musculaires impliqués soient pratiquement les mêmes. Par exemple, l’entrainement au squat avec barre pendant 8 semaines a augmenté sensiblement la force dans cet exercice, mais a causé une amélioration beaucoup plus faible que l’entrainement avec le Legs Press.

 

Spécificité de l’amplitude du mouvement

 

La force acquise est spécifique aux angles de l’articulation travaillés. Par exemple, si tu t’entraines avec des squats, la force acquise est à cet angle, et au fur et à mesure que la profondeur du squat augmente, la force gagnée diminue.

 

Spécificité de la vitesse

 

La force acquise est spécifique à la vitesse avec laquelle tu t’entraines. Si tu t’entraînes à des vitesses basses, tu tends à augmenter la force à cette vitesse, mais l’effet est réduit au fir et à mesure que tu t’éloignes de la vitesse entraînée. Bien que les mêmes muscles participent à un mouvement, ils peuvent être contrôlés par différentes parties du cerveau en fonction de la vitesse de mouvement. Cela signifie que l’exercice à vitesse lente et l’exercice à des vitesses plus élevées recrutent différents mécanismes du cerveau.

 

Spécificité du type de contraction musculaire

 

Les augmentations de la force volontaire sont en grande partie spécifiques au type de contraction musculaire utilisée dans l’entrainement. Par exemple, l’entrainement concentrique-excentrique en haltérophilie augmente considérablement la force requise pour la compétition, mais ce type d’entrainement ne produit qu’une légère amélioration de la force isométrique ou de la force isocynétique concentrique. L’exercice isocynétique concentrique augmente la force et la puissance isocynétique, mais avec peu d’augmentation de la force isométrique. Inversement, l’entraînement isométrique augmente significativement la force isométrique, mais pas la force isocynétique concentrique.

 

qu-est-ce-que-la-force-definition-entrainement-musculation-powerlifting-deadlift

 

Relation entre force et vitesse

 

La vitesse diminue à mesure que la charge augmente. La force maximale est atteinte lorsque la vitesse est faible et inversement la vitesse maximale est atteinte lorsque la charge est proche de zéro. Des expériences réalisées dans des muscles individuels dans des conditions de laboratoire ont fourni la courbe force-vitesse, qui peut être écrite comme une équation hyperbolique connue sous le nom de l’équation de Hill (1938).

Voici certaines conséquences de l’équation force-vitesse:

  • Il est impossible d’exercer une force élevée dans des mouvements très rapides.
  • La capacité de produire une force maximale et la capacité de produire des mouvements rapides sont des habiletés motrices différentes.
  • La puissance maximale est produite lorsque la vitesse est 1/3 du maximum et la force ½ du maximum.
  • Les entraînements avec des charges lourdes et des vitesses lentes tendent à améliorer la force dans la partie de courbe où les vitesses sont basses. Et ces améliorations diminuent à mesure que la vitesse augmente dans la courbe.
  • Les entraînements avec des charges légères et des vitesses rapides tendent à améliorer la force dans la partie de courbe où les vitesses sont élevées. Et ces améliorations diminuent à mesure que la vitesse diminue dans la courbe.

 

Aprentissage moteur

 

L’apprentissage moteur est le processus de programmation du système nerveux central pour pouvoir effectuer des mouvements spécifiques. Une grande partie de l’amélioration rapide de la force et de la performance est attribuable à l’apprentissage moteur, qui est vital pour l’efficacité continue de l’entrainement postérieur. L’apprentissage moteur maintient son rôle lorsque l’intensité et la complexité de la charge augmentent progressivement, parce que la capacité dans des conditions exigeantes est sensiblement différente de la compétence dans des circonstances moins importantes.

 

Système Nerveux Central (SNC)

 

Le Système Nerveux Central est le point central et complexe de calcul du cerveau et de la colonne vertébrale, qui traite l’information qui arrive tout en envoyant des ordres au reste du corps (y compris les muscles) à travers le système nerveux périphérique.

Les recherches actuelles ont révélé que le cortex moteur est à un niveau de contrôle plus faible, relié plus directement aux neurones moteurs de la moelle épinière qu’au cervelet ou le corps calleux. En outre, il a été découvert que le cervelet, le corps calleux et le cortex moteur sont activés avant que le mouvement soit initié. Il est également connu que le cervelet n’est pas celui qui initie le mouvement, mais qu’il corrige ou réorganise les commandes motrices avant d’atteindre les muscles, de sorte qu’il existe des mécanismes pour s’assurer qu’il y a une efficacité musculaire externe maximale.

Puisque l’activité du cerveau précède le mouvement, il est essentiel de visualiser les mouvements corrects avant même que la pratique de ces mouvements commence.

En fait, la technique de visualisation au moyen de l’observation de films qui font certains entraîneurs et haltérophiles, combinée avec des essais mentaux, fait partie intégrante de la formation des haltérophiles Russes. Bien que les mêmes muscles participent dans un mouvement, ils peuvent être contrôlés par différentes parties du cerveau en fonction de la vitesse de mouvement. Cela signifie que l’exercice à faible vitesse et l’exercice à grande vitesse recrutent différents mécanismes cérébraux. De nombreux facteurs tels que le type d’exercice, l’intensité utilisée ou la durée de l’entraînement déterminent la nature et l’ampleur des adaptations structurelles et fonctionnelles du système neuromusculaire.

 

Méthodes pour gagner de la force maximale

 

Il y a plusieurs méthodes pour entrainer la force maximale. Les méthodes d’entraînement de la force explosive et de la force-résistance ne seront pas traitées.

 

Méthode d’effort maximal

 

La méthode d’effort maximum est considérée comme la meilleure méthode pour améliorer la force maximale. Elle améliore la coordination intramusculaire et intermusculaire et stimule le système nerveux central. L’inhibition du SNC est réduite, le plus grand nombre d’unités motrices est activé et la synchronisation est améliorée. S’il est nécessaire de développer rapidement la force maximale, alors il faut prioriser l’entrainement avec cette méthode. La méthode d’effort maximum augmente la force en augmentant très peu la masse musculaire, ce qui est important dans les sports qui nécessitent surtout le développement de la force relative. Il est caractérisé par l’utilisation de charges de 90% de ta 1RM et plus.

Avec cette méthode, tu ne dois jamais dépasser 3 répétitions, ni dépasser les 4 ou 5 séries (effectives). Elle est utilisée pour un seul exercice par session et ne devrait pas être utilisée plus de 1 à 2 fois par semaine (par exemple, lundi tu fais un effort maximum pour le squat et le mercredi effort maximum pour le développé couché).

Les charges avec des pourcentages supérieurs à 90% ne devraient pas être prolongées pendant plus de 3 ou 4 semaines consécutives, à partir de ce moment, la fatigue est accentuée et une la performance commence à diminuer. Tu utiliseras entre 2 et 5 minutes de pause.

Voici un exemple de méthode d’effort maximum exemple de développé couché :

 

Nombre de séries Répétitions Poids (en kilos)
2 5 20
2 3 30
1 3 40
1 3 50
1 3 60
1 3 70
1 1 80
1 1 90
1 1 95
1 1 100

 

 

Méthode d’effort répété et méthode d’effort sous-maximal

 

La méthode de l’effort répété est de soulever une charge sous-maximale jusqu’à l’échec. Au cours des dernières répétitions, les muscles sont obligés de travailler dans un état de fatigue, et c’est là que les unités motrices les plus rapides sont recrutées.

La méthode de l’effort sous-maximal consiste à soulever une charge sous-maximale mais ne pas atteindre à l’échec, environ 1 ou 2 répétitions avant l’échec.

La plage de répétition varie généralement de 4 à 12 répétitions. Plus tu baisses le nombre de répétitions et mieux ça sera pour le développement de ta force maximale et la stimulation de ton système nerveux. Habituellement, les pauses sont comprises entre 1 et 3 minutes.

La méthode de l’effort répété est meilleure que la méthode des efforts sous maximaux étant donné que la première méthode recrute des unités motrices plus rapidement que celles que recrute la seconde méthode. De plus, cette méthode a un meilleur effet sur la coordination neuromusculaire.

Cependant, t’entrainer constamment jusqu’à l’échec est très exigeant, entravant ta capacité à récupérer. Par conséquent, la méthode d’effort répété doit être utilisée avec parcimonie, donnant lieu à la méthode de l’effort sous-maximal.

 

Sources

 

Science and Practice of Strength Training – ZATSIORSKY
Manual de Powerlifting y otras modalidades de levantamientos de peso – Lucio DONCEL
Strength training for sport – KRAEMER
Muscle revolution bodybuilding – WATERBURY
Fisiomorfis

Merci à Seb MAÎTRE pour ton schéma de FUKUNAGA

 

 

 

 

 

 

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