Étude de la dynamique du mouvement et de l’activité musculaire au cours d’un squat traditionnel et d’un squat excentrique accentué

Lors d’un squat traditionnel, c’est-à-dire sans ajout de charge supplémentaire entre les phases concentriques et excentriques, les forces de réaction au sol sont plus importantes pendant le temps concentrique et la force développée lors de la phase excentrique est bien en dessous de la capacité musculaire maximale, entrainant une faible tension à l’intérieur du muscle et ne sollicitant donc pas son adaptation. Pour pallier à cela, une méthode d’entrainement semble prometteuse : la charge excentrique accentuée (AEL : accentuated-eccentrique loading). Lors de l’AEL, la charge est plus importante pendant la phase excentrique que pendant la phase concentrique et donc le pic et le volume de la tension mécanique intra-musculaire augmentent, entrainant une augmentation de la force et une hypertrophie. En revanche, une revue de littérature publiée en 2017 a montré que 80% des recherches sur l’excentrique sont faites sur des mouvements mono-articulaires, alors qu’en pratique sportive ce sont les mouvements poly-articulaires les plus utilisés. En effet, de nombreuses études ont montré une charge plus importante sur les muscles des membres inférieurs lors d’exercices AEL effectués sur différents types de presses, mais cela pourrait ne pas se confirmer sur un squat, de part la différence de cinématique et d’implication musculaire entre squat et leg-press.

Afin d’établir des recommandations d’entrainement pour le squat AEL, il faudra prendre en compte la charge totale pouvant être soulevée ainsi que les différentes contributions articulaires.

En effet, toutes les articulations ne sont pas sollicitées de la même manière dans les mouvements poly-articulaires tels que le squat. De plus, la charge subie lors de chaque phase peut varier en fonction de la technique de squat. Certains athlètes modifient leur stratégie pour contrôler la charge lors de la phase excentrique, ce qui peut faire varier la vitesse de descente et affecter le taux de développement du moment, ainsi que le travail et le moment articulaire maximal. À savoir que le travail est un indicateur du volume total de tension mécanique et que le moment articulaire maximal un indicateur de la tension mécanique subie par un seul muscle.

Chaque séance a commencé par un échauffement standardisé selon le protocole RAMP.

Une deuxième cohorte d’hommes (similaire à la première en âge et aussi entrainés en résistance) a performé des squats avec haltères à 50, 80 et 100% du poids du corps. La cinétique de mouvement ainsi que l’EMG sur le grand fessier et le vaste latéral ont été analysés afin d’observer d’éventuelles différences entre le squat AEL sur Kineo et le squat traditionnel avec haltères.

Pendant le squat traditionnel, les moments articulaires maximaux et le travail articulaire ont été plus importants en phase concentrique qu’en phase excentrique pour la hanche et le genou, ainsi que pour la cheville mais uniquement sur les moments articulaires. Les analyses ont identifié que le pic de travail d’extension de genou en concentrique et excentrique augmentait avec la charge jusqu’à 100% de la 1RM. Il en allait de même pour la hanche mais uniquement jusqu’à 60% de la 1RM.

Le moment articulaire maximal du genou dans la phase excentrique du squat AEL à 120% de la 1RM était significativement supérieur à celui développé en excentrique à 80%, mais significativement inférieur à celui développé en concentrique à 100% de la 1RM (pas de différence en dessous de 80% de charge lors de la phase concentrique).

Les analyses révèlent des changements dans l’évolution temporelle du développement du moment articulaire du genou au fur et à mesure que la charge augmente. Lorsque la charge externe augmente de 80 % à 120 % de la 1RM, le moment maximal de l’extension excentrique du genou augmente (17 %) puis se stabilise, avec un pic distinct vers la fin de l'amplitude du mouvement. De plus, à chaque augmentation de la charge, le développement du moment dans la première moitié du mouvement était plus important, ce qui a entraîné une augmentation de 37 % du travail entre l'essai à 80 % du 1RM et l'essai à 120 % du 1RM.

L’étude de l’EMG a permis d’identifier des pics d’activation plus importants pendant la phase concentrique que pendant la phase excentrique, à toute les charges, pour le grand fessier, le vaste latéral, le biceps fémoral et le gastrocnémien médial. L’activité EMG pendant la phase excentrique augmentait à mesure que la charge augmentait jusqu’à 100% pour le grand fessier et 80% pour le vaste latéral et le biceps fémoral. Il n’y a pas eu d’effets de l’augmentation de la charge excentrique sur l’activation du gastrocnémien médial.

Concernant la cinématique des amplitudes articulaires, il n’y a pas eu d’effets de l’augmentation de la charge sur les articulations du membre inférieur, que ce soit lors des phases concentriques ou excentriques. Cependant, le moment articulaire maximal de la cheville en concentrique s’est produit à un degré de flexion dorsale nettement supérieur à celui lors du moment maximal excentrique.

Enfin, la vitesse angulaire articulaire était supérieure pour toutes les articulations en concentrique par rapport à l’excentrique. Pour la hanche, la vitesse en concentrique et excentrique diminuait avec l’augmentation de la charge jusqu’à 80% de la 1RM, puis se stabilisait après cette valeur. Les mêmes résultats ont été trouvés pour la cheville jusqu’à 60% de la 1RM. Pour le genou, la vitesse diminuait jusqu’à 100% de la 1RM, seuil après lequel elle ne diminuait pas plus, même lors d’augmentation de la charge.

La comparaison entre le squat sur Kineo et le squat avec haltères n’a pas montré de différence significative sur l’amplitude de mouvement de la hanche, du genou et de la cheville, et la charge externe n’a pas eu d’effets sur ces amplitudes. Cependant, il y a eu un effet modéré des variations de squat sur l’amplitude de mouvement du bassin ; une amplitude plus faible a été trouvé sur Kineo, en comparaison à un back squat et à un front squat.

Une autre composante de cette étude était l’analyse cinématique ainsi que l’analyse de l’activité musculaire sur Kineo en comparaison à un squat traditionnel avec haltères. Pour la hanche, le genou et la cheville, les résultats suggèrent une amplitude de mouvement similaire entre squat sur Kineo et back squat. La différence de cinématique trouvée concerne le bassin : avec une amplitude de mouvement plus faible sur Kineo, les sujets montraient une diminution de l’inclinaison pelvienne postérieure dans une position cuisses parallèles au sol. L’activité EMG trouvée sur Kineo était plus proche de celle du front squat que du back squat, mais la différence n’étant pas significative, les auteurs suggèrent que tous les résultats trouvés sur Kineo devraient être applicables aux squats traditionnels, à condition que la charge soit appliquée de manière sûre.

La première hypothèse émise (une augmentation de la charge entrainerait une augmentation du moment et du travail articulaire excentrique) a bien été confirmée, puisqu’il y a eu une augmentation du moment d’extension et du travail du genou jusqu’à 120% d’augmentation de la charge et une augmentation du moment d’extension de hanche, mais seulement jusqu’à 80% d’augmentation de la charge. Cela contraste avec les connaissances actuelles sur la phase concentrique du squat, dans laquelle le moment d’extension de hanche augmente plus que le moment d’extension de genou au fur et à mesure que la charge augmente. Cette différence pourrait s’expliquer par un changement de cinématique lors du squat concentrique lourd ; en effet, lors d’un squat lourd, le port de la charge entraine une inclinaison avant du tronc augmentant le bras de levier et donc l’implication de la hanche. Avec les squats AEL sur Kineo, il n’y a pas de modification de la cinématique, le tronc reste bien vertical, ce qui explique que ce soient les extenseurs de genou qui aient montré la plus grande augmentation et non les extenseurs de hanche. Il faudra donc être prudents sur l’extrapolation des résultats du squat AEL au squat classique, car seuls les athlètes bien entraînés arriveront à maintenir le tronc vertical lors des squats chargés aux haltères et auront donc des résultats similaires à ceux du squats AEL.

Concernant la deuxième hypothèse, il a été avéré que les moments articulaires pendant la phase concentrique étaient de 11 à 20% supérieurs à ceux développés pendant la phase excentrique pour toutes les articulations. Cela montre que pendant le squat traditionnel, la phase excentrique est sous-chargée et pourrait être sous optimale en tant que stimulus d’entrainement. En tenant compte du fait que l’augmentation de la charge excentrique entraine un plus grand moment et travail des extenseurs au niveau du genou, le squat AEL serait en mesure de réduire la sous-charge excentrique présente dans le squat traditionnel et il devrait donc être inclus dans la pratique sportive. En revanche, cette étude a montré que le pic du moment articulaire excentrique de l’extension de genou stagne après 120% de la 1RM, et cette valeur reste inférieure au plus grand moment en concentrique. La sous-charge des extenseurs du genou serait donc diminuée mais pas totalement compensée par le squat AEL, ce qui entraine le rejet de la troisième hypothèse (selon laquelle le moment et travail articulaire en excentrique en squat AEL sont supérieurs à ceux développés en concentrique en squat traditionnel). Cela pourrait s’expliquer par le fait que l’activation neuronale est plus faible en excentrique qu’en concentrique.

De plus, la participation des extenseurs de genou lors d’un squat est équivalente à 60% de la force qu’ils peuvent développer sur un mouvement mono-articulaire, expliquant à nouveau leur sous-charge lors du mouvement de squat.

Enfin, la quatrième hypothèse, selon laquelle l’activité EMG augmenterait avec l’augmentation de la charge excentrique et du moment pendant le squat AEL, n’a pas été confirmée. En effet, l’étude n’a pas montré de différence significative sur l’activité EMG au-delà de 80% de la 1RM, malgré une augmentation moyenne du moment et du travail articulaire. Cela pourrait être expliqué par le comportement élastique du myofilament de titine, ainsi que par la viscoélasticité des tissus « passifs », les deux jouant un rôle de restitution de l’énergie lors de mouvements excentriques (les forces tendineuses sont beaucoup plus importantes en excentrique qu’en concentrique).